Способ получения порошкового сплава на основе нитрида алюминия для покрытий

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии ,в частности, к способу получения порошкового сплава на основе нитрида алюминия, используемого для газотермического напыления покрытий. Целью изобретения является повышение прочности сцепления и твердости покрытий. Поставленная цель достигается тем, что порошковый сплав получают кальцийгидридным восстановлением, в процессе восстановления вводят никель в количестве 10-30 мас.%, а азотирование проводят в три стадии при 870-930, 1140-1200 и 1320-1380°С. Способ позволяет повысить выход порошка фракции 20-100 мкм и за счет этого повысить твердость и прочность сцепления покрытий с основой в 1,5-2 раза. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕ ТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU» 1491 15

В. t .ОЯЗНАЯ

t A Л:) iLÀI ëÞÊÌß и, 1О ЕпА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOIVIV СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4068267/31-02 (22) 16.05.86 (46) 07.07.89. Бюл. 11 25 (71) Научно-производственное объединение Тулачермет и Тульский политехнический институт (72) А.В.Касимцев, В.И.Котенев, Ю.С.Спеваков, А.II.Ìîêðîâ и В.В.Жигунов (53) 621.762 ° 34 (088.8) (56) Патент С! А II 4013453, кл. С 23 С 7/00, опублик. 1977.

Пшеничная О.В., Кислый П.С. — В кн.: Тугоплавкие нитриды. Сб. научи. трудов.-Киев: Наукова думка, 1983, с. 34-37. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОЫКОВОГО

СПЛАВА НА ОСНОВЕ НИТРИДА АЛЮМ11НИЯ

ДЛЯ ПОКРЫТИ!!

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу получения порошкового сплава на основе нитрида алюминия, используемого для газотермического напыления покрытий, Целью изобретения является повышение прочности сцепления и твердости покрытий.

Способ получения порошкового сплава на основе нитрида алюминия заключается в получении порошка на основе металлида титана-алюминия методом кальцийгидридного восстановления с введением при восстановлении никеля в количестве 10-30 мас.7 и азотировад1) 4 В 22 Р 9/16, С 22 С 29/16, 1/04, С 23 С 4/10 (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу получения порошкового сплава на основе нитрида алюминия, используемого для газотермического напыления покрытий. Целью изобретения является повышение прочности сцепления и твердости покрытий. Поставленная цель достигается тем, что порошковый сплав получают кальцийгидридным восстановлением, в процессе восстановления вводят никель в количестве

10-30 мас.i, а азотирование проводят в три стадии при 870-930 С, 11401200 и 1320-1380 С. Способ позволяет повысить выход порошка фракции 20100 мкм и за счет этого повысить твердость и прочность сцепления покрытий с основой в 1,5-2 раза °

1 табл. нии в три стадии: нагрев в атмосфере азота до 870-930 С с выдержкой в течение 1 ч, нагрев до 1140-1200 С со скоростью 2-3 град/мин с выдержкой в течение 1 ч и нагрев до 1320-1380 С со скоростью 0 5-1,5 град/мин с выдержкой в течение 1 ч.

Пример. Получают сплав, содержащий мас.Х: Ni 20; TiN 27,6;

A1N — остальное.

В качестве исходных порошков берут технически чистые оксиды титана . и алюминия, никель карбонильный дисперсностью менее 100 мкм. Смешивают их в шаровой мельнице в течение 2 ч при следующем соотношении по весу:

1491615

Ti0q. Al 0 . Ni : СаН = 0,14. 0,26:

:0,05:0,55. Гидрид кальция берут с избытком 20K сверх теоретически необходимого количества для восста5 новления Т О и Al q 0 . Это определяют экспериментально для более полного протекания процесса восстановления.

Полученную однородную смесь загружают в контейнер из жаропрочной стали, герметично закрывают контейнер крышкой, имеющей патрубок для выхода водорода, и проводят нагрев контейнера в шахтных газовых печах, Смесь нагревают от 300 до 1150 С в течение 15

4,5 ч. После окончания выделения водорода в контейнер подают технически чистый аргон. Гомогенизирующую выдержку при 1150 С проводят в течение 16,5 ч в атмосфере аргона при из- 20 быточном давлении 50-300 гПа. Продукты охлаждают в контейнере до комнатной температуры, выгружают, дробят в молотковой дробилке до кусков 50100 мм и обрабатывают водой при 25

50-90 С. При этом окись кальция и остаточный кальций, реагируя с водой, переходят в гидроокись кальция. В дальнейшем гидроокись кальция отделяют от порошка тройного металлида 30 i-Al-Ni обработкой в растворе соляной кислоты при рН раствора 4-5 в аппаратах выщелачивания. Затем порошок металлида промывают водой на центрифуге ° Влажный порошок сушат в вакуум-сушильном шкафу при 80 С. После рассева выход фракции 20-100 мкм составил 802. Затем проводят стадию азотирования. Полученный порошок посыпают на тарели слоем не более 40

15-20 мм для лучшей газопроницаемости, устанавливают тарели в герметичный контейнер с крышкой, в которой имеется патрубок для подачи азота, и пр водят нагрев порошка в атмосфе- 45 ре азота в шахтных газовых печах.

Для азотирования используют азот с содержанием кислорода (0,002Х.

Лавление азота поддерживают в пределах 100-300 гПа для предотвращения

50 окисления. Режим азотирования ведут в три стадии: нагрев в атмосфере азота до 900 С эа 2 ч и выдержка при этой температуре 1 ч, нагрев со скоростью 2,5 град/мин до 1170 С и выдержка 1 ч, нагрев со скоростью

1 град/мин до 1350 С и выдержка 1 ч.

Охлаждают порошок в атмосфере азота до комнатной температуры. Пос-ле рассева грансостав порошка «е изменяется. Степень аэотирования порошка составляет 997.. Химический состав порошка соответствует следующему содержанию компонентов, мас.7: Ni 20,0;

TiN 27,6; примеси -не более 0,5; AlN— остальное.

В таблице приведены примеры осуществления предлагаемого способа порошкового сплава на основе нитрида алюминия на граничные и промежуточные значения параметров, а также параметров, выходящих эа предлагаемые пределы, и свойства полученных покрытий по сравнению со свойствами покрытий иэ порошкового сплава, полученного известным способом.

Как следует иэ приведенных в таблице данных, предлагаемый способ получения порошкового сплава на основе нитрида алюминия (примеры 1-3) по сравнению с известным способом (пример 6) обеспечивает повышение прочности сцепления и твердости покрытий.

При осуществлении способа эа предлагаемыми параметрами (примеры 4 и 5) прочность сцепления и твердость покрытий снижаются. Прочность сцепления и твердость покрытий повышаются за счет более высокого выхода порошка фракции 20-100 мкм, наиболее приемлемой для получения покрытий методом газотермического напыления. формула и э о б р е т е н и я

Способ получения порошкового сплава на основе нитрида алюминия для покрытий, включающий получение порошка на основе металлида титана-алюминия и его азотирование, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения прочности сцепления и твердости покрытий, получение порошка на основе металлида титана-алюминия осуществляют кальцийгидридным восстановлением с введением при восстановлении никеля в количестве 10-30 мас.Х, а аэотирование осуществляют в три стадии: нагрев в атмосфере азота до

870-930 С с выдержкой в течение часа, нагрев до 1140-1200 С со скоростью 2-3 град/мин с выдержкой в течение часа и нагрев до 1320-1380 С со скоростью 0 5-1,5 град/мин с выдержкой в течение часа, < e oс о сЧ а о сч л со 00 л опт о оооо л елее

I» Ol 1 I I 1

uo-=с=а ох с о -ф а е сч«е» о оов

e4 с ов

A а а о о о а

C) а а а оВ а ° а» ° е о оосча а а а а а е1 C4 cV с Ъ а 1 о оооо о о-то с4 а» I сЧ о оо в,о а а ° ° о о оооо в вава и а оов

cV . са1 с Ъ л

Ф счемеа е н л ойдо о о о о ео лсча

Ръ с ъ сас с 1 о ооо сч са1 в о