Способ получения многослойных покрытий на восстанавливаемых деталях

Способ получения многослойных покрытий на восстанавливаемых деталях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к ремонтному производству, к восстановлению изношенных деталей оборудования водного , автомобильного и железнодорожного транспорта. Цель изобретения повьш1ение прочности сцепления и износостойкости газотермических покры- .тий, наносимых на легкоокисляющиеся металлы и сплавы. Производят электрозроэионную обработку газотермических покрытий. При обработке доминирующим является не эрозия, а процесс плавления на поверхности контакта окисной пленки.и основного металла. Наносят покрытие толщиной 0,5-0,9 мм. Обработку покрытия проводят последовательно в два этапа: эрозия и легирование . Процессу легирования способствует развитая поверхность покрытия . После такой обработки уменьшается шероховатость покрытий, повышается адгезионная и когезионная проч ность. Образуется многослойное покрытие , но при этом исключается использование для напыления материалов, содержащих дорогие и дефицитные компоненты . В качестве ннтерметаллидного материала используют порошок - алюминий - никель. Способ позволяет проводить восстановление деталей из легкоокисляющихся сплавов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. to (Л с О) СП tc №0 р5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) А1

p- .р„..;, Я 1 5 1 грг!.а в;

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4199904/27-27 (22) 25.02.87 (46) 15.03.89. Бюл. В 10 (71) Ленинградский институт водного транспорта (72) Л.И. Погодаев, Ю.В. Фролов, В.Б. Хмелевская, Ю.В. Баев, .В.N.Ëåãкий, Л.И. Привалова и В.Н. Сырцов. (53) 621.797(088.8) (56) Хасуи А.и др. Наплавка и напыление. — И., 1985, с. 168-178, 196-199.

Артамонов Б.А. и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. - M. 1983, i с. 27-30, 94-95.

Черноиванов В.H. и др. Восстановление деталей сельскохозяйственных машин.- M. Колос, 1983, с. 39-45. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ

ПОКРЫТИЙ НА ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ ДЕТАЛЯХ (57) Изобретение относится к ремонтному производству, к восстановлению изношенных деталей оборудования водного, автомобильного и железнодорожного транспорта. Цель изобретеиия—

Изобретение относится к ремонтному производству, в частности к восстановлению изношенных деталей и узлов оборудования водного, автомобильного и железнодорожного транспорта.:

Цель изобретения — повышение качества восстановления деталей из легкоокисляющихся сталей и сплавов путем повышения прочности сцепления и изно(gg 4 В 23 Р 6/00, С 23 С 28/00 повышение прочности сцепления и износостойкости газотермических покры.тий, наносимых на легкоокисляющиеся металлы и сплавы. Производят электроэрозионную обработку газотермических покрытий. При обработке доминирующим является не эрозия, а процесс плавления на поверхности контакта окисной пленки и основного металла.

Наносят покрытие толщиной 0,5-0,9мм.

Обработку покрытия проводят последовательно в два этапа: эрозия и легирование. Процессу легирования способствует развитая поверхность покрытия. После такой обработки уменьшается шероховатость покрытий, повышается адгезионная и когезионная проч- Ж ность. Образуется многослойное покры- р тие, но при этом исключается использование для напыления материалов, содержащих дорогие и дефицитные компоненты. В качестве интерметаллидного материала используют порошок — алюминий — никель. Способ позволяет проводить восстановление деталей из лег- ф коокисляющихся сплавов. 1 з.п. ф-лы, ф

1 табл.

Сд

1 состойкости покрытий при воздействии ударных нагрузок и вибр.".ций.

Способ заключается в следующем.

Производят плазменное напыление порошка, например никеля-алюминия,на восстанавливаемую деталь из легкоокисляющегося сплава, толщину слоя выбирают в пределах 0 5-0 9 мм. 3атем оплавляют нанесенный слой элек1465226 троэрозионным методом в режиме эроэии. После чего осуществляют наращивание основного слоя необходимого состава тем же электроэрозионным ме5 тодом в режиме легирования, Эффект повышения прочности сцепления газотермических покрытий, наносимых на легкоокисляющиеся сплавы, при воздействии электрических импульсов основан на локальном плавлении границ между металлом и окисной пленкой, имеющих повышенное электрическое соГпрттивлени.

При проведении эрозии на оптималь- 15 вых режимах значительного разрушения покрытия не наблюдается, а преобладает эффект плавления в контактной зоне. Это связано с высокой температурой плавления материалов, применяе- 20 мых для нанесения покрытий, и низкой плстностью покрытий. При эрозионной обработке толщина покрытия уменьшаетс.я на величину не более 0,2 мм.Оптимальная толщина покрытия перед 25 электроэрозионной обработкой должна быть в пределах 0 5-0,9 мм. Нижний предел установлен из условия обеспе.— чения необходимой толщины покрытия после восстановления, при толщине по- 30 крытий более 0,9 мм эффект контактного плавления не наблюдается, покрытия могут отслаиваться из-за наличия в них внутренних напряжений.

При использовании электроэрозионной обработки можно регулировать состав, а следовательно, износостойкость поверхностного основного слоя покрытий. Это свойство позволяет применять для напыления материалы, не содержа- 40 щие дорогих и дефицитных компонентов, а нужные характеристики поверхности обеспечиваются за счет легирования а поверхностного слоя покрытия. После такой обработки„ заключающийся в осе-4 дании легирующего сплава в порах и микропустотах покрытия, повышается

его плотность и уменьшается шероховатость. При этом шероховатость пер- . вого слоя является фактором, повышающим прочность сцепления наносимого

50 электроэрозионной обработкой легирующего сплава с покрытием.

Ф

Проведение электроэрозионной обработки в два этапа, вначале в режиме эрозии, а затем в режиме легирования, повышает.- износостойкость и уменьшает отслаивание покрытий.

Пример. ГГроизводили плазменное напыление порошка марки ПН85Ю15 на образцы из алюминиевого сплава марки Д1, Напыление производили на установке УПУ-ЗД с использованием в качестве плазмообразующего газа аргона с добавкой 107 водорода на режимах: ток 320-350А, напряжение холостого хода 160 В, напряжение на дуге 55-60 В, дистанция напыления 120 мм.

Напыленные образцы подвергали электроэрозионной обработке на режимах, приведенных в таблице

Исследовалось влияние ЭЗО на адгезионную прочность по результатам

"штифтовой пробы" и износостойкость.

Оценка износостойкости производилась по результатам испытаний на машине трения CMII-1 и вибрационной машине

К-1 .

Как показали исследования, электроэрозионное оплавление газотермических покрытий является осуществимым при нанесении покрытий на окисные пленки легкоокисляющихся металлов и сплавов, т.е. в случае, когда известные способы оплавления осуществить не представляется возможным.

При электроэрозионном оплавлении удается в 2-7 раз повысить адгезионную прочность газотермических покрытий.

МноГослойное покрытие, состоящее из напыленного подслоя и электроэрозионного слоя, обладает следующими свойствами. !

Поверхностный слой является сплавом промежуточного состава, образованным расплавляемым в процессе обработки расходуемым электродом и частицами покрытия. При этом удается увеличить износостойкость поверхностного слоя по сравнению с поверхностным слоем, полученным газотермическим напылением, так как частички напыленного покрытия имеют низкую когезионную прочность, а сам способ напыления имеет ограниченные возможности по легированию. Низкая когезионная прочность напыленного покрытия приводит к их отслаиванию, попаданию в зазор между сопряженными деталями и снижению ресурса оборудования,особенно в случае действия вибрации и ударных нагрузок. Полученный электроэрозионным легированием слой имеет большую прочность сцепления с напыРежим об- Марка матеработки риала электрода

Размер Ток, элект- А

Напряжение

Полярность

Длительность

Конфигурация электрода в поперечном сечении импуль- са, с рода, мм холостого хода, В

Эрозия Графит, МПГ-6 Обратная Круг 9 20 20 120 2,2.10

Легиро- ВК8 вание БрОФ6-4 Обратная Квадрат 4х4 1,2 32 0,02 .

Составитель. Н. Тютченкова

Редактор М.Андрушенко Техред Л.Олийнык Корректор И.Муска

Заказ 869/17 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 14652 ленным подслоем и большую когезионную прочность, что приводит к повышению износостойкости многослойного покрытия. Проведение электроэрозионного

5 легирования никель-алюминиевого покрытия ПТЮ5Н повышает в 2-3 раза задиростойкость многослойного покрытия и в 2-3 раза снижает его износ.

Электроэрозионная обработка позво- 0 ляет получать композитные покрытия нового "каркасного" типа за счет избирательного оплавления и последующего легирования.

Такие покрытия обладают комплексом r новых свойств и, в частности, лучше, чем традиционные покрытия воспринимают ударные и знакопеременные нагрузки, прикладываемые к детали с покрытием. 20

Таким образом, предлагаемый способ делает возможным процесс восстановления деталей, на которых при использовании известных способов не - 25 удается получить покрытия с высокой адгезией и износостойкостью.

26 6

Ф о р м у л а .и з о б р е т е н и я

1. Способ получения многослойных покрытий на восстанавливаемых деталях, при котором производят нанесение первого интерметаллидного слоя газотермическим методом, а затем наращивают основной слой, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения качества восстановления деталей из легкоокисляющихся сталей и сплавов путем повьппения адгезионной и когезионной прочности и износостойкости покрытия при воздействии внешнего трения, ударных нагрузок и вибФ раций, первый слой наносят толщиной

0,5-0,9 мм, а затем оплавляют его, при этом оплавление и последующее нанесение основного слоя производят методом электроэрозионной обработки в два этапа, соответственно в режиме эрозии и в режиме легирования.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве напыляемого материала первого слоя используют экзотермический порошок алюминий-никель.