Способ нанесения покрытий электродуговой металлизацией

Авторы патента:

Коломейченко Александр Викторович (RU)

C23C4/12 - характеризуемые способом распыления

C23C4/02 - предварительная обработка материала, подлежащего покрытию, например для нанесения покрытий на отдельные участки поверхности

B05B7/22 - электрическими средствами, например с помощью электрической дуги

Владельцы патента RU 2710093:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина" (RU)

Изобретение относится к способу электродуговой металлизации и может найти применение в различных отраслях машиностроения и ремонтном производстве. Техническим результатом изобретения является повышение адгезионной прочности и износостойкости покрытий, полученных методом электродуговой металлизации, за счет применения водного раствора неорганических веществ. Осуществляют расплавление напыляемого материала в электрической дуге и распыление его на подложку сжатым воздухом, смешанным в определенном соотношении с водным раствором. Используют водный раствор следующего состава, мас. %: кальцинированная сода - 4,1…4,3, тетраборат натрия - 1,1…1,3, криолит - 0,5…0,7, вода - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий, в частности к способам электродуговой металлизации и может найти применение в различных отраслях машиностроения и ремонтном производстве.

Известен и подробно описан способ электродуговой металлизации путем распыления, расплавленного дугой металла под действием потока продуктов сгорания углеводородных топлив, существенно снижающий выгорание легирующих элементов (Бурякин А.В., Кузьмин А.В. Электродуговая металлизация с распылением металла продуктами сгорания углеводородных топлив // Сварочное производство, 1993. №3. С.7-8) [1].

Недостатками этого способа являются неполное исключение выгорания легирующих элементов, сравнительно невысокое повышение износостойкости наносимых покрытий и сложность процесса электродуговой металлизации.

Известен способ электродуговой металлизации путем распыления расплавленной дугой бронзы под действием потока азота, исключающего окисление и выгорание легирующих элементов, повышающего коррозионную стойкость, твердость и износостойкость покрытий (Патент РФ 2577873, С23С 4/02, С23С 4/12, B05D 3/00, опубл. в Б.И. №8, 2016) [2].

Недостатком данного способа является дороговизна и сложность процесса электродуговой металлизации.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности, является способ электродуговой металлизации, в котором в поток расплавленного металла вместе со сжатым воздухом подается аэрозоль, содержащий хлорид аммония и выполняющий роль защитной среды (авторское свидетельство №1183562, кл. С 23 С /00, 07.10.85, бюл. №37) [3].

Недостатком данного, способа является выгорание легирующих элементов и сравнительно невысокий эффект повышения износостойкости получаемых покрытий.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение долговечности деталей восстановленных электродуговой металлизацией.

Техническим результатом изобретения является повышение адгезионной прочности и износостойкости покрытий, полученных методом электродуговой металлизации, за счет применения водного раствора неорганических веществ.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются за счет того, что в известном способе нанесения покрытий электродуговой металлизацией, включающем расплавление напыляемого материала в электрической дуге и распылении его на подложку сжатым воздухом, смешанным в определенном соотношении с водным раствором, согласно изобретению, применяется водный раствор следующего состава, мас. %: кальцинированная сода - 4,1…4,3, тетраборат натрия - 1,1…1,3, криолит - 0,5…0,7, вода остальное.

Сущность метода заключается в том, что расплавленный электрической дугой металл вместе со сжатым воздухом вводится аэрозоль, представляющий собой водный раствор химических неорганических веществ (кальцинированная сода Na₂CO₃, тетраборат натрия Na₂B₄O₇, криолит Na₃AlF₆,), которые при растворении в воде прошли этап электролитической диссоциации.

Расход водного раствора устанавливают из условия максимальной диссоциации веществ в дуге и факеле распыла металлизатора, что в свою очередь зависит от мощности дуги и производительности металлизатора. При этом стабильность горения дуги является основным показателем нормы подачи водного раствора.

Распыление металла производят на металлизаторе ЭМ-12 сжатым воздухом, смешанным с водным раствором, следующего состава, мас. %: кальцинированная сода - 4,1…4,3, тетраборат натрия - 1,1…1,3, криолит - 0,5…0,7, вода остальное. В качестве напыляемого материала используется сварочная проволока Св-08Г2С диаметром 1,2 мм. Режимы электродуговой металлизации: сила тока - 180 А, напряжение - 32 В, скорость напыления - 42 м/ч, скорость подачи проволоки Св-08Г2С - 80,3 м/ч, расход раствора - 8…10 мл/мин, дистанция металлизации 140 мм.

В заявляемом способе в процессе электродуговой металлизации задействуются такие химические элементы как алюминий, углерод, бор. Использование в составе водного раствора алюминия и углерода для раскисления металла в покрытии - обеспечивает увеличение их адгезионной прочности. Наличие в составе водного раствора бора, а также углерода повышает микротвердость нанесенного металла, что соответственно позволяет получить более высокую износостойкость покрытий. Для наглядности, в таблице приведены данные по физико-механическим показателям покрытий, полученные способом, принятым за прототип и предлагаемым способом нанесения покрытий электродуговой металлизации на сталь-18ХГТ сварочной проволоки Св-08Г2С.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ электродуговой металлизации в сравнении с прототипом позволяет в среднем в 1,5 раза увеличить адгезионную прочность и в 1,2 раза износостойкость наносимого покрытия.

Способ нанесения покрытий электродуговой металлизацией, включающий расплавление напыляемого материала в электрической дуге и распыление его на подложку сжатым воздухом, смешанным с водным раствором, отличающийся тем, что используют водный раствор следующего состава, мас. %:

кальцинированная сода	4,1…4,3
тетраборат натрия	1,1…1,3
криолит	0,5…0,7
вода	- остальное

Изобретение относится к способу получения композиционного материала для изготовления функциональных покрытий из сплава алюминия и углеродного нановолокна и может быть использовано в авиационной, космической, судостроительной и других областях промышленности.

Способ газопламенного напыления порошковых материалов с получением покрытия на никелевой основе посредством термораспылителя // 2709312

Изобретение относится к области газотермических технологий и может быть использовано для нанесения порошковых покрытий методом низкоскоростного газопламенного напыления. Способ газопламенного напыления порошкового материала с получением покрытия на никелевой основе посредством термораспылителя включает активирование пламени, образованного при сгорании ацетилена и кислорода, и подачу порошкового материала под срез сопла термораспылителя, при этом в качестве активирующей добавки используют водный раствор аммиака, а активирование пламени осуществляют путем подачи активирующей добавки до термического контакта с ядром основного пламени через термический диссоциатор, установленный соосно внутри центрального канала термораспылителя, при этом глубина его проникновения в высокотемпературное ядро основного пламени регулируется.

Градиентное металлополимерное покрытие // 2702881

Изобретение относится к области защитных полимерных покрытий, может быть использовано в машиностроительной, авиационной, приборостроительной промышленности и других областях техники.

Способ получения покрытий с интерметаллидной структурой // 2701612

Изобретение относится к способу получения покрытий с интерметаллидной структурой из порошковых материалов с высокой адгезионной прочностью. Техническим результатом изобретения является получение интерметаллидного покрытия с регулируемой структурой.

Способ изготовления детали из металлического порошкового материала // 2701436

Изобретение относится к изготовлению деталей из металлического порошкового материала с применением технологий 3D-печати. Способ послойного аддитивного изготовления детали включает получение первого слоя путем нанесения металлического порошкового материала на платформу и обработки лазером, получение второго и последующих слоев путем нанесения металлического порошкового материала на первый и предыдущие слои соответственно и обработки его лазером.

Способ нанесения электроэрозионностойких покрытий на основе оксида цинка и серебра на медные электрические контакты // 2699487

Изобретение относится к области нанесения покрытий на металлические контакты. Способ включает электрический взрыв композиционного электрически взрываемого проводника, состоящего из двухслойной плоской серебряной оболочки массой 60-360 мг и сердечника в виде порошка оксида цинка массой, равной 0,5-2,0 массы оболочки, формирование из продуктов взрыва импульсной многофазной плазменной струи, оплавление ею поверхности медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 4,5-6,5 ГВт/м2, осаждение на поверхность продуктов взрыва и формирование на ней композиционного покрытия системы ZnO-Ag и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия при поглощаемой плотности энергии 40-60 Дж/см2, длительности импульсов 150-200 мкс и количестве импульсов 10-30.

Способ нанесения электроэрозионностойких покрытий на основе оксида меди и серебра на медные электрические контакты // 2699486

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий на медные электрические контакты. Способ включает электрический взрыв композиционного электрически взрываемого проводника, состоящего из двухслойной плоской серебряной оболочки массой 60-360 мг и сердечника в виде порошка оксида меди массой, равной 0,5-2,0 массы оболочки, формирование из продуктов взрыва импульсной многофазной плазменной струи, оплавление ею поверхности медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 4,5-6,5 ГВт/м2, осаждение на поверхность продуктов взрыва и формирование на ней композиционного покрытия системы CuO-Ag и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия при поглощаемой плотности энергии 40-60 Дж/см2, длительности импульсов 150-200 мкс и количестве импульсов 10-30.

Оборудование и способ для изготовления вала датчика крутящего момента // 2695299

Изобретение обеспечивает оборудование для изготовления вала датчика крутящего момента путем формирования магнитострикционной области, включающей в себя покрытие на основе металлического стекла с заданным рисунком на боковой поверхности валообразной заготовки.

Способ антикоррозионной обработки поверхности алюминия // 2693278

Изобретение относится к способам антикоррозионной обработки поверхности изделий из алюминия. Поверхность изделия подвергают импульсному энергетическому воздействию излучением импульсного оптоволоконного иттербиевого лазера с длиной волны 1,065 мкм при удельной мощности излучения 4,539⋅1010 … 8,536⋅1010 Вт/см2, частоте следования импульсов 20 … 40 кГц и скорости сканирования поверхности лазерным излучением 250 … 700 мм/с.

Способ получения многокомпонентных покрытий из цветных металлов // 2690265

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению покрытий из сплавов цветных металлов плавлением. Способ получения многокомпонентных покрытий из цветных металлов включает переплав исходных металлических материалов на подложке электрической дугой с нерасходуемым вольфрамовым электродом в атмосфере инертного газа, причем исходные металлические материалы используют в виде заготовок из скрученных проволок, пакета пластин или смеси порошков, приготовленных из Al, Ti, Ni, Cr, Fe, Mo, Mn, Cu, Zn, W, Nb, Zr, Та или их сплавов, а переплав осуществляют в импульсном режиме, обеспечивающем динамический режим горения электрической дуги, с амплитудой импульсов тока 100-400 А, длительностью импульсов 20-500 мкс, частотой следования импульсов 200-5000 Гц, дежурным током на интервале между импульсами 12-50 А, при перемещении подложки относительно электрода.

Способ изготовления тормозного диска, а также тормозной диск // 2682377

Группа изобретений относится к области автомобилестроения. Способ изготовления тормозного диска заключается в том, что на основном корпусе тормозного диска выполняется эмалевое покрытие, для этого придают шероховатость поверхности основного корпуса в отдельных областях.

Способ изготовления тормозного диска и тормозной диск для транспортного средства // 2678539

Группа изобретений относится к области транспорта. Способ изготовления тормозного диска, в котором фрикционный слой расположен в некоторых областях на основном корпусе тормозного диска.

Компонент газовой турбины, газотурбинный двигатель, способ изготовления компонента газотурбинного двигателя // 2662003

Компонент газовой турбины, имеющий теплоизолирующую внешнюю поверхность для воздействия газообразных продуктов сгорания, содержит металлическую подложку, крепящий слой на поверхности подложки, теплозащитное покрытие, структуру выступающих элементов и структуру элементов в виде канавок.

Способ подготовки подложки для термического напыления металлического покрытия // 2659521

Изобретение относится к способу подготовки подложки к нанесению металлического покрытия посредством термического напыления. Наносят слой адгезива на покрываемую зону, причем слой имеет однородную толщину более 10 мкм и менее 100 мкм.

Способ плазменного напыления покрытия // 2619410

Изобретение относится к области нанесения покрытий и может быть использовано для упрочнения режущего инструмента и металлических деталей машин. Способ плазменного нанесения покрытия на металлическую заготовку включает нагрев поверхности заготовки и плазменное напыление слоя покрытия на ее поверхность, при этом осуществляют нагрев участка поверхности, на который наносят покрытие, плазменной струей до температуры, при которой размер расширенного тепловым потоком участка поверхности будет равен размеру наносимого покрытия на упомянутом участке при температуре напыления, после нанесения требуемого слоя напыление прекращают и измеряют температуру поверхности покрытия и температуру поверхности заготовки на границе напыленного слоя и устраняют разницу в температурах путем регулирования подачи охлаждающей среды на границу раздела напыленного слоя и заготовки до их остывания.

Способ изготовления оправки для прошивки-прокатки // 2593884

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению оправки для прошивного трубопрокатного стана для изготовления бесшовной стальной трубы. Способ включает этап дугового напыления расплавленной железной проволоки и напыление ее расплавленного материала на поверхность основного металла оправки с использованием дугового распылителя с образованием пленки, содержащей оксид железа и железо на поверхности основного металла оправки.

Способ изготовления оправки для прокатки с прошивкой // 2588937

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению оправки прошивного стана для производства бесшовной стальной трубы/трубки. Вначале осуществляют дробеструйную обработку поверхности оправки.

Способ электродуговой металлизации // 2577873

Изобретение относится к способу электродуговой металлизации путем распыления расплавленной дугой бронзы под действием потока азота, исключающего окисление и выгорание легирующих элементов, повышающего коррозионную стойкость, твердость и износостойкость покрытий.

Способ защиты металлических элементов судовых движителей // 2576358

Изобретение относится к области судостроения, в частности к способу защиты металлических элементов судовых движителей. Способ включает нанесение на поверхность металлических элементов методом газотермического напыления защитного слоя из алюминия или цинка и сплавов на их основе, крацевание его внешней поверхности и нанесение на защитный слой полимеризирующего пропитывающего состава с последующей его сушкой.

Способ изготовления термического барьера, покрывающего металлическую подложку из жаропрочного сплава, и термомеханическая деталь, полученная этим способом изготовления // 2526337

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

Обрабатывающая головка и обрабатывающее устройство // 2688973

Изобретение относится к обрабатывающей головке (1) для обработки поверхности посредством лазерного луча. Обрабатывающая головка (1) включает в себя канал (2) для прохода лазера, имеющий продольную ось (A), по меньшей мере один канал (3) для подвода порошка и канал (4) охлаждения для охлаждения обрабатывающей головки (1).