Термореагирующий состав для нанесения покрытий

Термореагирующий состав для нанесения покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскмк

Социалметическик

Республик

|1 1, 724601

+ ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (О! ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 11.10.77 (2 I ) 2551713/22-02 (51 } М. Кл.

С 23 С 7/00 с присоелииеиие|я заявки ¹ — . = — — 3Ъеударетееииый кемитет (23) Приоритет по делам иаееретений и еткрытий

Опубликовано 30.03.80.. Бюллетень ¹ 12 (53} УДК621. .793.71 (088.8}

Дата опубликования описания 02.04.80

-! -. м меюйаьй - (72) Авторы, изобретения

А. Я. Кулик, А. С. Мнухин, А. Ю. Мезерницкий, Л. В. Виветова и А. М. Вербловский (7!) Заявитель (54) ТЕРМОРЕАГИРУЮЩИЙ СОСТАВ

ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРИТИЙ

Изобретение относится к способам нанесения покрытий металлизацией распылением, в частности к термореагирующим составам для нанесения покрытий, . .Известны термореагируюшие составы для нанесения покрытий на основе никеля и алюминия, позволяющие получать коррозионно- и эрроэнонностойкие покрытия (1) .

Однако получаемые покрытия имеют низкую твердость и недостаточно прочно сцеплены с основой. --":=Наиболее близким к предложенному по составу компонентов и достигаемому ре зультату является термореагируюший

15 состав для нанесения покрытий металлиэа цией распылением, содержащий алюминий, никель и окисел металла, восстанавли ваемый алюминием, например двуокись титана (2) °

Однако покрытии, получаемые при распылении известного состава, обладают недостаточно высокой износостойкостью вследствие того, что их твердость не

2 превышает 450-500 кгс/мм, а также ьедостаточно прочно сцеплены с основой.

С целью повышения TBepgocTH, износостойкости и прочности сцепления покрь тий предложенный состав дополнительно содержит аммоний хлористый при следуюшем соотношении компойентов, вес. Ъ:

Алюминий 20 25

Никель 20 25

Окисел металла 50»60

Аммоний хлористый О, 1-1,2

В качестве окисла металла состав содержит окисел металла, выбран|юго из группы," вйлючаюшей вольфрам, молибден, ниобий, титан, кобальт, никель, железо, медь, хром.

Состав готовят следуюшим образом.

Исходные тонкодисперсные порошки фракцией менее 10 мкм алюминия, хла ристого аммония и окисла просушивают, тщательно перемешивают И смесь прокатывают через валки до получения хрупкой ленты толшиной 0,3-0,5 мм. Ленту подвергают дроблению и получешп,|й кон3 7246 гломерированный порошок просеивают на фракцию 100 0 мкм. При этом рекомендуется неоднократная прокатка для получения высокого выхода необходимой фракции.

Конгломерированный порошок затем плакируют никелем путем осаждения его из карбонильной газовой фазы в виброкипяшем слое.

Полученный состав напыляют плазменной горелкой.

Содержание в составе хлористого аммония в количестве 0,1% и далее способствует повышению внутреннего давле ния в материале в процессе напыления, что 5 что значительно ускоряет экзотермические реакции образования алюминидов и восстановления алюминием окала металла. Повышение содержания хлористого аммония в составе более 1 2% не реко мендуется, так как приводит к ухудшению качества покрытий за счет чреэглерно большого давления газов в материале, разрывающих частицы порошка.

При использовании указанного состава

25 реакции синтеза алюминидов и восстанов ления окислов проходят интенсивно и до конца, что приводит к повышению твердости, износостойкости и прочности сцепления зо покрытий.

Снижение содержания никеля в составе менее 20% снижает акзотермический эффект образования алюминидов и уменьшает износостойкость покрытий и величи ну их сцепления с основой. При увеличении содержания никеля в составе более

30% снижается реакционная способность алюминотермической смеси и в покрытии повышается содержание алюминидов и

40 невосстановленного окисла, что также приводит к понижению износостойкости и прочности сцепления покрытий.

Содержание алюминия в составе рав ное 20% обеспечивает наиболее полное протекание реакции восстановления окис«

01 4 лов вольфрама, кобальта, меди, Г!ри использовании окислов хрома, железа, молибдена содержание алюминия должно поддерживаться в пределах 20-25% в зависимости от атомного веса окисла и содержания в нем металла.

Для полного протекания реакции образования алюминидов никеля и реакции восстановления окисла в каждом конкретном составе количество никеля, алю миния и окисла берут исходя из их стехио метрического соотношения при реакциях взаимодействия алюминия с никелем и алюминия с окислом для получения максим®льного тецловыделения этих реак ций при плазменном напылении.

Расчет стехиометрических реакций восстановления различных окислов алюьпмнием показал, что при использовании окислов хрома, никеля, ниобия, молибдена, кобальта, меди, железа или титана необходимо следующее количество алюминия в составе; СдО 25%> NiO -20%, NbgO3 «20%, NeOy -25%, СоО «20%, СнО 20%, Ге О -25%, T) О «25%.

Использование предложенного состава иллюстрировано примерами, предложенны« ми в таблице. Испытанию подвергаются r покрытия, толщиной 0,3-0,35 мм, нане сенные на стальные штифтовые образцы, Покрытия напыляются на плазменной установке УМП-5-68.

ОптималЬные режимы напыления: ток

35ОА, расход плазмообразующего газа (азота 40 л/мин, дистанция напыления

50»150 мм, твердость покрытий опреде ляется на приборке Виккерса и ПМТ-З.

Износостойкость определяется на машине трения типа МИ в паре с азотированной сталью 38ХМЮА при смазке маслом

N12B (10 капель в ч ) и нагрузке

50 кгс/см и сравнивается с износо стойкостью покрытий, полученных извесь ным способом.

Таблица

53,8

1эo

l 2

0,1

Окись вольфрама

Аммоний хлористый

20 20

25 25

54,9 54

Продолжение таблицы Примеры (Известный) 4

Зксперементальные данные

260

Твердость покрытий

300

Микротвердость покрытий, Кгс/мм

1100

850

550

Прочность сцепления, Кгс/см 250

Относительная износостойкость l, 1 Проневоднтельнссть Напыления й=-йк= — ":= — == = Кгс/ч 2,6

Как видно из данных таблицы введение ..- — .—. в состав хлористого лимония повышает — — травить; иенссвстодхость и йрочнссть " " : слелленяя похрыт м. Однехо увелвчейие содершения хлористого аммония более

==:===:=; —:--===::: 1 2% приводит к ухудшению с войств по. крытий и снижению производительности напыления вследствие измельчения частиц — — -- порошка избыточным давлением газов. ..==...=:=: — .== — — = Покрытия, полученные при использовании йрегдложенного состава представляют собой мелкодисперсную гетерогенную смесь интерметаллидов, окислов и шпинелей раз35 личного состава и обладают комплексом свойств, позволяющих применять их для повышейия иэносостойкости различных деталей, в частности поршневых колец дйзелей.

320 220

1э 6 . 195 1ро

2,0

Составитель A. Козакова

Редактор А, Мотыл - Техред О.Андрейко Корректор М.- Пожо

Заказ 800/8 Тираж 1074 Подписное

БНИИПИ 1Ъсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент".,„, г. Ъаород, ул. Проекня, ве

Содержание компонентов в составе, вес, % формула изобретен ия

1. Термореагируюший состав для на несения покрытий металлиэацией распылением, содержащий алюминий, никель и

I окисел металла, вогсСтанавливаемый алю минием, отличающийс я тем, что, с целью повышения твердости, иэносостойкости и прочности сцепления r покрытия с основой, он дополнительно содержит аммойий хлористый при следующем соотношении компонентов, вес, %:

Алюминий 20-25

Никель 20-25

Окисел металла 50 60

Аммоний хлористый О, l»1,2

2. Состав по и, 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что в качестве окисла металла, восстанавливаемого алюминиемр он содержит окисел металла, выбранного иэ группы, включающей вольфрам, молибден, ниобий, титан, кобальт, никель, железо, медь, хром, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент США № 3640755, кп. 117-71, 1972.

2. Патент США № 3758124, кп, 277-224, 1973.