Способ получения покрытий из алюминида никеля на поверхности деталей из жаропрочных сплавов

Способ получения покрытий из алюминида никеля на поверхности деталей из жаропрочных сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в двигателестроении и химическом машиностроении при обработке прецизионных Деталей и клапанов. Сущность изобретения: детали сначала подвергают механической обработке, после чего обрабатывают в электролитной плазме в течение 1,5-2 мин, затем напыляют алюминид никеля, после чего отжигают в вакууме . Отжиг ведут при 1,33- ,ЗЗМПапри 1250-1300°С со скоростью нагрева 2-5° С/мин с последующим охлаждением со скоростью 80-150°С/мин до 600-650°С.1 табл.

,, ЯЦ,, I 784655 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л С 23 С 4/18, 4/02

ГОСУДАРСТВЕНН6(Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТЙЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ C Й

: 1 -,2 (21) 4867627/26 (57) Использование: в двитателестроении и (22) 17.07.90 . химическом машинострбении при обработ(46) 30.12.92. Бюл. N.. 48 : ." .ке прецизиойных Деталей и клапанов. Сущ(71) Опытно-конструкторское бюро "Факел" ность изобретения: детали сначала и Производственное объединение "Полет" подвергают механической обработке, после (72) А,Н, Тарасов, А;Г. Ковалев, Б.А. Унчиков, чего обрабатывают в электролитной плазме

В.Н; Саливон и В.С, Эфендиев: в течение 1,5-2 мин, затем напыляют алю(56) кудинов В.В, плазменные покры1ия. M. минид никеля, после чего отжигают в вакууНаука, 1977, с. 138.. - ме. Отжиг ведут при 1,33 10 "-1,33 МПа при

Манохин А.И. и Шоршоров М,Х. Разви- 1250 — 1300ОС со скоростью нагрева 2-5 тие порошковой. металлургии. M. Йаука, С/мин с последующим охлаждением со ско1988, с, 57.: ростью 80-150ОС/мин до 600 — 650 С. 1 табл, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ

АЛ!ОМИНИДА НИКЕЛЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке деталей из никелевых сплавов с плазмейным напылением барьерных интерметаллидных cilo" ев. В частности оно относится к вакуумнЬй термической обработке прецизионных деталей двигателей и клапанов и может найти применение в двигателестроейии и химйческом машиностроении.

Цель изобретения — повышение коррозионной стойкости и прочности сцепления покрытий и уменьшение их пористости.

Способ включает обработку механически изготовленных деталей вначале в электролитной плазме в течение 1,5-2 мин, а после напыления алюминида никеля предусматривается отжиг в вакууйе

1,33 10 ...1,33 МПа при температуре 12501300 С со скоростью нагрева 2-5 С/мин с охлаждением со скоростью 80-150 С/мин до 600-650 С.

Сущность превращений, протекающих в поверхностном слое в процессе разработанной технологии термической обработки в следующем : нагрев- а электролитной плазме при анодном процессе повышает класс чистоты поверхйости и создает подслой, обладающий повышенной адгезионной спо- + собностью к алюминиду никеля; вакуумный отжиг при 1250 1300 C с регламентирован- (Л ной скоростью нагрева и охлаждения позво- QI ляет повысить плотйость покрытия, исключает появление микротрещин в подслое, улучшает диффузион нсе вы равн ивание структуры напыленного слоя и его коррозионные свойства, Практическое осуществление способ нашел йри изготовлении камер энергетических установок из сплавов ЖС-б, ВХ4-А, ХН787, фланцев из никелевого сплава

ХН67АТЮ. Для обработки в электролитной плазме использовали установку УХТО-5M

1784655

15 Формула изобретения и, связанных с пористостью на 35

Сравнительные характеристики деталей из жаропрочного

ЭП 867 с напылеиныи слоем алзминида никеля при обрзботке по предлояемному сплава способу н no режину прототипа

Пористость, Режим вакуумного отжига деталей после ""напыления аломинида никеля темпера- Скорость Скорость тура,аС нагрева, охлаждения, еС/мин еС/мин

Коррозия1 гост

13819-73, им/год

Способ обработки

Прочность соединения, И Па

Ресурс работы, ч

Условия обработки перед плазменным напылением йий

Среда Время стота обработ поверхки нин стн

Электропо- 1250 лированная 1250

О, 125-0, 20 мкм 1300

; t

Иатовая раз- 1100 витая 1,25- 1050

2 5 мки

0,001

0,004

0,003

0,006

0,004

0;020

0 ° 010

550 . 2170

540, 2030

600 2420

590 2240

560 . 2070

370 1350

330. 1170

100 250

400

2,0

1,0 отс. отс.

1,5

4,5

6,0

2,0

5,0

2,0

5,0

3,0

120

Электролит- 1,5 ная плазма, 2, 0 анодный на- 2,0 грев;в водном 1,5 растворен 2,0 . и

Отяйг и гидйб- 45 абразивная 60 обработка

Предложенный

Прототип

Д ч

"-"о аммония -- гидроокиси аммония. 5g аммбй- --н - е.

Составитель А.Тарасов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И.Шулла

Редактор

Заказ 4349 Тиражт . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 производства ОЗ AH ССР Молдова, напыление алюминида никеля проводили на установке УПН-З, вакуумный отжиг деталей проводили в печах СГВ-2,4/15И1 и ОКБ8085.

Пример. Переходник клапана турбо. насосного агрегата из сплава ХН78Т по ТУ

14-1-1671-76 с классом чистоты поверхности В,=0,32 обрабатывали в электролитной плазме в течейие 2 минут в электролите, содержа@ем Зслбристый аммоний, гидроОКИСЬ аМЮО 1йя 11 рИзтвайОадйбМ ЬаПряжЕНИИ

170 — 185 В, тока 15:1с3 А, После промйвки и сушки проводили плазменйое напыление порошка алюминида никеля ПН85Ю15 "Тулачермет" "слоем

25-30 мкм и отжигали в вакууме при температуре 1270 С, нагревая садку до температуры отжига со скорость1о 5 С/мий.

В ыдержка и ри тем пературе отж ига составила 15 мин, скорость охлажтдейия была

100 С/мин до 600 — 650 С, далее с печью произвольно.

Исследования показали, что обработка позволила повысить коррозионную стойкость на один класс ГОСТ 13819 — 73, прочность основного металла составила 650-670

МПа, а прочность соединейия слоя с основой повысилась на 45-50%. При этом практически исключена деформация по опорным поверхностям и диаметру детали.

В результате обработки ресурс работй узла повысился в 1,2 раза, практически не наблюдалось микротечей по уплотнительной поверхност пыленного слоя, характерной для прототипа, B табл. 1 приведены сравнительные свойства деталей из никелевого сплава 3П

5 867 при обработке по предложенному и известному способу.

Таким образом предложенный способ технологичен в осуществлении, не требует дополнительных затрат на оборудование и

10 позволяет повысить в 1,5 — 1,7 раза надежность и ресурс работы изделий из никелевых сплавов с напыленным алюминидом никеля.

Способ получения покрытий из алюминида никеля на поверхности деталей из жа"ропрочных сплавов, преимущественно на

20 деталях уплотнительных клапанов, включающий механическую обработку деталей, обработку в эл ектролитной плазме при

1000-1100 C и плазменное напыленйе алюминида никеля, o т л и ч а ю шийся тем, 25 что, с целью повышения коррозионной стойкости и прочности сцепления покрытий и уменьшения их пористости, обработку в электролитной плазме проводят в течение

1,5-2 мин, а после напыления проводят от30 жиг в вакууме 1,33 10 "-1,33 МПа и рй 12501300 С со скоростью нагрева 2-5 С/мин с последующим охлаждейием со скоростью

80 — 150 С/мин до 600 — 650 С.