Способ нанесения композиционных покрытий

 

Изобретение относится к способам наплавки композиционных материалов и может быть использовано для защиты металлов от коррозии. Цель изобретения - расширение сортамента наносимых композиционных покрытий путем получения металлических покрытий из псевдосплавов. Способ включает подготовку поверхности изделия, нанесение на нее каркаса покрытия и последующую пропитку его материалом матрицы. Из материала матрицы выполняют стержень металлический, вводят в электрический контакт с поверхностью каркаса покрытия и подают электрический ток через контакт. Осуществляют оплавление стержня из материала матрицы при одновременном перемещении его по поверхности каркаса. Способ позволяет получать беспористое покрытие толщиной менее 450 мкм с малой разнотолщинностью при высокой прочности адгезии с поверхностью изделия. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 23 С 26/00, В 23 К 11/,06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ1ЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СОИДЕТЕЛЬС1 ВУ

I — — 1 (21) 4462791/23-27 (22) 20.07.88 (46) 15.03.90 . Бюл. У 10 (71) уральский научно-исследовательский институт трубной промьш ленности (72) Р.А. Ковынев, Ю.И. Блинов, Б.Н. Берг и А.Г. Тюрин (53) 621 .791 .763 (088. 8) (56) Кудинов В .В ., Иванов В .М. Нане— сение плазмой тугоплавких покрытий.

М,: Машиностроение, 1981, с. 184. (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ

ПОКРЫТИЙ. (57) Изобретение относится к способам наплавки композиционных материалов и может быть использовано для зашиты металлов от коррозии. Цель изобретения — расширение сортамента наносимых

Изобретение относится к защите металлов от коррозии, а именно к металлическим композиционным покрытиям.

Целью изобретения является расширение сортамента композиционных покрытий путем получения металлических покрытий из псевдосплавов.

В соответствии с описываемым способом на поверхность детали наносят каркас покрытия ° Каркас покрытия может быть проволочным, сетчатым, изго-. товленным из разного рода волокон, фольги и проволоки, ориентированных хаотично или дискретно, и в виде отдельных дисперсных частиц, нанесенных, например, гаэотермической или электродуговой металлиэацией. Далее каркас покрытия пропитывают материалом матрицы, для чего металлический

„„SU„„3550003 А 1 композиционных покрытий путем получения металлических покрытий из псевдосплавов. Способ включает подготовку поверхности изделия, нанесение на нее каркаса покрытия и последующую пропитку его материалом матрицы, Иэ материала матрицы выполняют стержень металлический, вводят в электрический контакт с поверхностью каркаса покрытия и подают электрический ток через контакт. Осуществляют оплавление стержня из материала матрицы при одновременном перемещении его по поверхности каркаса. Способ позволяет получать беспористое покрытие толщиной менее 450 мкм с малой разнотолщиныостью при высокой прочности адгезии с поверхностью изделия, 1 табл. стержень из материала матрицы вводят в контакт с поверхностью каркаса покрытия и пропускают электрический ток через контакт. При оллавлении стержня его перемещают по поверхности каркаса. В результате за счет отсутствия окислов на постоянно обновляющейся поверхности заготовки .матрицы, а также за счет особенностей механизма пропитки прп наложении электрического тока высокой плотности (как постоянного, так и переменного) получается покрытие. В осуществлении данного процесса решающую роль играют локальный разогрев тугоплавкой матрицы и зоны контакта за счет повышенного электросопротивления, уменьшение поверхностного натяжения матрицы при повышенных температурах, про1550001 духе.

Составы полученных покрытий приведены в таблице.

Качество покрытий контролировали по внешнему виду, который оценивали визуально и под микроскопом,с увеличением 100; по пористости, наличие которой определяли, осматривая под микроскопом (увеличение 100) поперечный шлиф образца с покрытием„

50 цесс взаимодействия расплавленной матрицы под действием электрического тока высокой плотности с собственным магнитным полем, электрокапиллярный эффект, Данным способом возможно нанесение широкого спектра композиционных металлических покрытий.

В лабораторных условиях нанесли покрытия по предлагаемому способу на образцы иэ стали ст. 3 размером

2 «20 «200 мм.

На серию подготовленных образцов в количестве 5 шт. из ст. 3 наносили металлизационное покрытие иэ нержав еющей с тали X18H10T. Покрытие наносили металлизатором ЭМ-12 (рабочий ток 500 А, напряжение на дуге ЗОВ, время нанесения 2 с) .

На другие 5 образцов из ст. 3 нанесли каркас в виде стальной проволоки ф 0,25 мм, намотанной в один слой на поверхность образца, и на следующие 5 образцов закрепили каркас из сЕтки, изготовленной иэ проволоки

ФО,25 мм, Затем все три группы образцов с нанесенными на них каркасами различного типа подвергали пропитк „

Пропитку осуществляли следующим, образом.

Один из полюсов источника тока

ВАКТ-1600 присоединяли к стержню из материала матрицы, представляющего собой брусок 20 >20«150 мм, полученн ый литьем, другой полюс — к образцу с нанесенным каркасом, Стержень из атериала матрицы и образец приводили в соприкосновение и включали электрический ток. Силу то<а увеличивали до тех пор, пока стержень из материала матрицы не начинал оплавляться.

Оплавляющийся стержень передвигали по всей поверхности Образца, пропитывая расплавленным материалом каркас. Затем образец остужали на воэпо толщине переходнои зоны, которую измеряли с помощью окулярмикроскопа при осмотре под микроскопом (увеличение 100) поперечного шлифа с покрытием; по адгезии, которую определяли по ГОСТ 15!40-78.

Адгеэия считалась удовлетворительной, если после изгиба образца под углом 90 и его последующего выпрямления на месте изгиба не наблюдалось трещин и отслоений покрытия.

Характеристики .покрытий, полученных предлагаемым способом, приведены в таблице.

Яэ таблицы следует, что все металлические покрытия, нанесенные предлагаемьм способом, имеют малую разнотолщинность — 10-30 мкм и удовлетворительную адгеэию, Кроме того, покрытия, нанесенные по предлагаемому способу, имеют полную пропитку каркаса, беспористы. Материал матрицы взаимодействует не только с каркасом, но и с подложкой.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно расширить сортамент металлических композиционных покрытий. Пропитка каркаса может быть осуществлена оплавлением на его поверхности самых разных металлов и сплавов. Применение предлагаемого способа позволяет получить покрытия из псевдосплавов, получение которых ранее считалось невозможным (например, железный каркас, пропитанный алюминием).

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Способ нанесения композиционных покрытий, включающий подготовку поверхности изделия, нанесение на нее каркаса покрытия и последующую пропитку его материалом матрицы, отличающийся тем, что, с целью расширения сортамента наносимых композиционных покрытий путем получения их из псевдоснлава, из материала матрицы выполняют стержень, вводят его в контакт с поверхностью каркаса, пропускают электрический ток через контакт и при оплавлении стержня перемещают его по поверхности каркаса.

1550001

Адгезия

Внешний вид поперечного шлифа, nopHc то с ть

Состав покрытия

Толщина покрытия, мкм

Каркас Ма трица

255-280 УдовлетХ18Н10Т Af металПолная пропитка металлизационного каркаса, пористость отсутствует.

При взаимодействии материала матрицы с подложкой образуется переходный слой толщиной 3-4 мкм

Хорошая пропитка проволочного каркаса. Пористость не наблюдается.

Материал матрицы при взаимодействии с каркасом и подложкой образует переходный слой толщиной 3-5 мкм

Полная пропитка каркаса. Пористость отсутствует. При взаимодействии материала матрицы с подложкой толщина переходного слоя 4-8 мкм

Полная пропитка каркаса ° Пористость отсутствует. При взаимодействии материала матрицы с подложкой переходный слой отсутствует

Проволочный каркас пропитан полностью. Покрытие сплошное, поры и пустоты отсутствуют, Переходного слоя нет

То же воритель" лизационный ная

265-290

Х18Н10Т Ak проволочный

255-285

Х18Н10Т А3 сетчатый

255-275

Х18Н10Т AE метал- Zn лизационный

Х18Н10Т Zn проволочный

2б0-270

255-275

Х18Н10Т Zn сетчатый

Составитель И, Фелицина

Техред М. Дидык Корректор А. Обручар

Редактор Л. Веселовская

Заказ 248

Тираж 808

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101