Способ получения декоративных покрытий на стеклокремнезите



Способ получения декоративных покрытий на стеклокремнезите
Способ получения декоративных покрытий на стеклокремнезите

Владельцы патента RU 2595074:

Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" (RU)

Изобретение относится к способам получения декоративных покрытий на изделиях из стекла, в частности на стеклокремнезите. Способ получения декоративного покрытия на стеклокремнезите включает измельчение и рассев цветных стекол, подачу стеклопорошка в плазменную горелку и плазменное напыление. Стеклопорошок получают размером частиц 20-80 мкм путем измельчения цветного стекла и рассеивания на ситах, затем получают механическую смесь вышеупомянутого стеклопорошка и порошка цветного металла или сплава при соотношении 1:1, полученную смесь подают в порошковый питатель плазменной горелки плазмотрона, а плазменное напыление проводят при мощности работы плазмотрона 9,0 кВт и расходе плазмообразующего газа 0,6 м3/мин. Обеспечивается снижение энергоемкости процесса и повышение качества конечного продукта при улучшении эстетико-потребительских свойств декоративного покрытия. 2 табл., 1пр.

 

Изобретение относится к способам получения декоративных покрытий на изделиях из стекла, в частности на стеклокремнезите.

Известен способ получения стеклокремнезита с огненно-полированной поверхностью [Будов В.М., Саркисов П.Д. Производство строительного и технического стекла. - М.: Высшая школа. - 1991. - 319 с.], включающий плавление, спекание, частичную кристаллизацию и отжиг с одновременной полировкой поверхностью.

Недостатком данного способа являются низкие эстетико-потребительские свойства декоративного покрытия, трудоемкость процесса и невозможность получения многоцветного покрытия, что снижает конкурентоспособность продукции.

Известен способ получения декоративных покрытий на стеклоизделиях [Бессмертный B.C., Крохин В.П., Панасенко В.А., Дрижд Н.А., Дюмина П.С., Колгина О.М. Плазменное стержневое декорирование сортовой посуды // Стекло и керамика. 2001. №6. С. 21-22], включающий операцию изготовления стержней из цветных стекол, накладку на изделие трафарета, ввод стержней в плазменную горелку и плазменное напыление.

Недостатками данного способа являются низкая производительность процесса декорирования и высокая энергоемкость, и как следствие, высокая себестоимость конечной продукции.

Наиболее близким решением к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ декорирования стекла и изделий из него методом плазменного напыления [Крохин В.П., Бессмертный B.C., Панасенко В.А., Дрижд Н.А., Никифоров В.М. Декорирование стекла и изделий из него методом плазменного напыления // Стекло и керамика. 1999. №3, с. 12-14], заключающийся в предварительном помоле цветных сортовых стекол, их рассеве на фракции 80-250 мм, подаче порошка в плазменную горелку, плазменном напылении стеклопорошка на стеклоизделиях.

Недостатком данного способа является низкие эстетико-потребительские свойства за счет невысокой величины коэффициента диффузионного отражения (КДО), высокая энергоемкость процесса и относительно невысокое качество декоративного покрытия.

Техническим результатом изобретения является снижение энергоемкости процесса, повышение качества конечного продукта при улучшении эстетико-потребительских свойств декоративного покрытия.

Технический результат достигается тем, что в плазменную горелку вводится механическая смесь порошков цветного стекла и цветного металла в соотношении 1:1 и плазменное напыление производят при мощности работы плазмотрона 9,0 кВт и расходе плазмообразующего газа 0,6 м3/мин.

Изобретательский уровень подтверждается тем, что изменение способа подготовки напыляемого порошка с последующим плазменным напылением на изделиях из стекла, в том числе и стеклокремнезита, позволяет существенно повысить КДО за счет высокой отражательной способности цветных металлов, а также снизить мощность работы плазмотрона, так как на расплавление смеси напыляемого порошка стекла с металлом требуется меньшее количество энергии, чем для стеклопорошка.

Проведенный анализ известных способов получения декоративных покрытий на стеклоизделиях, позволяет сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию «новизна».

Пример:

В качестве исходных материалов брали плитку стеклокремнезита стандартных размеров 300×300×15 мм.

Для получения декоративного покрытия брали порошок алюминия ПА-4 по ГОСТ 6058-73 с удельной поверхностью 0,008-0,10 м3/г, насыпной массой 1050-1100 кг/м3 с содержанием примесей не более 1,0 мас. %.

Для плазменного напыления использовали стекло «селеновый рубин» со следующим химическим составом (масс. %): SiO2 - 56,5; Al2O3 - 0,5; Na2O - 1,0; K2O - 15,0; ZnO - 1,8; B2O3 - 1,2; Cd - 0,5; Se - 0,5.

Стекло «селеновый рубин» измельчали и рассевали на ситах. Для плазменного напыления использовали фракцию 20-80 мкм. Такая фракция быстрее плавится, чем фракция по известному способу (80-250 мм).

В предполагаемом способе с помощью лабораторного лопастного смесителя получали механическую смесь порошка алюминия и стеклопорошка. Данную смесь подавали в порошковый питатель электродугового плазматрона УПУ-3М, а из него в плазменную горелку ГН-5р.

Плитку стеклокремнезита устанавливали на пластинчатый конвейер со скоростью движения 0,15 м/с. Плазменная горелка специальным механизмом осуществляла возвратно-поступательные движения на пластинчатом конвейере со скоростью 0,10 м/с.

Параметры работы плазматрона: рабочее напряжение = 30 В, ток = 300 А. Плазмообразующим газом служил аргон, расход которого составил 0,6 м3/мин.

Оптимальные параметры плазменного напыления представлены в таблице 1.

В плазменной горелке ГН-5р под действием высоких температур происходит быстрое расплавление частиц стеклопорошка и порошка алюминия, и их коагуляция с образованием более крупных частиц, чем исходные порошки. Коагулированные частицы, состоящие из расплава алюминия со стеклом, размером 100-150 мкм, в процессе плазменного напыления соударялись с подложкой с вновь запыленными слоями. В зоне контакта происходили диффузионные процессы металла в разогретое стекло подложки (стеклокремнезита). Это обеспечивало более высокую прочность сцепления покрытия с подложкой, чем в известном способе.

Композиционное покрытие на основе селенового рубина и алюминия обладало более высоким КДО, чем в известных способах. Это существенно повышает эстетико-потребительские свойства стеклокремнезита с декоративным покрытием и его конкурентоспособность.

После плазменного напыления плитку стеклокремнезита снимали с пластинчатого конвейера, производили контроль качества и долговечности изделия. Долговечность и надежность покрытия характеризуется прочностью сцепления покрытия с основой. Показатели качества стеклокремнезита с декоративным покрытием представлены в таблице 2.

Пример контроля качества:

Для определения прочности сцепления покрытия с основой к лицевой поверхности приклеивали эпоксидной смолой металлический стержень длиной 150 мм и площадью 1 см2. После полимеризации эпоксидной смолы в течение 24 часов приступали к определению прочности сцепления с подложкой на разрывной машине R-0,5.

Изделие и стержень закрепляли в специальных зажимах разрывной машины R-0,5. После равномерного нагружения происходил отрыв покрытия от основы. Для испытаний брали 5 образцов.

Прочности сцепления декоративного покрытия определяли как среднее арифметическое:

δрз.=(13,8+14,5+15,0+15,5+16,2)/5=15,0 МПа.

Для плазменного напыления предлагаемый способ предусматривает использование таких порошков металлов и сплавов, как алюминий, медь, бронза, латунь. Данные металлы и сплавы обладают высоким КДО.

Способ получения декоративного покрытия на стеклокремнезите, включающий измельчение и рассев цветных стекол, подачу стеклопорошка в плазменную горелку и плазменное напыление, отличающийся тем, что стеклопорошок получают размером частиц 20-80 мкм путем измельчения цветного стекла и рассеивания на ситах, затем получают механическую смесь вышеупомянутого стеклопорошка и порошка цветного металла или сплава при соотношении 1:1, полученную смесь подают в порошковый питатель плазменной горелки плазмотрона, а плазменное напыление проводят при мощности работы плазмотрона 9,0 кВт и расходе плазмообразующего газа 0,6 м3/мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к оправке для использования в прошивном стане для прошивной прокатки заготовки. Оправка содержит тело оправки, содержащее передний концевой участок и задний концевой участок, наплавленный слой, сформированный по меньшей мере на части поверхности переднего концевого участка тела оправки, и напыленное пленочное покрытие, содержащее железо и оксиды железа и покрывающее по меньшей мере поверхность, начинающуюся от заднего конца наплавленного слоя до конца заднего концевого участка тела оправки.

Изобретение относится к получению декоративного покрытия на изделиях из древесины. Поверхность древесины предварительно покрывают первым внутренним слоем из эпоксидной смолы и вторым внутренним слоем из эпоксидной смолы и порошка стекла в соотношении 1:1.

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к изготовлению сменных режущих пластин с износостойким покрытием для металлорежущего инструмента. Способ включает изготовление основы и нанесение на нее износостойкого покрытия.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для модификации поверхностного слоя объемных изделий, например кардиоимплантатов. Установка ионно-плазменной обработки изделий содержит: рабочую камеру с источником ионов; шлюзовую камеру; вакуумный затвор; системы вакуумирования, прогрева и охлаждения рабочей и шлюзовых камер; пневмосистему; системы управления и электропитания, а также систему позиционирования обрабатываемых изделий, включающую механизм перемещения рабочего стола.

Изобретение относится к области ремонта лопаток газовой турбины, снабженной по меньшей мере одной платформой, которая вследствие коррозионного воздействия по меньшей мере на одной боковой поверхности платформы имеет недостаточный размер.

Изобретение относится к плазменной технологии и может быть использовано для получения модифицированных ультрадисперсных порошков в едином технологическом цикле.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для защиты поверхности непрерывнолитых слябов из низколегированной стали перед нагревом их в методической печи под прокатку и последующей прокатки.

Изобретение относится к области изготовления ручного абразивного инструмента, в частности напильников и надфилей. .
Изобретение относится к области получения защитных покрытий и может быть использовано в машиностроении и медицине. .

Изобретение относится к области металловедения, химико-термической обработке металлических изделий, к созданию наноструктурированных материалов конструкционного назначения, к проблеме трения и износа и может быть использовано для повышения долговечности деталей машин в любой отрасли промышленности. Способ получения высокотемпературного многослойного композита на поверхности металлической детали с помощью высокоскоростного газопламенного напыления включает обработку поверхности высокоскоростным газопламенным напылением в защитной атмосфере предварительно механически активированного порошка NiAl с эффектом памяти формы с получением слоя толщиной 120-500 мкм с последующим пластическим деформированием при нагреве ниже температуры начала мартенситного превращения, получение высокотемпературного слоя путем высокоскоростного газопламенного напыления в защитной атмосфере предварительно механически активированной смеси порошков из Si, Y, BN, С, Со, Ni3Al, при их соотношении вес. %: Si 4-13, Y 2-3, BN 12-20, С 2-8, Со 3-10, Ni3Al - остальное, толщиной 150-500 мкм. Затем проводят нагрев при температуре на 30-35°C выше солидуса с последующим старением в две ступени. На первой ступени осуществляют нагрев до температуры 1000-1100°C с выдержкой 1-1,5 часа, на второй ступени - нагрев до температуры 900-950°C с выдержкой 2,5-3 часа. В качестве защитной атмосферы при высокоскоростном газопламенном напылении используют аргон. Обеспечивается повышение жаропрочных характеристик, снижение времени и стоимости процесса. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металловедения, химико-термической обработке металлических изделий, к созданию наноструктурированных износостойких материалов конструкционного назначения и может быть использовано для повышения долговечности деталей машин в промышленности. Способ высокоскоростного газопламенного напыления многослойного композитного покрытия из порошковых материалов на металлическое изделие включает нанесение нижнего слоя покрытия толщиной 20-100 мкм из механически активированного порошка Ni, среднего слоя - толщиной 50-500 мкм из механически активированного порошка с эффектом памяти формы на основе TiNi и верхнего слоя - толщиной 50-500 мкм из механически активированной смеси порошков из В4С, WC, (Cr3C2 или CSi), Со, Ni, С, при их соотношении вес.%: В4С 35-80, WC 7-40, (Cr3C2 или CSi) 7-30, Со 1-5, Ni 4-7, С 1-3. Затем проводят отжиг при температуре 600-800°С в течение 0,5-1 ч. После нанесения среднего слоя из сплава с эффектом памяти формы на основе TiNi осуществляют его поверхностное пластическое деформирование при нагревании в интервале температур мартенситного превращения на величину до 4-10% от толщины слоя. Механическую активацию порошков и высокоскоростное газопламенное напыление производят в защитной атмосфере. Обеспечивается повышение прочностных характеристик и износостойкости композитных покрытий с использованием материалов с эффектом памяти формы. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к деформационно-термической обработке покрытий титан-никель-гафний с эффектом памяти формы, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и медицине. Способ получения наноструктурированного покрытия титан-никель-гафний с высокотемпературным эффектом памяти формы на стали, включающий нанесение порошка TiNiHf путем высокоскоростного газопламенного напыления, проведение пластической деформации покрытия в четыре этапа, на первом этапе в интервале температур 500-550°C со степенью пластической деформации ε=6-9%, на втором этапе в интервале температур 570-600°C со степенью пластической деформации ε=9-12%, на третьем этапе в интервале температур 600-700°C со степенью пластической деформации ε=12-15%, на четвертом этапе в интервале температур 850-890°C со степенью пластической деформации ε=15-40%, при этом после каждого этапа пластической деформации проводят отжиг при температуре 500-600°C в течение 2-3 часов, и последующую закалку при температуре 900-950°C с последующим охлаждением. Пластическую деформацию покрытия осуществляют обкаткой посредством трехроликового приспособления в радиальном направлении в защитной среде аргона и при пропускании электрического тока в зоне контакта трехроликового приспособления с покрытием Ti-Ni-Hf. В покрытии Ti-Ni-Hf с эффектом памяти формы содержится 19-23% гафния. Обеспечивается получение многофункционального наноструктурированного покрытия с эффектом памяти формы. 2 з.п. ф-лы, 1табл., 1 пр.

Изобретение относится к получению многослойной энерговыделяющей наноструктурированной фольги для соединения материалов. Способ включает приготовление исходной смеси металлических порошков планетарным перемешиванием, формование смеси порошков горячей прецизионной прокаткой через валки. В исходную смесь металлических порошков вводят легирующие добавки, после чего полученную смесь порошков просушивают и просеивают в инертной газовой среде в магнитном поле с выделением фракций более 220 мкм. Формование смеси порошков ведут горячей прецизионной прокаткой через валки посредством не менее одного прохода через валки с получением пластин толщиной не более 150 мкм, затем на полученные пластины наносят тонкий слой от 1 нм до 7 мкм пластичного металла посредством газотермического двустороннего напыления с использованием сверхчистых мишеней металлов или их сплавов, включающих по крайней мере один из следующих элементов: Ag, Cu, In, Ti, Au, Pt, Pd, после чего повторяют горячую прецизионную прокатку пластин до толщины не более 150 мкм при температуре от 30 до 150°С. Обеспечивается увеличение прочности фольги. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к способам нанесения покрытия из алюминида титана на металлическое изделие и к металлическому изделию с указанным покрытием. Способ нанесения покрытия из алюминида титана на металлическое изделие включает холодное напыление алюминида титана на изделие для формирования покрытия из алюминида титана, причем покрытие из алюминида титана включает тонкую гамма/альфа2 структуру, а алюминид титана, нанесенный на изделие холодным напылением, имеет состав, включающий 45 мас. % титана и 50 мас. % алюминия. В варианте осуществления заявленного изобретения холодное напыление алюминида титана осуществляют из порошкового твердого сырья порошка сплава. Обеспечивается высокая стойкость к высокотемпературному окислению поверхности, а также ремонт изделия, подвергающегося усталостному разрушению, имеющего повреждения от ударов и технологические повреждения. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к изготовлению узлов турбины, работающей в условиях высоких температур. Способ изготовления узла (10, 10а) турбины в виде расположенных между двумя платформами (46, 46΄) по меньшей мере двух аэродинамических профилей (12, 14), который формируют монолитным, включает создание первой защиты путем нанесения теплозащитного покрытия на по меньшей мере два соседних аэродинамических профиля (12, 14), при этом в процессе нанесения по меньшей мере одна область (16) одного аэродинамического профиля (14), находящегося в теневой зоне другого аэродинамического профиля (12, 14), остается необработанной, создание второй защиты в по меньшей мере одной необработанной области (16) одного аэродинамического профиля (14), находящегося в теневой зоне другого аэродинамического профиля (12, 14), путем модификации поверхности до нанесения теплозащитного покрытия или после его нанесения, причем первая и вторая технологии защиты отличаются одна от другой и вторая технология защиты приводит к модификации поверхности по меньшей мере одной области (16) одного аэродинамического профиля (14) из двух соседних аэродинамических профилей (12, 14), которая останется необработанной или которая осталась необработанной, путем нанесения покрытия, или травления, или придания шероховатости, или путем химического преобразования поверхности. Изобретение направлено на увеличение срока службы узла турбины за счет повышения качества покрытия. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу высокоскоростного газопламенного напыления многослойного композитного покрытия из порошковых материалов на металлическое изделие. Нижний слой покрытия наносят толщиной 100-150 мкм из механически активированного порошка Ni, средний слой - толщиной 500-900 мкм из механически активированного порошка с эффектом памяти формы на основе TiNiZr, а верхний слой толщиной 150-600 мкм из механически активированной смеси порошков из BN, В4С, Со, Ni, С при их соотношении, вес. %: BN 65-70, В4С 10-15, Со 8-10, Ni 4-7, С 1-3. Затем проводят отжиг при температуре 850-1000°С в течение 1,5-2 часа. После нанесения среднего слоя осуществляют его поверхностное пластическое деформирование при нагревании в интервале температур мартенситного превращения на величину до 2-5% от толщины слоя. Механическую активацию порошков и высокоскоростное газопламенное напыление производят в защитной атмосфере. Техническим результатом является повышение прочностных характеристик и износостойкости композитных покрытий с использованием материалов с эффектом памяти формы. 3 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, в частности к комбинированным способам получения покрытий, и может быть использовано, в частности, для получения покрытий на деталях. Установка для получения многослойного наноструктурированного композитного покрытия с эффектом памяти формы на поверхности стальной цилиндрической детали содержит раму с размещенными на ней механизмом закрепления детали с патроном и задней бабкой, механизмом вращения детали, вакуумной камерой, которая соединена с вакуумным насосом и газопламенной горелкой для высокоскоростного газопламенного напыления, размещенной на механизме продольного перемещения, технологический модуль для ионной очистки обрабатываемой детали с источником питания, первый пирометр для измерения температуры детали, размещенный перед фронтом высокоскоростного газопламенного напыления, управляющее устройство, связанное с механизмом подачи порошкового материала с эффектом памяти формы, механизмом продольного перемещения газопламенной горелки и первым пирометром, приспособление для поверхностно-пластического деформирования детали для формирования наноструктурированного слоя, установленное на механизме продольного перемещения газопламенной горелки, второй пирометр, установленный в зоне поверхностно-пластического деформирования, понижающий трансформатор, обеспечивающий дополнительный нагрев поверхности детали, и устройство для охлаждения поверхности детали, установленное на механизме продольного перемещения газопламенной горелки, механизм подачи порошкового материала с эффектом памяти формы, выполненный в виде трех порошковых дозаторов с аттриторами для механической активации порошков, сообщенными с вакуумной камерой. Дозаторы выполнены с возможностью подачи механически активированного порошка в каналы газопламенной горелки, выполненной трехканальной и закрепленной на механизме продольного перемещения под углом 70-85° к поверхности детали. Обеспечивается повышение эксплуатационных свойств и надежности многофункциональных покрытий на деталях, обеспечивающих повышенную адгезионную прочность, износостойкость, прочность. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к получению металлических наночастиц. Способ включает формирование потока ускоряемых металлических микрочастиц, плавление металлических микрочастиц, подачу потока образовавшихся жидких микрокапель в область цилиндрического осесимметричного электростатического поля, ось которого совпадает с осью потока жидких микрокапель, зарядку жидких микрокапель потоком электронов до состояния, в котором начинается их каскадное деление до металлических наночастиц, и осаждение выходящих из области цилиндрического осесимметричного электростатического поля металлических наночастиц на подложку. Плавление металлических микрочастиц ведут посредством импульсного лазерного излучения или стационарного инфракрасного излучения, при этом потенциал в области цилиндрического осесимметричного электростатического поля обеспечивают с возрастанием от нуля в центре осесимметричного электростатического поля до заданной величины ΔU (В) на его радиальной и осевой периферии. Предложено также устройство, состоящее из узла плавления металлических микрочастиц, узла зарядки и диспергирования жидких микрокапель и узел осаждения металлических наночастиц на подложку. Обеспечивается формирование наночастиц с узкой дисперсией размеров. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области металловедения, химико-термической обработке металлических изделий, к созданию наноструктурированных материалов конструкционного назначения, к проблеме трения и износа и может быть использовано для повышения долговечности деталей машин в любой отрасли промышленности. Способ получения износостойкого наноструктурированного многослойного композита с эффектом памяти формы на поверхности металлической детали с помощью высокоскоростного газопламенного напыления включает проведение высокоскоростного газопламенного напыления первого слоя в защитной атмосфере предварительно механически активированным порошком TiNiCo с эффектом памяти формы толщиной 500-1000 мкм с последующим пластическим деформированием при нагреве ниже температуры начала мартенситного превращения и получение износостойкого слоя путем высокоскоростного газопламенного напыления в защитной атмосфере предварительно механически активированной смеси порошков из cBN-Со, при их соотношении, вес. %: cBN 85-90, Со 10-15, толщиной 500-700 мкм. Затем осуществляют нагрев при температуре на 50-65°C выше солидуса с последующим отжигом в две ступени, на первой ступени из которых осуществляют нагрев до температуры 800-900°C с выдержкой 0,5-1 ч, а на второй ступени – нагрев до температуры 700-750°C с выдержкой 2-2,5 ч. В частном случае осуществления изобретения в качестве защитной атмосферы при высокоскоростном газопламенном напылении используют аргон. Обеспечивается повышение прочностных характеристик, снижение времени и стоимости процесса. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-08-20 2016-08-20T02:00:32
Наверх