Способ получения покрытий на основе порошковых материалов

Способ получения покрытий на основе порошковых материалов относится к области порошковой металлургии и позволяет улучшить механические свойства покрытий, а также увеличить их срок службы. На поверхность металлической основы наносят слой желеобразного флюса и одновременно нагревают металлическую основу до температуры 70-90°С, а затем прогревают слой желеобразного флюса до температуры 100-120°С. После этого наносят и формируют слой металлического порошка, предварительно высушенного до влажности 3-4% и прогретого до температуры 110-130°С, и подают в зону припекания. Припекание сформированного порошкового слоя осуществляют при помощи двух роликовых электродов путем пропускания импульсов переменного электрического тока, описываемых неполной синусоидой. Длительность импульсов меньше периода синусоиды и составляет 0,7-0,8 ее периода, а длительность паузы между импульсами составляет 0,2-0,3 периода синусоиды. Одновременно с пропусканием электрического тока к порошковому слою прикладывают давление. 4 табл.

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения покрытий из металлических порошковых материалов путем припекания.

Известен способ получения покрытий из металлического порошка, включающий нанесение металлического порошка на поверхность подложки и его припекание при помощи двух роликовых электродов, через которые пропускают электрический ток и одновременно прикладывают давление [А.с. СССР №1743697, МПК В22F 7/04, 1992 (опубл.)].

Недостатками способа являются невысокие физико-механические характеристики покрытия.

Наиболее близким к изобретению по технологической сущности и достигаемому результату является способ получения порошковых покрытий, включающий нанесение на поверхность металлической основы, нагретой до 70-90°С, слоя желеобразного флюса, прогретого до 100-120°С, последующее нанесение слоя из высушенного до влажности 3-4% металлического порошка и припекание его при помощи роликовых электродов, используя импульсы переменного электрического тока, длительность которых составляет 0,7-0,8 периода синусоиды, а длительность паузы между импульсами составляет 0,2-0,3 периода синусоиды [Патент РБ 3851, МПК В22F 7/04, 2000 (прототип) (опубл.)].

Недостатками известного способа являются невысокие механические характеристики покрытия и срок службы.

Задача изобретения состоит в увеличении срока службы и улучшении механических характеристик покрытия.

Поставленная задача решается тем, что, согласно способу получения покрытий на основе порошковых материалов, включающему предварительное нанесение на поверхность металлической основы, нагретой до 70-90°С, слоя желеобразного флюса, прогретого до 100-120°С, последующее нанесение слоя из высушенного до влажности 3-4% металлического порошка и припекание его при помощи роликовых электродов, используя импульсы переменного электрического тока, длительность которых составляет 0,7-0,8 периода синусоиды, а длительность паузы между импульсами составляет 0,2-0,3 периода синусоиды, перед нанесением на слой желеобразного флюса металлический порошок прогревают до температуры 110-130°С.

Решение поставленной задачи обеспечивается за счет повышения прочности в зонах контактного взаимодействия между частицами порошкового покрытия, а также между покрытием и металлической основой. Этому способствует уменьшение площади оксидных пленок на поверхности металлических порошковых частиц и увеличение вследствие этого количества металлических контактов между ними вследствие снижения температурных градиентов в материале при указанных температурных условиях обработки компонентов.

Полученное предложенным способом покрытие по сравнению с покрытием, полученным известным способом, обладает повышенными механическими свойствами и увеличенным сроком службы.

Изобретение иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1 (по прототипу). Получают покрытие из металлического порошкового материала методом электроконтактного припекания. В качестве металлической основы используют медную ленту марки ДПРНМ-0,35×15 НДМ 3 ГОСТ 1173-77, а в качестве материала покрытия - медный порошок ПМС-1 ГОСТ 4960-75 с размером частиц 50-100 мкм. Нанесение покрытия осуществляют на установке, выполненной на базе машины контактной сварки МШ-3207. В подающем устройстве медную ленту нагревают до температуры 80°С. На поверхность медной ленты наносят слой желеобразного флюса ПКБ-26 М толщиной 60-70 мкм и прогревают его до температуры 110°С. С помощью дозатора наносят предварительно высушенный до влажности 3% порошковый материал и формируют слой металлического порошка по толщине. Затем медную ленту с нанесенным и сформированным порошковым слоем помещают между двумя роликовыми электродами диаметром 200 мм и шириной 16 мм, сжимаемыми с помощью пневмоцилиндров, и прокатывают с пропусканием переменного электрического тока частотой 50 Гц в виде импульсов, описываемых неполной синусоидой, длительность которых меньше периода синусоиды и составляет 0,75 ее периода, а длительность паузы составляет 0,25 периода синусоиды, и одновременным прикладыванием давления. В результате осуществляют припекание порошкового слоя к ленте. Необходимую длительность импульса в относительных величинах устанавливают на блоке управления машины контактной сварки МШ-3207. Основные показатели технологического процесса приведены в таблице 1.

Таблица 1

Показатели технологического процесса
ПоказателиУсилие прижатия электродов, НСкорость припекания, м/сТок, кАТолщина порошкового слоя, мкмТолщина полученного покрытия, мкм
Количественные характеристики95000,0317-19190-20090-100

Пример 2. Пример 2 отличается от примера 1 тем, что перед нанесением на слой желеобразного флюса металлический порошок прогревают до температуры 110-130°С в обогреваемом дозаторе.

Для иллюстрации изобретения в табл.2 приведены способы и параметры технологических процессов, а в табл.3 и 4 - сравнительные свойства покрытий, полученных из металлических порошковых материалов.

Прочность соединения покрытия с металлической основой определяют по ГОСТ 10885-75, прочность покрытия при растяжении - по ГОСТ 1497-73.

Как следует из приведенных данных, покрытия, полученные предложенным способом, по сравнению с покрытиями, полученными известным способом, характеризуются повышенными механическими характеристиками и увеличенным сроком службы.

Испытания, проведенные в ИММС им. В.А.Белого НАН Б подтвердили высокую эффективность предложенного способа. Из полученного по предлагаемому способу материала были изготовлены детали для узлов трения технологического оборудования ОАО «Гомельобои".

Таблица 2

Получение порошковых покрытий
Наименование параметров технологического процессаСпособ получения покрытий и параметры технологического процесса
По прототипуЗапредельныеЗаявляемыеЗапредельные
12345678
1. Температура нагрева металлической основы, °С808080808080808080
2. Температура прогрева слоя желеобразного флюса, °С110110110110110110110110110
3. Температура прогрева металлического порошка, °С-95100105110120130135140

Таблица 3

Сравнительные свойства покрытий, полученных из медного порошка ПМС-1 ГОСТ 4960-75
Номера полученных покрытийХарактеристики покрытий
Срок службы в опорах вращающихся валов, часПрочность соединения покрытия с металлической основой, МПаПрочность покрытия при растяжении, МПа
Прототип145295-30097-103
1157310-312107-109
2159312-313112-113
3163315-317112-114
4171320-325116-117
5173325-329118-122
6170324-327116-118
7160315-318113-114
8156310-312109-111
Примечание. При определении характеристик были испытаны по 5 образцов покрытий каждого вида и проведена статистическая обработка результатов испытаний

Таблица 4

Сравнительные свойства покрытий, полученных из порошка бронзы
Номера полученных покрытийХарактеристики покрытий
Срок службы в опорах вращающихся валов, часПрочность соединения покрытия с металлической основой, МПаПрочность покрытия при растяжении, МПа
Прототип268300-310100-105
1280317-318111-113
2294317-318118-121
3297320-322121-123
4308325-330126-129
5310330-338129-133
6308329-336127-131
7292320-323123-124
8289316-317121-123
Примечание. При определении характеристик были испытаны по 5 образцов покрытий каждого вида и проведена статистическая обработка результатов испытаний.

Способ получения покрытий на основе порошковых материалов, включающий нанесение на поверхность металлической основы, нагретой до 70-90°С, слоя желеобразного флюса, прогретого до 100-120°С, затем слоя металлического порошка, предварительно высушенного до влажности 3-4%, припекание его к основе при помощи роликовых электродов с использованием импульсов переменного электрического тока, длительность которых составляет 0,7-0,8 периода синусоиды, а пауза между ними составляет 0,2-0,3 периода синусоиды, отличающийся тем, что металлический порошок перед нанесением на слой желеобразного флюса прогревают до температуры 110-130°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сплаву на основе кобальта в порошкообразной форме для нанесения покрытия на объекты, подвергающиеся эрозии жидкостями, в частности на лопатки паровых турбин, а также к способу нанесения такого сплава.

Изобретение относится к способам получения рабочих слоев на поверхностях полых цилиндрических деталей и может быть использовано для изготовления биметаллических втулок с покрытием одновременно на внутренней и наружной поверхностях или только наружной поверхности, а также для восстановления таких деталей.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления подшипников скольжения для применения в различных отраслях машиностроения. .

Изобретение относится к химико-термической обработке и может быть использовано при упрочнении поверхностей деталей машин. .

Изобретение относится к защите объектов и материалов, предназначенных для получения алюминия электролизом солевого расплава. .

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам нанесения покрытий, и может быть использовано для упрочнения поверхностей пар трения путем нанесения антифрикционных покрытий.
Изобретение относится к машиностроению и порошковой металлургии и может быть использовано для упрочнения и восстановления изношенных металлических поверхностей путем создания на них металлокерамического слоя, обладающего высокими триботехническими характеристиками, износостойкостью и коррозионной стойкостьюДля оценки новизны и технического уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленным изобретением признаков.

Изобретение относится к методам формирования легирующего покрытия (легирования поверхностного слоя металлических деталей) и может быть использовано в процессах плазменной обработки материалов.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению покрытий электроконтактным припеканием металлических порошков. .
Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано для создания износостойких, антифрикционных покрытий на поверхностях новых и изношенных деталей.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению спеченных фильтрующих элементов. .
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению материалов для изготовления металлообрабатывающего инструмента. .
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве биметаллических изделий, в частности тепловыделяющих элементов ядерных реакторов.
Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано для нанесения высокотемпературных уплотнительных покрытий для газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению составных деталей. .
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к нанесению покрытий из металлических порошков при восстановлении деталей триботехнического назначения.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению многослойных антифрикционных изделий, и может быть использовано в машиностроении для изготовления подшипников скольжения, втулок, прокладок и т.д.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению антифрикционного слоя подшипника скольжения. .
Изобретение относится к области получения биметаллических антифрикционных материалов, в частности к способам припекания порошковых систем, и может быть использовано в машиностроении для изготовления узлов трения и сепараторов подшипников качения.
Изобретение относится к области получения антифрикционных самосмазывающихся материалов и может быть использовано в машиностроительной, авиационной, приборостроительной, химической и других областях техники в узлах сухого трения.
Изобретение относится к способам изготовления рабочего элемента горелок со сквозной пористостью и может быть использовано в установках для газовой, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, например при изготовлении нагревателей газа на газораспределительных станциях
Наверх