Способ нанесения покрытия

Изобретение относится к способу нанесения покрытия на ствол стрелкового оружия. Способ нанесения покрытия включает предварительную обработку поверхности ствола сначала травлением, а затем дробеструйной обработкой. Затем нанесение первого слоя из никеля гальваническим способом. Далее термообработку методом высокотемпературного отжига при температуре 600-610°C со скоростью нагрева и охлаждения не более 15°C в минуту. Затем нанесение второго слоя методом шликерной технологии из шликерного состава, мас.%, где:

- мелкодисперсный порошок (Al, Cr, Ni, Fe) - 45-50%;

- хромовый ангидрид - 3%;

- поверхностно активное вещество - 0,2%;

- алюмохромофосфатное связующее - остальное.

Достигается повышение износостойкости металла ствола стрелкового оружия, а также улучшение однородности и химического состава металла ствола стрелкового оружия. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к разделу химико-термической обработки сплавов, и направлено на повышение износостойкости деталей стрелкового оружия, например, высокоточных карабинов и снайперских винтовок путем защиты их деталей от коррозии.

Известен способ нанесения покрытия на керамические детали по патенту RU 2152842 C2, выбранный в качестве аналога. Данный способ включает трехслойное покрытие с подсушкой каждого слоя на воздухе в течение одного часа и отверждение покрытия по режиму: подъем температуры от 20-300°C со скоростью 1-2 градуса в минуту, выдержка при 300°C - 3 часа. Первый (наружный) и третий (внутренний) слой наносят из алюмохромофосфатного связующего, второй (промежуточный) слой наносят из алюмохромофосфатного связующего совместно с окисью алюминия. Термообработку до 300°C осуществляют в три ступени. Первая до 150°C с выдержкой 60-90 минут, вторая 15-250°C с выдержкой 50-60 минут, третья 250-350°C с выдержкой 30-60 минут. Кроме того, первый (наружный) и третий (внутренний) слои наносят в количестве, обеспечивающем поверхностную плотность 0,05-0,2 кг/м2, а второй (промежуточный) - плотность 0,12-0,35 кг/м2. Недостатками являются сложность выполнения операций, высокая трудоемкость.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является технология многослойного покрытия по патенту RU 2214475 C2. Данный способ включает три слоя покрытия. Первый слой - жаростойкое покрытие на основе Ni, второй слой - алюминий, кремний и иттрий, а третий слой - керамика. Первый и третий слои наносят изотермическим способом, а второй - методом шликерной технологии. После нанесения второго слоя делают сушку при температуре 350°C в течение 30-60 минут и вакуумный диффузионный отжиг. Шликерное покрытие состоит из мелкодисперсного порошка на основе алюминия с добавкой кремния (0,15-15 мас.%) и иттрия - 0,1-1,3 мас.%. Толщина первого слоя покрытия составляет 30-100 мкм, суммарная толщина первого и второго слоя после вакуумного отжига - 30-100 мкм, толщина третьего слоя - 30-300 мкм. Недостатком является сложная и трудоемкая технология, а также отсутствие гарантий в обеспечении адгезии и коррозионной стойкости в атмосферных условиях.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении износостойкости металла ствола стрелкового оружия и улучшении однородности металла ствола стрелкового оружия и его химического состава.

Технический результат достигается тем, что способ нанесения покрытия на ствол стрелкового оружия включает предварительную обработку поверхности ствола, нанесение первого слоя из никеля на поверхность ствола, термообработку, нанесение второго слоя методом шликерной технологии. При этом обработку поверхности осуществляют сначала травлением, которое включает в себя снятие окисной пленки с поверхности Al-сплава в 5-10% растворе едкого натра при 20-70°C, а затем дробеструйной обработке литыми алюминиевыми шариками. Первый слой из никеля толщиной 3-5 мкм наносят гальваническим способом. Термообработку осуществляют методом высокотемпературного отжига при температуре 600-610°C со скоростью нагрева и охлаждения не более 15°C в минуту в инертной среде (аргон). Второй слой наносят из шликерного состава, мас.%:

- мелкодисперсный порошок (Al, Cr, Ni, Fe) - 45-50%;

- хромовый ангидрид - 3%;

- поверхностно активное вещество - 0,2%;

- алюмохромофосфатное связующее - остальное.

Приемлемым способом для достижения адгезии никеля (Ni) с подложкой является создание развитой поверхности и сжимающих напряжений в поверхностном слое А1-сплава (подложке) благодаря дробеструйной обработке и для улучшения условий для диффузионного сращивания Ni с подложкой при высокотемпературном отжиге (температура 600°C). Медленный нагрев до температуры 600°C со скоростью 10-12°C в минуту исключает деформацию конструктивных элементов ствола, имеющего различную толщину стенок, наличием сложной формы нарезов и внутреннего отверстия длиной более 600 мм, выполненного сверлением, а также других конструктивных элементов, полученных механическим воздействием. Кроме того, нагрев позволяет релаксировать (снижать) остаточные напряжения в металле ствола, а также создать однородную структуру и стабилизировать химический состав сплава ствола.

Источником появления остаточных напряжений в сплаве ствола является механическое воздействие при его механической и дробеструйной обработке. Например, дробь, вылетая из сопла с определенной скоростью, ударяется о поверхность металла, вызывая пластическую деформацию. Вследствие этого в поверхностном слое возникают остаточные напряжения на глубине 0,15-0,4 мм, а в утолщенных местах до 0,5 мм. Следует также отметить, что применение дроби размером 1,5-2 мм позволяет с одной стороны создать поверхность под условия сращивания с Ni-покрытием, а с другой стороны, как отмечено выше - внести в поверхностном слое остаточные напряжения сжатия, также способствующие обеспечению сращивания Ni-покрытия с подложкой. Обработка ствола в ванне с раствором едкого натра позволяет удалить окисную пленку, а последующая промывка в воде комнатной температуры очищает поверхность ствола от остатков раствора. Легкое травление Al-сплава в водном растворе азотной кислоты (1:1) и последующая промывка в воде комнатной температуры, обеспечивает качественное осаждение никеля толщиной 3-5 мкм на подложку.

Термообработанный ствол после выдержки при температуре 600°C и затем медленном охлаждении со скоростью не более 15°C в минуту позволяет сохранить металлическую связь никелевого покрытия с Al-сплавом ствола. Обеспечение связи шликерного покрытия с никелевым достигается с помощью алюмофосфатного связующего, содержащегося в металлическом порошке следующего состава: Al, Fe, Cr, Ni, где Fe с дисперсностью 40-60 нм. Дополнительно с подложкой в суспензию вводят хромовый ангидрид 2-3 мас.% и поверхностно активное вещество (ПАВ), например «Ветфикс ВЕ» 0,2-0,3%, поскольку данное связующее обладает клеящими свойствами и водостойкостью. Покрытия наносят из пульверизатора. Толщина слоя составляет 30-50 мкм. После нанесения покрытия осуществляют сушку ствола в печи при температуре 160-180°C. Печь нагревают совместно со стволом во избежание появления градиента температуры.

В процессе сушки достигается высокая адгезия шликерного покрытия с подслоем никеля, имеющего диффузионное сращивание с подложкой.

Термообработка с медленным нагревом и охлаждением позволяет:

- релаксировать (снизить) остаточные напряжения;

- обеспечить однородность структуры и химического состава;

- предотвратить деформации стенок ствола.

Способ нанесения покрытия осуществляется следующим образом.

Ствол из алюминиевого сплава после окончательной механической обработки подвергают травлению в 7% растворе едкого натра при температуре 20-30°C для снятия с его поверхности окисной пленки. После этого осуществляют дробеструйную обработку, где в качестве дроби используют литые алюминиевые шарики диаметром 1,5-2 мм. Затем наносят слой никеля 3-5 мкм гальваническим способом. Для обеспечения адгезии никеля с подложкой и релаксации (снижения) остаточных напряжений, появившихся при механической обработке (точение, сверление, фрезерование и т.д.), а также дробеструйной обработке, для достижения однородной структуры и химического состава, проводили термообработку при температуре 590-610°C с выдержкой 30-35 мин. Нагрев и охлаждение в процессе обработки осуществляли со скоростью 10-15°C в минуту. Защитная среда - аргон. Затем поверх никелевого покрытия наносили шликерное покрытие состава: металлический порошок Al, Cr, Ni и Fe с дисперсностью 40-60 нм и алюмофосфатные связующие, хромовый ангидрид и поверхностно активное вещество (ПАВ), например «Ветфикс ВЕ». Процентное содержание указанных ингредиентов составляло:

- вода;

- металлический порошок 50%;

- хромовый ангидрид 3%;

- поверхностно активное вещество (ПАВ), например «Ветфикс ВЕ» - 0,2%;

- алюмофосфатное связующее остальное.

Толщина покрытия 10-12 мкм. Нанесение шликерного покрытия осуществляли пульверизатором. Затем осуществляли сушку при температуре 170°C ± 10°C в воздушной атмосфере в печи с выдержкой 1 час. Скорость нагрева и охлаждения осуществляли вместе с печью.

1. Способ нанесения покрытия на ствол стрелкового оружия, включающий предварительную обработку поверхности ствола, нанесение первого слоя из никеля, термообработку, нанесение второго слоя методом шликерной технологии, отличающийся тем, что предварительную обработку поверхности осуществляют сначала травлением, а затем дробеструйной обработкой, первый слой из никеля наносят гальваническим способом, а термообработку осуществляют методом высокотемпературного отжига при температуре 600-610°C со скоростью нагрева и охлаждения не более 15°C в минуту.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дробеструйную обработку проводят литыми алюминиевыми шариками.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что второй слой наносят из шликерного состава, мас.%:

мелкодисперсный порошок (Al, Cr, Ni, Fe) 45-50
хромовый ангидрид 3
поверхностно активное вещество 0,2
алюмохромофосфатное связующее остальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу изготовления ствола стрелкового оружия. Способ включает механическую обработку с образованием канала ствола сверлением, затем его развертку.
Производят упрочняющую термообработку казенной части ствола с последующим наружным обжатием ствола, при этом обжатие создают путем нанесения на наружную поверхность ствола детонационного покрытия.
Изобретение относится к оборонной технике, а именно к производству стрелково-пушечного вооружения, и может быть использовано при ремонтно-восстановительных операциях на ремонтных предприятиях или в местах эксплуатации.

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано при эксплуатации стрелково-артиллерийского вооружения для его ремонтно-восстановительных операций и при разработке боеприпасов.
Изобретение относится к способу нанесения маркировочных меток на внутреннюю поверхность ствола нарезного оружия. .
Изобретение относится к идентификационной системе в методе радиоактивных индикаторов для определения единицы нарезного огнестрельного оружия. .
Изобретение относится к способу идентификации огнестрельного оружия по следу от бойка на гильзе. .
Изобретение относится к идентификационной системе, применяемой для определения огнестрельного оружия по следу от бойка. .
Изобретение относится к способу нанесения индивидуальных идентификационных меток на боек оружия. .
Изобретение относится к способу нанесения индивидуальных меток на нарезное оружие. .

Изобретение относится к области обработки поверхностей стальных деталей и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. Способ включает оксидирование деталей в безыскровом режиме в кислом растворе, дальнейшую выдержку в кипящем водном растворе едкого натра 0,2-0,4 г/л в течение 40-50 минут и последующий нагрев, при этом проводят химическую подготовку поверхностей деталей, затем флюсование в расплавах хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов при температуре 700-800°С, далее жидкостное алитирование в расплаве электротехнического алюминия при температуре 730-760°C в течение 5-6 минут с последующим быстрым охлаждением до температуры 300-400°C, затем в течение 15-25 минут детали оксидируют в кислом растворе, при этом при приготовлении раствора в качестве растворителя используют деионизированную воду, а дальнейший нагрев выполняют в три приема, сначала изделия нагревают до температуры 260-270°C и выдерживают в течение 3-5 минут, затем нагревают до температуры 460-470°C и выдерживают в течение 3-5 минут, далее нагревают до температуры 620-640°C и выдерживают в течение 3-5 минут.

Изобретение относится к способу изготовления термического барьера, содержащего, по меньшей мере, подслой и керамический слой, покрывающие металлическую подложку из жаропрочного сплава.

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию, и может быть использовано для ремонта деталей машин.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения хорошей формуемости листа при прессовании в производственных условиях получают холоднокатаный стальной лист, содержащий, мас.%: С 0,005 или менее, Si 0,1 или менее, Мn 0,5 или менее, Р 0,03 или менее, S 0,02 или менее, N 0,005 или менее, Аl 0,1 или менее, Ti от 0,020 до 0,1 (включая 0,020 и 0,l), Fe и случайные примеси - остальное, в котором размер частиц TiN не превышает 0,5 микрон, размер частиц сульфида Ti и/или карбосульфида Ti не превышает 0,5 микрон, диаметр частиц феррита не превышает 30 микрон, отношение интенсивностей рентгеновских дифракционных линий (111)//ND в произвольно ориентированном образце составляет по меньшей мере 3 и отношение интенсивностей рентгеновских дифракционных линий (100)//ND в произвольно ориентированном образце не превышает 1.

Изобретение относится к скользящему элементу, в частности поршневому кольцу с покрытием по меньшей мере на одной поверхности скольжения, которое в направлении изнутри наружу содержит адгезионный слой (10), металлосодержащий, предпочтительно содержащий вольфрам, DLC-слой (12) и не содержащий металла DLC-слой (14).
Изобретение относится к скользящему элементу, в частности поршневому кольцу, имеющему покрытие по меньшей мере на одной поверхности скольжения, и к способу получения скользящего элемента.

Изобретение относится к керамическому термобарьерному покрытию, которое имеет наноструктурный и микроструктурный слой. Керамическое термобарьерное покрытие на подложке из жаропрочного сплава на основе никеля или кобальта, или железа содержит необязательно металлическое связующее покрытие (7) и два наслоенных керамических слоя (16) с внутренним керамическим (10) и внешним керамическим (13) слоем.

Изобретение относится к нанесению изоляционных покрытий на металлические проволоки и может быть использовано, в частности, для покрытия проволок, предназначенных для изготовления сетчатых и других изделий.

Изобретение относится к области металлургии. Технический результат изобретения состоит в создании холоднокатаного стального листа со стабильной повышенной формуемостью.

Изобретение относится к области нанесения антифрикционных покрытий преимущественно на боковую поверхность рельсов железнодорожных путей и может быть также использовано в узлах трения различных машин.

Изобретение относится к способам маркировки инструмента. Способ включает этапы обеспечения инструмента, выполнения термической обработки инструмента, обеспечения грунтового слоя инструмента, выполнения печатания на инструменте и нанесения электролитического покрытия на инструмент. На этапе изготовления рисунка на грунтовом слое предусматривается слой краски. Слой краски включает по меньшей мере один идентификационный элемент. Идентификационный элемент включает по меньшей мере одну идентификационную зону, снабженную краской, фоновый участок, предусмотренный вокруг идентификационной зоны и свободный от какой-либо краски, и граничную линию, предусмотренную вокруг фонового участка и снабженную краской. На этапе нанесения электролитического покрытия на инструмент покрытие предусматривается на участках, которые не покрыты идентификационной зоной и граничной линией, причем существует резкий контраст покрытия относительно слоя краски. Технический результат: получение четкой, стойкой, качественной метки. 2 н.п. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к способу нанесения покрытия на ствол стрелкового оружия. Способ нанесения покрытия включает предварительную обработку поверхности ствола сначала травлением, а затем дробеструйной обработкой. Затем нанесение первого слоя из никеля гальваническим способом. Далее термообработку методом высокотемпературного отжига при температуре 600-610°C со скоростью нагрева и охлаждения не более 15°C в минуту. Затем нанесение второго слоя методом шликерной технологии из шликерного состава, мас., где:- мелкодисперсный порошок - 45-50;- хромовый ангидрид - 3;- поверхностно активное вещество - 0,2;- алюмохромофосфатное связующее - остальное.Достигается повышение износостойкости металла ствола стрелкового оружия, а также улучшение однородности и химического состава металла ствола стрелкового оружия. 2 з.п. ф-лы.

Наверх