Способ получения износостойкого композиционного покрытия

 

Использование: упрочнение и восстановление деталей машин и инструмента. Сущность способа: на поверхность изделия методом газопламенного напыления наносят порошок окисла металла плакированный металлом. Одновременно в газопламенную струю в зону взаимодействия металла и оксида под углом 20- 24° к оси струи на расстоянии 90-110 мм от среза соплз газовой горелки под /зазлени°м 0,6- 0,7 МПа подают воздух, подогреваемый до температуры газовой смеси.

СОК)3 < <)HÃ TCKYiX

С< <И/ ЛИС i ИЧР КИ\

Р Е С П У!1n In V

<Н В 22 F 7/04

ГОСУ<«<РСТБГ НН!ЯЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИ riM И ОT,I<Ðb!ÒÈËУ

ПРИ ГКНТ СССР

<.<ПКСА<-<ИE к43(ЗЕРЕ < Е< << <>1

К АВТОРСКОМУ СБ<<лДЕ ГЕ.г) ЬС ГВУ (21) 48928 18/02 (22) 20.12.90 (46) 07,09.92. Бюл. ¹ ЗЗ (71) Кировоградский институт сельскохозяйс венного машиностроения (72) M.Ê,Черновол, T,Ï,Ãånåé< Iâènè, Il.А.Лопата, З.Ш.Окросцваридзе и M,À.Áånoöepêîâñl<èé (56) Анциферов В.А., Бобров Г.В. и др. Порошковая металлургия и напыленные покрытия. М,; Металлургия, 1987, с,786 — 789. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОГО КОМПОЗИЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ

Изобретение относится к тахMологии машиностроения и может быть использовано при упрочн Hèå и восстановлении деталей машин и инструмента. эксплуатирующихся в условиях высоких температур и à! рессивных сред, путем нанесения износостойких voi ïàçèöèîííûx покрытий из тугоплавких оксидов методом газопламенного напыления.

Известен способ напыления оксидных покрытий (В.H,ÀHöèôepîâ, Г.В.Бобров, Л.К,Дружинин и др, Порошковая металлургия и напыленные покрытия. М„Металлургия, 1987, с.781 — 786), позволяющий значительно улучшить коррозионно-стойкие. жаростойкие, теплозащитные, электроизоляционные и износостойкие свойства упрочняемых поверхностей.

Однако данный способ имеет недостаток, который состоит в том, что высокая температура плавления оксидов и низкая теплопроводность затрудняют прогрев напыляемых частиц. Поэтому необходимо при5Ц „„175<>>559 А (57) Использование: упрочнение и восстановление деталей машин и инструмента.

Сущность способа: на поверхность изделия методом гаэопламенного напыления наносят порошок окисла металла плакированный металлом. Одновременно в газопламенную струю в зону взаимодействия металла и оксида под углом 20- 24О к оси струи на расстоянии 90-110 мм от среза сопла газовой горелки под давлением 0,60,7 МПа подают воздух, подогреваемый до температуры газовой смеси. менять источники теплоты с высокой энтальпией. Другим недостатком способа является диссоциация оксидов до низших субоксидов металла и кислорода при температуре нагрева частиц, Onизкой к температ е плавления. Поэтом. пок ыгия, металлом оксидных частиц (В.А.Анциферов, Г.В.Бобров, Л.К.Дружинин и др. Порошковая металлургия и напыленные покрытия.

M.: Металлургия. 1987, с.786-789), Использование композиционнь;х порошков в виде плакированных металлом оксидных <ас:«I позволяет уменьшить степень д:« ..nl;«ai;;,, ур > р напыляемые из частиц оксидов, не всегда удовлетворяют многочисленным эксплуата- Ql ционным требованиям; электропроводно- О с т и, т е и л.о и р о в о д н о с т и, х и м и ч е с к о и (Я

1 стойкости и активных средах и др. 1(л

Наиболее близким по технической сущности является способ нанесения защитных гаэотермических покрытий иэ композиционных материалов систем МеО- /е, когд.. порошок выполнен в виде плакированных,759559

4 оксидов при напылении, KpQM8 тога, плакирс вание металлов оксиднь х 1астиц обеспеч(вает защиту основного лдрэ мят:.риала (ксида) от взаимодействия с .Бзавай струей. Порошки тугоплавких UKc:1äñe -:Я;це всего плакируют никелем. Введениэ пластичного компонента в оксидные !П>крыл>ил позволяет улучшить многие по1;эзател!и качества: пластичность, пор icTocTb и др.

ОДнЯка ДанныЙ спОсОб Не позволяет Достяточн0 повысить качества К011пазициOнных пакоытиЙ; сВязь пахоьп ил с пацложкОЙ и 8ГО изнасОстОЙкасть, Сп<>саб ГЯЗОпламенНОГО НЯПЫЛ81-1ИЛ КОМПОЗ! (ионriblX МЯТ8РИЗ" лов систем МеО-М18,Когда порошок выполнен в виде плакированных металло«:, оксидных частиц, имеет недостаток, котаОый состоит Б To> чта получаемые и >крытил харяктериз>110тсл недастята 1)1ы>1v Гl рачка стными связями между спдельными частицами В покрытии, и между покрытием и

ПОДЛОЖКИ, ЧТО ПРИВОДИТ К ИХ ВЫКРЯГБИВЯ нию, Зто обусловлено частичным окислени —. ем металла пластичной металлосвлзки, я так>ке недостаточным контактным взаимо действием ме>кду компонента ;и композиЦИог! НОГО порошка, Активнг.е взаимодействие оксиднь.х части, с плястиЧРСКОЙ М8 ГЯЛЛОСВЛЗКОЙ 13 Г! PO!!,8ССС НЯГI Ыленил — один из реша!ощих факторQB, определяющ ix эксплуатации:,ные хасэктер1!Стихи покрытил. В этом слу IBO coçäaíèe

В покрытии развитого мсталличеcêàão каркаса. который обеспечит необхо,-iöìó OI связь покрытия с пОдлОжкОЙ и повысит 8ГО сапратиВлени!8 изнОсу, Вазмож1-:0 li0!1 таки> . условиях газопламенного няпыл,H!1:: nal<,:ipoI>BHHbIx порошков тугоплаeê!ix оксидов. при которых в покрытии абраэуетсл 3-,.;.ное химическое соединение, Целью изобретения яьляетсл созда>1118 условий длл получения износастойких гокрытий с вь,сакой прочностью сцепления из композиционных порошков, выполненных в виде плакированных металлом оксидных -:астиц, методом газоплазменного няпылeíè. ..

Для этого в известном способе i азопламеннага напыленил, включающем напыление на упрочняемую поверхность изделия порошка оксида металла, плакированного металлом, газапламенную струю, Б зону взаимодействия металла и оксида, под углом 20 — 24 к оси струи на расстоянии 90110 мм от среза сопла газопламенной

Горелки пор, ДавлениРМ 0,6-0,7 МПЯ ираеТсл воздух, подогреваемый до температуры газовой смеси, используемой при Harb!пении. В результате HB упрочняемой поверхности иэделия образуетсл изнасостайкое композиционное покрытие.

Таким образом, сущность способа газопламенного напыления кo>»003иционных материалов систем MeO — Ме, <огда няпыляемый порошок представляет совой оксид металла, плакированный металлам, в результате которого образуется износостойкое псч<рь." ие, закл!очается в следующем.

".паочняему>0 поверхность детали или зк:периментальнаго образца подго"..-Явлиi la Вял!3; Г(ромы вя.л ", VJetl30nQI I для i/-!аления жиров и масел, а затем подвергали:=ту пQБерxl!Ость Г!ескаструЙной Обоаботке Длл

0Hëòíë с 83 паве!>x нас Ги 0 :сl .д!чай пni нки и прида !ия шераховатост!1 с цель(О обеспече15 ния хорошел сцепллемости покрытия с ac,.0eo:.:„Зятем при помощи устангвки для газапламенного 1(апыления порошковых

МБТ81>(!Э>!Ов УП г". -85 НяНОСИЛИ На ПадГОТО:— ленку:о упрочн емую поверхности порошок оксида металла плякированного металлом.

В качестве гор <>He!0 газа испо.: ьзовали ацетил<,». (С21-Ь) ГОСТ 5457-75. Распыляемый камг-:..- Iiöèîííb:é порошок оксида металла, плакираванный металлам из питателл устаHOB!мяцил напыллемых частиI! при саудярении с поверхнаст(ла основы. В

ГЯЗОГ!ЛЯМБННУЮ СТРyIO В ЗОН > ВЗЯИМОД8ЙС lВил::.!етялла и оксида под углам 20-24 к оси

".,-: руи на расстоянии 90 110 мь QT саеЗЯ

1 сопла 1 газапляменной Горелки (".-.ртеж) под давлением 0,6-0,7 МПа подавали 803,".ух, подогреваемый до темперBT(ры газо> эай с:. 18си, испальзуемаЙ при нэпblл8н 1и. В

;<0 He H<>I1 083 Д >1bTBT- " Г!олуч:»nè по:,<рь!Т1»!е, изнассстойкость и Ijpo -II-,ocT сцег(ленил .<0 тарого превысила в 2 раза ;i.çíoc->ОТО!.êîc-.ь и Г! РО-;"i!OCТ1-, СЦВПЛЕНИЛ (ЯДГЕЗИЮ ПОКРЫ Ий, пол:, 18HHb!x I!0.-.!Iocобу-прототипу. Г!Сдача В гязапла>менку!о струю, В зону в.,яимоде;:;стэй-, МЕТЯЛЛ=" И ОКСИДа, ВОЗДУ;<Я гР .::Вадит К .15 уве>1ичению скорости распыллемых парош:<овых:-!ястиц В 2 раза и, слздовятельна, обеспечивает увеличение кинст!»леской э и 8 р Г и и с о уд я р л ю щ и х с я с i» I I р О ч н л е м О Й и Р верхна(.-ью частиц, при этом B,0 I 83èÿ частиц

50 с основой 1акже возрастает в среднем В 2 раза, Воздух, подаваемый В усну Взаимодействия металла и Оксида, подогрева(от да температуры газовой смеси,:-(тобы не снизи гь темпег>этуру напыляем(lx цаст> 11 i;,,(ледаватель-io, их прочнос(ь сцег(ления с основой (адгеэию).

П р и M 8 р. (посаб ппи IRHRncл длл

Б(.с(тян<>вленил пася((очь(i!x павеохнос; Рй

I валя "»уфт сцепления тря TQpcв. 11атериял ,—.Bnя — c.IBIlb 45, Диаметр васстэ!!Явлирае1759559 1

Спос

Относительная ! износоСТОЙКОСТЬ

i !релла

2 7 7

1 =25. мой поверхности 40-80 мм, Материал г!оKpbITInA — Оксид a)lюминия AI2C)„:, !!лакированный никелем. Пс крыти8- 2 нан »сил "I и ри помощи становки д.. Гязопляме:!Но!о напыления УГ Р-85, В:-сачес- ве знергети-!е- 5 скОГО Гязя испол ьзовали яцет!! IBH:, 21- 2)

ГОСТ 5л57-75. В газопламенну!з струю в зону взаимодействия !4ИKB),я (Nl, !". А1 ОЗ, под углом о) =-- 20-24 к оси струи на расстсян!Ии 90-i10 мм г- среза сопла гязоплаз- 10

МЕ!!Ной ГОРея!КИ (Че,зте)К)) ПОД Д С::eln!neM

0,6-0,7 МГа подаваг!и воздух, подо реваен!ый до то! "ГlepaT ;iры гязс вой смеси, ис!" Ол зуемой пои *4allbI)le!4è :, В Г)8»"; -la e

Haoûë8íèß на дета:!ь 8 сь!ло i!or!i, че- :! rlo- 15 крытие. Про-!ность сцеп;IBI4Yя,o;! -I-Bнных

Г!Окрь!тий состав,lla 60 ":i5 !! Ia, псГ) .!стос ь

5 — 8о/. м!Лкротве!злость {20 — 25) 10 1ЛПя. 0-.— носительная из Iococтo .!КОС Tü 2-2,5. что почти в 2 раза превысило зти же ГOKàaaòe)Iè 20

Для покрытий, полученных по сг!Особу-про тотипу (таблица), Основные физ. ко- e",àifèчзские свойства покрытий, полу -яемых по пред)!Ягаемому способу и способ -прототипу, а также основные пграк;етры процессов 25 няпыления приведены B таолице, Режимы нагыления: дистанция напь|ле.-!ия — 120 MM:;астота вращен;я — 100 об/мин; лавлечие Я.!етиле-Ia — 0,03 !ЛПЯ; давление кислорода — 0,15 МПЯ. 30

Прочность сцепления покрытий (величина адгезии) огределялось путем вытяги-вания ш-,ифта (штифтовая проба).

Микротвердость измеряг!И) на автоматическом микротвердомере "Шимадзу" тип M 35

{Япония). Пористость покрытий определили планиметрическим MeòîäîM на!)Iеталлографи:BcKvx шлифах, !)1зносостоЙкость нallblленных покрытий определяли на машине трения SL — 94 типа ОГОЭ для ускоренных

incпытаний при скооостях 0,1-0,8 M/c, l;la таблицы видно, что наиболее качественны8 покрытия 1з поро!! KQB ск илов ме

TaËËO8, ПнаКИРОВЯIfНЫХ МЕталЛОМ ПО и, едлага мому сг Особу . Язопла !ен; Ого нап ыл ения пол, чаютсл пр -l по . а i воздуха

",ñÄ y:-лом 20- 4 к Оси Газог лазмзнной струи на расстоянии 90-110 мм от среза сопла г-зопламенной горелки. В результате

aaaèl одействия сксида алюминия и никеля в; —.,".ису!Ств.:и воздуха, подаваемого в зо)ну взаимодействия образуется шп1,нель

М!) ",!70, которая "связь!вает компоненты покрытия и увеличивает его адгези!о и изноСОСтОЙКОСть, с!7ормула изобретения

1. Способ получения изнссостойкого композиционного покрытия, вклю !Яющий нанесение на по ерхность изделия газопламенныM напылBнием порошка оксида мегалла, плакировянного металлом, о т л ич" ю шийся тем, что, с цель!О повышения адгезии и износостойкости, при напылении в зону взаимодействия металла и оксида подают воздух под давлением 0,6 — 0,7 МПа.

2, Способ по и, 1, отличающийся

iBM, что воздух пода!от в газопламенную струю на расстоянии 90 — 110 MM от среза сопла газоплал18нной горелки .

3. Спосо5 по и. 1, о т л и ч а ю )ц и и с я тем, что воздух подогревают до ie. :.пературы газовой смеси.

4. Способ го и, 1,отл и ч а )о щи йс я тем, что воздух подают под углом 20 — 24 к

Оси ГдзопламBнной струи.

1759559

Продолжение таблицы

Составитель M.×åðíoaoë

Редактор M.Ñòðåëüíèêîâà Техред M.Mîðãåíòàë Корректор H.Áó÷îê

Заказ 3140 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Г1роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101