Состав для газотермического напыления покрытий

 

Изобретение относится к нанесению покрытий газотермическим напылением и может быть использовано для износостойких защитных покрытий в различных отраслях техники. Цель - повышение физико-механических свойств покрытий. В состав для напыления помимо порошка самофлюсующегося сплава на основе никеля, кобальта или железа введен порошок стекла при следующем соотношении компонентов, об.%: самофлюсующийся сплав 85-95, стекло 5-15, Напыленное покрытие имеет износостойкость в 1,3-1,7 раза выше, чем у оправленных покрытий из самофлюсующегося сплава, более высокие адгезионную и когезионную прочность и твердость . 2 з.п. ф-лы, 3 табл. С ft (Г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5)) 5 С 23 С 4/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж

I(; —;, -.аж! пений (результат флюсования и взаимодействия напыляемых порошков с возду- ф ) ком) со стеклянными частицами, разогретыми до состояния размягчения в плазменной струе. В результате поверхно ть частиц самофлюсующегося сплава очищается от покрывающих их боросиликатных пленок, а частицы прочно привариваются к ранее упавшим частицам. Это приводит к существенному повышению когеэионной и адгезионной прочности покрытий. Кроме того, частицы стекла, растекаясь по нижележащим частицам, защищают последние от высокотемпературного угара бора и кремния, что, в свою очередь, повыГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4372877/02 (22) 01.02.88 (46) 07.03.91. Бюл. Ь - 9 (71) Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии (72) В.А.Кот и Б.Х.Вахабов (53) 621.793.7 (088.8) (56) Патент США М 3892883, кл . 117-427/ 34, С 23 С 7/00, 1975.

Анциферов В.Н. и др. Порошковая металлургия и напыленные покрытия.

M. Металлургия, 1987, с. 754-756., (54) СОСТАВ ДЛЯ ГАЗОТЕРМИЧЕСКОГО .

НАПЫЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к нанесеИзобретение относится к нанесению

I покрьггий гаэотермическим напылением и можег быть использовано для износостойких и защитных покрытий в различных отраслях техники.

Цель изобретения — повышение физико-механических свойств покрытий.

Состав для гаэотермического напыления покрытий включает порошок самофлюсующегося сплава на основе никеля, кобальта или железа и порошок стекла при следующем соотношении компонентов, об.7.: самофлюсующийся сплав 8595, стекло 5 — 15.

Присутствие в шихте стекла обеспечивает активное взаимодействие выделяющихся жидких боросиликатных соединию покрытий гаэотермическим напылением и может быть использовано для износостойких защитных покрытий в различных отраслях техники, Цель повышение физико-механических свойств покрытий. B состав для напыления помимо порошка самофлюсующегося сплава на основе никеля, кобальта или железа введен порошок стекла при следующем соотношении компонентов, об.7.: самофлюсующийся сплав 85-95, стекло 5-15.

Напыленное покрытие имеет износостойкость в 1,3- 1,7 раза выше, чем у оправленных покрытий из самофлюсующегося сплава, более высокие адгезионную и когезионную прочность и твердость. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

1633013 шает физико-механические свойства напыленного покрытия.

Пример. gala получения покрытий готовят шихту иэ самофпюсующего5 ся сплава на основе никеля, кобальта или железа и стекла марки ВВС с дисперсностью 63-100 мкм. Для этого в смеситель засыпают порошок самофлюсующегося сплава и добавляют поро- 10 шок стекла установленного объемного содержания. Смешивание производят в течение 1,5 ч.

Шихту, состоящую из гомодисперсных конгломератных; частиц, готовят следующим образом, Исходные компоненты с фракцией 5-10 мкм загружают в фарфоровый барабан и перемешивают в течение

2 ч при скорости вращения 40 об/мин.

Затем навеску шихты в количестве 20

300 r с добавлением 12 мас.X этилового спирта помещают в барабан гранулятора. Гранулирование проводят в течение 1,5 со скоростью вращения е е

30 об/мин при угле наклона OC = 45 . 25

Затем полученный конгломерат помещают в алундовые лодочки, которые устанавливают в сушильный шкаф. Отжиг связующего компонента проводят при о

150 С в течение 1,5 ч. далее алундовые лодочки с порошком устанавливают в рабочей зоне трубчатой печи для о спекания, Спекание проводят при 800 С в течение 4 ч. После спекания проводят дробление материала с последующим рассевом, gna нанесения покрытий используют отсеянную фракцию 63100 мкм, Состав, состоящий иэ гетеродисперсных конгломератных частиц, ro- 40 товят следующим образом. В качестве исходных компонентов используют те же самофлюсующиеся порошки фракций

40-10 мкм и стеклянный порошок фракцией менее 5 мкм.

Технологическую операцию конгломерирования проводят аналогично описанному. Для нанесения покрытий используют отсеянную фракцию 63—

100 мкм. Покрытия толщиной 0,4-0,6 мм наносят на установке плазменного напыпения при режимах: ток 550 А, напряжение 70 В, расход аргона 40 a/ìèí, расход водорода 9 л/мин, расход мате риала 1,5 кг/ч.

Поверхности образцов из стали 20, на которые наносят покрытия, предварительно подвергают дробеструйной обработке. После нанесения покрытий определяют твердость, адгезионную и когезионную прочность, относительную износостойкость по сравнению с оплавленными покрытиями иэ соответствующих самофпюсующихся сплавов и содержание бора и кремния, Результаты исследования фиэикомеханических свойств и иэносостойкости покрытий, а также содержания в них бора и кремния представлены в таблицах 1-3.

Прочность сцепления покрытий, полученных из предлагаемой шихты, повышается по сравнению с покрытиями из известной шихты в 1,5- 1,8 раза.

Когезионная прочность повышается в

1,3- 1,5 раза, твердость — на 5

8 ед. HRC.

По твердости покрытия иэ предлагаемой шихты приближаются к твердости оплавленных покрытий из известной шихты. Нанесение покрытий из предлагаемой шихты позволяет повысить износостойкость покрытий в 1,2-1,7 раза и снизить угар бора и кремния.

Форм улан зобретени я

1. Состав для гаэотермического напыления покрытий, включающий порошок самофлюсующегося сплава на основе никеля, кобальта или железа, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения физико-механических свойств покрытия, он дополнительно содержит порошок стекла при следующем соотношении компонентов, об,X:

Самофлюсующийся сплав 85-95

Стекло 5-15

2. Состав по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что он состоит иэ механической смеси порошков.

3. Состав по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что он состоит иэ конгломерированных час тиц.

1633013

Таблица 1

Содераа ние стекла, об.Х

Относительная износостойкость

Содержание легирува<нх элементов, мас.й по сравнении c . оплавленным поSi крытием,напыленным иэ известной вихты

Известный состав

ПР-Н70Х17

С4Р4

О Э

51

2,0

2,2

2,8

3,0

ПР-Н 70Х1 7

С4Р4

Известный состав

ПГ-.!ОК-О!

О

0 5

0,6

0,7

0,8

1,0

1,05

52

Пр едл а га емый с ос т а в

ПГ-1 ОК-01

Известный состав

ПР-Н73Х16

СЭРЭ

1,9

2,1

1,2

1,4

46

О

1,0

1,1

Предлагаемый состав

Известный состав

ПР"Х4Г2Р4

С249

О,Э

0,4

5 2

2,5

2,7

О

1,0

1,04

Предлагаемый состав

ЛР-Х4 Г2 Р4, С246

1,4 57

15 . 59

1,3 56

0,9 51

П р и и е ч а н и в, Приведены среднеарифметические значения. Шихта пред.ставляет собой механическую смесь.

Основа пороаковой иихты

5

16

5 .10

1S

5

1О

20.

1,0

E)1

Предлагаемый состав

1,3

1,5

1,Э

0,8

1,2

194

1,3

1,1! ° 5 1,6

1,3

1,2

Твердость, HRC

54

56

53

56

51

52

2,5

2,7

2,8

2,8

1,1

1,2

1,2

1,3

l 7

2,0

2,1

2,1

3,2

3,4

3 5

3,5

3,3

3,4

3,5

3 5

0,8

0,9

0,9

0,9

2,3

2,5

2,6

2,6

0,6

0,8

0,9

0,9

1633013

Таблица 2

Содержание легирующих элементов, мас, 7

Отыосительная износостойкость

Содержание стекла,об.7. по сравнению с оплавленным поSi

Известный состав

ПР-Н70Х17

С4Р4

2,4

2,7

51

1,5

1,8

1,0

1,1

Предлагаемый состав

ПР-Н70Х17

С4Р4

Известный состав

0,4

0,5

0 5

0,6

53

1,0

1,1

ПГ-10К-01

Предлагаемый состав

ПГ-1ОК-01

П р и м е ч а н и е. Приведены среднеарифметические значения. Шихта состоит из гетеродисперсных конгломерированных частиц.

Таблица 3

Содержание легирующих элементов, мас. 7

Основа порошковой

Относительная износостойкость

Содержание стекла,об.X шихты по сравнению с оплавленным поГ крытием, напып енным иэ известной шихты

Известный состав

ПР-Н70Х17

С4Р4

1,0

1,1

51

1,5

1,7

2,4

2,6

Осъ ова порошковой шихты

5

20 крытием,напыпенным иэ известной шихты

1,5

1,7

1,3

0,8

1,4

1,5

1,4

1,0

Твердость, HRC

56

56

54

57

58

57

Твердость, HRC

2,4

2,7

2,8

2,8

0,9

1,0

1,1

1,1

3,2

3,3

3,4

3,4

0,7

0,8

0,8

0,8

i 633013

Продолжение табл. 3

ТверСодержание легирующих элементов, мас. Х

Содермание стекла,об.й дость, HR|.;

В Si

Предлагаемый состав

ПР-Н 70Х1 7

С4Р4

0,4

0 5

0,5

0,6

ПГ-10К-01

53

0

1,0

1,1

Предлагаемый состав

1,3 56

1,4 57

1,2 55

0,9 52

ПГ-10К-01, П р и м е ч а н и е. Приведены среднеарифметические значения. Шихта состоит из гомодисперсных конгломерированных частиц.

Составитель Л.Нестеренко

Редактор Н.Яцола Техред М.Дидык Корректор М.Демчик

Заказ,598 Тирах 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101

Основа по" рошковой вихты

5

Относительная износостойкость по сравнению с оппавленньач покрытием,напыпенньви из известной аихты

1,4

1,6

1,3

0,7

Известный состав

54

53

2,2

2,5

2,6

2,6

0,8

0,9

0,9

0,9

3,0

3,1

3,2

3,2

0,7

0,7

0,8

0,8