Способ подготовки поверхности перед нанесением плазменных покрытий

Изобретение относится к области нанесения покрытий газотермическими методами, в частности к плазменному нанесению. Предложен способ подготовки поверхности перед плазменным нанесением карбонила хрома. Способ включает проведение электроискрового легирования в среде углекислого газа с использованием электрода, сформированного из порошка на основе хрома. Легирование проводят при следующих режимах: удельная продолжительность легирования 2-3 мин/см², ток разряда 0,6-0,9 А, амплитуда вибраций электрода 60-70 мкм, частота вибраций электрода 100 Гц. Техническим результатом изобретения является увеличение прочности сцепления газотермического покрытия с подложкой.

 

Изобретение относится к области нанесения покрытий газотермическими методами, в частности к плазменному нанесению.

Известен способ подготовки поверхности перед нанесением плазменных покрытий, включающий электроискровое легирование поверхности, проводимое в среде аргона с соблюдением следующих режимов: удельная продолжительность легирования 2 мин/см², ток разряда 0,6 А, амплитуда вибраций электрода 60-70 мкм, частота вибраций электрода 100 Гц, при этом достигается повышение прочности сцепления, т.е. адгезионной связи газотермического покрытия с поверхностью за счет легирования поверхности детали материалом, соответствующим составу материала, используемого при последующем напылении покрытия [1].

Недостатками данного способа являются:

- получение слоя подложки, имеющего участки, которые не участвуют в образовании адгезионнной связи с газотермическим покрытием;

- дороговизна используемого для создания среды газа - аргона.

Технический результат изобретения направлен на увеличение прочности сцепления газотермического покрытия с подложкой.

Технический результат достигается нанесением покрытия, содержащего соединение углерода, который осаждается на подложку из газовой среды, образованной углекислым газом. Для получения идентичного состава слоя подложки и материала, осаждаемого впоследствии покрытия из карбонила хрома электрод выполнен из хрома.

Отличительным признаком от прототипа является то, что проводят электроискровое легирование с использованием электрода, сформированного из порошка на основе хрома.

Изобретение осуществляется следующим образом: изделия подвергаются электроискровому легированию в среде углекислого газа на установке модели 1ИК608 при удельной продолжительности 2-3 мин/см², токе разряда 0,6-0,9 А, амплитуде вибраций электрода 60-70 мкм, частоте вибраций электрода 100 Гц.

Выход за указанные пределы значений удельной продолжительности, тока разряда, амплитуды вибрации электрода, частоты вибрации электрода приводят к недостаточному проникновению материала электрода в поверхностный слой основания, что приводит к повышению шероховатости поверхности и разрушению поверхностного слоя. Для легирования используют электроды, изготовленные из порошка ПХ 1 или ПХ 2. Состав компонентов электрода из окружающей среды обеспечивает идентичность состава осаждаемого карбонила хрома и поверхности детали, т.е. структурное сходство покрытия и основания, позволяющее разрешить задачу повышения сцепляемости. В процессе электроискрового легирования в среде углекислого газа происходит следующая реакция [2]:

Полученные в результате данной реакции в среде углекислого газа с использованием электрода, сформированного из порошка на основе хрома, дает возможность получения покрытия, содержащего как чистый хром, так и его окислы и карбиды, что приводит к легированию поверхности заготовки и созданию слоя подложки, имеющей высокую сцепляемость с газотермическим покрытием.

Пример. Был проведен эксперимент на установке модели 1ИК608 (установленная мощность - 15 кВт). Подготовили образец из стали ШХ 15. Осуществили электроискровое легирование поверхности в среде углекислого газа электродом, сформированным из порошка ПХ 1 (ПХ 2), с соблюдением следующих режимов: удельная продолжительность легирования 2-3 мин/см², ток разряда 0,6-0,9 А, амплитуда вибраций электрода 60-70 мкм, частота вибраций электрода 100 Гц. Электроискровое легирование проводили в течение 0,5 ч. После этого наносят карбонил хрома.

В результате проведенного эксперимента адгезионная прочность получаемого покрытия достигает 170-190 МПа, что на 20-24% больше адгезионной прочности покрытия, нанесенного на поверхность, подвергнутую электроискровому легированию в среде аргона.

Список литературы

1. Патент РФ №2173352, МПК 7 С 23 С 4/02, 2001 г.

2. Сыркин В.Г. Газофазная металлизация через карбонилы. - М.: «Металлургия», 1985. 264 с.

Способ подготовки поверхности перед плазменным нанесением карбонила хрома, заключающийся в том, что проводят электроискровое легирование в среде углекислого газа с использованием электрода, сформированного из порошка на основе хрома, при следующих режимах: удельная продолжительность легирования 2-3 мин/см², ток разряда 0,6-0,9 А, амплитуда вибраций электрода 60-70 мкм, частота вибраций электрода 100 Гц.