Высокотемпературный антифрикционный материал покрытия

 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при создании износостойких покрытий. Сущность изобретения: высокотемпературный антифрикционный материал покрытия имеет следующий состав, мас.%: хром 9,8 - 11,5; алюминий 3,8 - 4,1; иттрий 0,32 - 0,58; фторид кальция 8 - 16; стекло 10 - 20; никель - остальное.

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при создании износостойких покрытий, имеющих при температурах до 980^оС пониженный коэффициент трения.

Известен материал, содержащий закись никеля и фторид кальция, из которого на нержавеющей стали было выполнено покрытие с коэффициентом трения 0,3-0,4 при 600^оС.

Однако данный материал не может применяться в парах трения при температурах свыше 800^оС, что сдерживает его широкое внедрение в узлах газотурбинного двигателя.

Известен также твердый сплав, содержащий никель, фосфор, эвтектику и обладающий повышенной износостойкостью и улучшенной прирабатываемостью покрытий.

Но и данный сплав не может быть применен при рабочих температурах до 980^оС.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является высокотемпературный антифрикционный материал, содержащий никель, хром, фторид кальция и стекло.

Состав материала прототипа, мас.%: Никель Основа Фторид кальция 16,5 Стекло 16,5 Основным недостатком известного материала является неудовлетворительная жаростойкость и прочность при температурах свыше 870^оС.

Целью изобретения является повышение жаростойкости и износостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что высокотемпературный антифрикционный материал, содержащий никель, хром, фторид кальция и стекло дополнительно содержит алюминий и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас. % : Хром 9,8-11,5 Алюминий 3,8-4,1 Иттрий 0,32-0,58 Фторид кальция 8-16 Стекло 10-20 Никель Остальное Существенное отличие заявляемого материала заключаются в том, что высокотемпературный, антифрикционный материал дополнительно содержит алюминий и иттрий.

Повышение жаропрочности и износостойкости достигается в заявленном материале за счет следующих факторов.

1. Защитное покрытие для выполнения своих функций должно быть сплошным, беспористым. Характерная открытая пористость при плазменном напылении составляет 8-13% . При введении в состав материала стекла, последнее при напылении заполняет поры в напыленном покрытии и дополнительно играет роль твердой смазки. Однако коэффициент трения остается достаточно высоким и составляет 0,3-0,4.

2. Снижение коэффициента трения и соответственно повышение износостойкости покрытия достигается введением в состав материала фосфида кальция.

3. Повышение жаростойкости защитного покрытия, работающего до 980^оС, обеспечивается введением в состав материала алюминия, который с никелем образует интерметаллид, придающий материалу необходимые свойства.

4. Стабилизация структуры плазменно-напыленного покрытия осуществляется за счет введения иттрия в исходный материал. Образующаяся окись иттрия в покрытии и является стабилизирующим фактором напряженного напыленного слоя материала.

В предложенном составе материала покрытия, с одной стороны, введение алюминия и иттрия повышает жаропрочность и износостойкость покрытия. А с другой стороны, идет взаимодействие металлической составляющей материала со стеклом и с материалом подложки, что позволяет получить дисперсно-упрочненную фазу и таким образом дополнительно улучшить свойства защитного покрытия.

Формула изобретения

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ПОКРЫТИЯ, содержащий никель, хром, фторид кальция и стекло, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюминий и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Хром - 9,8 - 11,5 Алюминий - 3,8 - 4,1 Иттрий - 0,32 - 0,58 Фторид кальция - 8 - 16 Стекло - 10 - 20 Никель - Остальное