CZ14546U1 - Ochranný povlak nářadí a nástrojů pro zamezení vzniku mechanických zápalných jisker - Google Patents
Ochranný povlak nářadí a nástrojů pro zamezení vzniku mechanických zápalných jisker Download PDFInfo
- Publication number
- CZ14546U1 CZ14546U1 CZ200314923U CZ200314923U CZ14546U1 CZ 14546 U1 CZ14546 U1 CZ 14546U1 CZ 200314923 U CZ200314923 U CZ 200314923U CZ 200314923 U CZ200314923 U CZ 200314923U CZ 14546 U1 CZ14546 U1 CZ 14546U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- tools
- protective coating
- weight percent
- weight
- mechanical
- Prior art date
Links
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 title claims description 25
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 claims description 6
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 3
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007745 plasma electrolytic oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006223 plastic coating Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
Ochranný povlak nářadí a nástrojů pro zamezení vzniku mechanických zápalných jisker Oblast techniky
Technické řešení se týká ochranného povlaku nářadí a nástrojů, vyrobených ze slitiny lehkých kovů, vytvořeného termickým nástřikem vícesložkových materiálů. Řeší zamezení vzniku mechanických zápalných jisker, zejména v prostředí s nebezpečím výbuchu.
Dosavadní stav techniky
Při mechanickém střetu slitiny lehkých kovů s jinými kovovými předměty, dochází k vytváření jisker. V prostředí s výskytem výbušných směsí, především v petrochemickém průmyslu, v plynárenství i v hlubinných dolech, tak vzniká nebezpečí exploze. V jejím důsledku pak smrtelné ohrožení zaměstnanců a značné materiální škody. Jedním ze známých řešení této situace, je opatření administrativně-preventivní. V platnosti jsou různé předpisy, nařizující používání materiálů z hlediska vzniku mechanických zápalných jisker bezpečných. V případě vzájemného působení dvojice materiálů o dostatečné intenzitě může vzniknout při vzájemném nárazu zápalná jiskra. Závisí to samozřejmě na konkrétních podmínkách prostředí, v němž je příslušný materiál používán a s jakými jinými materiály vstupuje do vzájemné kolize, jaký je charakter této kolize a jaké množství energie se uvolňuje v jejím důsledku. Proto největší nároky pro použití materiálů bezpečných z hlediska vzniku mechanických zápalných jisker jsou kladeny na části strojů, zařízení a především nářadí, používaná v prostředí s nebezpečím výbuchu. Při jejich výrobě se pak opatření zamezující či vylučující vznik mechanických zápalných jisker soustřeďují zejména do oblasti úprav povlaků těchto součástí, a to zvláště s použitím nejrůznějších materiálových směsí.
Z dosavadního stavu techniky je známa povrchová ochrana například z patentu DE 2425358, jehož podstata spočívá v nanesení na povrch součástí vrstvy z aluminiového bronzu, fosforbronzu, nerezavějící oceli nebo ze slitiny mědi a niklu. V jiném řešení, podle patentu GB 1403639, se povrch součástí chrání vrstvou ze slitiny s obsahem zinku. Je známa úprava povrchu součástí provedená kovovým nástřikem. Tak patent GB 1460285 obsahuje postup, při němž se na povrch hliníkových součástí nanáší ochranný povlak slitiny, obsahující nikl nebo kobalt. Je známo i československé autorské osvědčení CS AO 240555, v němž je ochranný povlak vytvořen nástřikem práškové směsi, obsahující 55 až 75 % tvrdých kovů, 25 až 45 % bronzu, s tloušťkou v rozsahu 0,15 až 0,5 mm. Obdobné řešení nabízí i další CS AO 251003, jehož podstatou je žárový nástřik na povrch příslušných součástí, který obsahuje 20 až 80 % hmotnostních tvrdých kovů, 20 až 50 % hmotnostních složek s koeficientem tření 0,06 až 0,09 a tloušťku v rozsahu 0,09 až 0,5 mm. Je rovněž znám ochranný vícefunkční směsný povlak na bázi lehkých slitin, podle české přihlášky vynálezu CZ PV 2002-572, negativně ukončené po zveřejnění, sestávající z pevné, tvrdé, porézní oxido-keramické vrstvy ve formě matrice a funkční složky zavedené do pórů matrice, přičemž oxido-keramická matriční vrstva je nanesena oxidací základu způsobem plasmo-elektrolytické oxidace.
Žádné ze známých řešení zatím nedokáže splnit podmínku vytvoření bezpečného povrchu. Nevýhodou stávajících řešení ochranných povlaků je především jejich nedostatečná adheze, poměrně malá odolnost proti otěru a poměrně vysoká křehkost, což má za následek, že při úderu se od jeho epicentra vytvoří síť prasklinek, které buď vedou k postupnému vyhrnování částeček ochranného povlaku, nebo v nich začne postupně probíhat koroze či oxidace, takže následně dochází k degradaci povrchu zařízení, součásti, nástroje či nářadí. Takovýto povrch nezamezuje možnosti vzniku mechanické zápalné jiskry.
Podstata technického řešení
Uvedené nevýhody odstraňuje ochranný povlak nářadí a nástrojů, vyrobených ze slitiny lehkých kovů, vytvořený termickým nástřikem vícesložkových materiálů, pro zamezení vzniku mechanických zápalných jisker, zejména v prostředí s nebezpečím výbuchu, kde před provedením
-1 CZ 14546 Ul termického nástřiku je povrch nářadí a nástrojů upraven tryskáním na drsnost Rz v rozmezí od 40 do 70 pm, podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 94,5 až 95,9 procent hmotnostních niklu, 2,7 až 3,8 procent hmotnostních titanu a do sta procent hmotnostních legur. S výhodou 95,25 procent hmotnostních niklu a 3,35 procent hmotnostních titanu. Legury s výhodou obsahují 1,2 až.2,6 procent hmotnostních hliníku, max. 0,5 procent hmotnostních manganu a max. 0,6 procent hmotnostních křemíku, s výhodou 1,2 procent hmotnostních hliníku, 0,1 procent hmotnostních manganu a 0,1 procent hmotnostních křemíku. Tloušťka naneseného povlaku na povrchu i tloušťka zapuštěného povlaku do povrchu nářadí a nástrojů může být v rozmezí od 200 pm do 400 pm. Ochranný povlak může sestávat ze souvislé kompaktní vrstevnaté struktury. Ochranný povlak je opatřen nejméně jednou krycí vrstvou nátěrové hmoty.
Výhodou povlaku podle technického řešení je jeho vysoká adheze a silná odolnost proti otěru. Ochranný povlak úspěšně odolává také mechanickým vlivům, zejména rázům přiměřené energie, odpovídající běžnému používání. Při těchto rázech dochází k plastické deformaci ochranného povlaku bez jeho tříštění. Ochranný povlak, podle vynálezu, je koncipován jako ochranná bariéra, která zabraňuje možnosti vzniku mechanické zápalné jiskry v důsledku střetu iniciačních zdrojů a splňuje požadavky podle normy EN 13463-1, čl. 8.1 a 8.2.
Příklad provedení technického řešení
Jako příklad se uvádí ochranný povlak ručního nářadí, vyrobeného ze slitiny lehkých kovů, který byl vytvořený termickým nástřikem vícesložkových materiálů. Výsledný ochranný povlak obsahoval 95,25 procent hmotnostních niklu, 3,35 procent hmotnostních titanu, 1,2 procent hmotnostních hliníku, 0,1 procent hmotnostních manganu a 0,1 procent hmotnostních křemíku.
Před provedením termického nástřiku byl povrch nářadí nejprve odmaštěn a poté upraven tryskáním na drsnost Rz 55 pm. Tloušťka naneseného povlaku na povrchu i tloušťka zapuštěného povlaku do povrchu nářadí byla 250 pm, přičemž ochranný povlak tvořil souvislou kompaktní vrstevnatou strukturu. Jeho ochranné účinky byly zesíleny jednou krycí vrstvou nátěrové hmoty.
Ověřovací testy spočívaly v provedení pádových zkoušek simulující běžná provozní rázová zatížení povrchu ochranného povlaku. Byly prováděny dle zkušebního předpisu původců vynálezu na zkušebních vzorcích konstantního rozměru i materiálu. Ověřovací testy prokázaly, že při dopadu 400 J a počtu pokusů 150 nedošlo ani v jednom případě k iniciaci. Následně na ověřovacích testech byla na elektronovém mikroskopu provedena metalografická analýza. Bylo zjištěno, že u testovaných vzorků nedošlo k degradaci ochranného povlaku. Stejně tak ověřovací testy na adhezi - přilnavost ochranného povlaku k povrchu nářadí a jeho odolnost proti otěru, prokázaly špičkové parametry povlaku.
Průmyslová využitelnost
Ochranný povlak podle technického řešení lze využít všude tam, kde je stanoveno prostředí s nebezpečím výbuchu, zejména v petrochemickém průmyslu, v plynárenství a hlubinných dolech. Ochranný povlak lze aplikovat nejen na ruční nářadí, ale i na části strojů a zařízení provedené ze slitin lehkých kovů.
Claims (5)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Ochranný povlak nářadí a nástrojů, vyrobených ze slitiny lehkých kovů, vytvořený termickým nástřikem vícesložkových materiálů, pro zamezení vzniku mechanických zápalných jisker, zejména v prostředí s nebezpečím výbuchu, kde před provedením termického nástřiku je povrch-2CZ 14546 Ul nářadí a nástrojů upraven tryskáním na drsnost Rz v rozmezí od 40 do 70 pm, vyznačující se tím, že obsahuje 94,5 až 95,9 procent hmotnostních niklu, 2,7 až 3,8 procent hmotnostních titanu a do sta procent hmotnostních legur.
- 2. Ochranný povlak podle nároku 1, vyznačující se tím, že legury obsahují 1,2 až5 2,6 procent hmotnostních hliníku, nejvýše 0,5 procent hmotnostních manganu a nejvýše 0,6 procent hmotnostních křemíku.
- 3. Ochranný povlak podle nároků 1 a2, vyznačující se tím, že tloušťka naneseného povlaku na povrchu i tloušťka zapuštěného povlaku do povrchu nářadí a nástrojů je v rozmezí od 200 pm do 400 pm.io
- 4. Ochranný povlak podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že sestává ze souvislé kompaktní vrstevnaté struktury.
- 5. Ochranný povlak podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že je opatřen nejméně jednou krycí vrstvou nátěrové hmoty.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ200314923U CZ14546U1 (cs) | 2003-12-23 | 2003-12-23 | Ochranný povlak nářadí a nástrojů pro zamezení vzniku mechanických zápalných jisker |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ200314923U CZ14546U1 (cs) | 2003-12-23 | 2003-12-23 | Ochranný povlak nářadí a nástrojů pro zamezení vzniku mechanických zápalných jisker |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ14546U1 true CZ14546U1 (cs) | 2004-07-26 |
Family
ID=32932418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ200314923U CZ14546U1 (cs) | 2003-12-23 | 2003-12-23 | Ochranný povlak nářadí a nástrojů pro zamezení vzniku mechanických zápalných jisker |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ14546U1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304957B6 (cs) * | 2013-07-11 | 2015-02-04 | Technická univerzita v Liberci | Povlakované lisovací nebo tvářecí nástroje |
-
2003
- 2003-12-23 CZ CZ200314923U patent/CZ14546U1/cs active IP Right Grant
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304957B6 (cs) * | 2013-07-11 | 2015-02-04 | Technická univerzita v Liberci | Povlakované lisovací nebo tvářecí nástroje |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dienes et al. | Impact initiation of explosives and propellants via statistical crack mechanics | |
| TWI336730B (en) | Method of metal performance improvement and protection against degradation and suppression thereof by ultrasonic impact | |
| US9315072B2 (en) | Bogie shaft for a railway vehicle having a stone guard and method for producing same | |
| CN100493808C (zh) | 难熔稀有金属复合板的爆炸焊接修复方法 | |
| Wang et al. | Micro-indentation and erosion properties of thermal sprayed NiAl intermetallic-based alloy coatings | |
| Yang et al. | Improved fatigue crack propagation performance of Q355B steel with cold-sprayed A5052 and Al coatings | |
| Kumar et al. | Effect of explosive loading ratio on microstructure and mechanical properties of Al 5052/AZ31B explosive weld composite | |
| CA3220573A1 (en) | Method for producing steel components with resistance to fire | |
| Russo et al. | The influence of the environment and corrosion on the structural integrity of aircraft materials | |
| Song et al. | Influence of erbium, cerium on the stress corrosion cracking behavior of AZ91 alloy in humid atmosphere | |
| Gerland et al. | Explosive cladding of a thin Ni-film to an aluminium alloy | |
| CZ14546U1 (cs) | Ochranný povlak nářadí a nástrojů pro zamezení vzniku mechanických zápalných jisker | |
| CZ20033553A3 (cs) | Ochranný povlak nářadí a nástrojů pro zamezení vzniku mechanických zápalných jisker | |
| Friemuth et al. | Machining of magnesium workpieces | |
| Kuruvila et al. | Solid particle erosion behavior of nichrome coated duplex stainless steel | |
| Petroyiannis et al. | Protective role of local Al cladding against corrosion damage and hydrogen embrittlement of 2024 aluminum alloy specimens | |
| JP6179909B2 (ja) | 疲労亀裂検出方法 | |
| Hamidah et al. | Analysis of AISI 304 Tensile Strength as an Anchor Chain of Mooring System | |
| JP2001170823A (ja) | 金属製構造物の亀裂部の補修方法 | |
| GB2144452A (en) | Protective coating for the surface protection of light metals or light metal alloys | |
| Strohecker et al. | Explosive forming of metals | |
| RU2598738C2 (ru) | Способ нанесения износостойкого композиционного покрытия на изнашиваемые поверхности стальных изделий | |
| Gogolowski et al. | Ballistic experiments with titanium and aluminum targets | |
| Alalkawi et al. | Analysis the Effects of Shot Peening Upon the Mechanical and Fatigue Properties of 2024-T351 Al-Alloy | |
| Czupryński | Selected properties of thermally sprayed oxide ceramic coatings |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20040726 |