LT4456B - Method for formation of composite coatings - Google Patents

Method for formation of composite coatings Download PDF

Info

Publication number
LT4456B
LT4456B LT97-071A LT97071A LT4456B LT 4456 B LT4456 B LT 4456B LT 97071 A LT97071 A LT 97071A LT 4456 B LT4456 B LT 4456B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
powder
aluminum
substrate
titanium
coating
Prior art date
Application number
LT97-071A
Other languages
Lithuanian (lt)
Other versions
LT97071A (en
Inventor
Liudvikas Pranevičius
Rimantas Pakamanis
Original Assignee
Uždaroji Akcinė Bendrovė "Katalita"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uždaroji Akcinė Bendrovė "Katalita" filed Critical Uždaroji Akcinė Bendrovė "Katalita"
Priority to LT97-071A priority Critical patent/LT4456B/en
Priority to AU73596/98A priority patent/AU7359698A/en
Priority to PCT/US1998/007800 priority patent/WO1998048071A1/en
Priority to US09/403,151 priority patent/US6254938B1/en
Publication of LT97071A publication Critical patent/LT97071A/en
Publication of LT4456B publication Critical patent/LT4456B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06Metallic material

Abstract

A method is disclosed to obtain a universal porous coating applied to a hard substrate (i.e. metallic or ceramic) with high adhesion strength to the substrate, with outstanding thermo-mechanical characteristics and with good resistance to thermal or mechanical action. The porous coating incorporates a tricomponent powder mixture which is deposited on the substrate by plasma spraying. The mixture includes aluminum and/or titanium oxide powder and glass powder as the coating's microstructure forming materials; aluminum and/or titanium powder as metal binder and aluminum and/or titanium hydroxide powder as a material assuring the formation of coating's microstructure. Plasma spraying includes passing the powder through the plasma beam, simultaneously melting of the metal oxide, partially alloying with glass powder surface, and preventing the complete thermal decomposition of hydroxide particles, and includes directing the powder components into separate plasma beam zones - the hydroxide to the colder zone, and the metal to the hotter zone. The aluminum particles reach the substrate first and develop the adhesion of the sprayed layer to the substrate, by using fractionating the powder with the higher mass metal and glass particles reaching the surface of the sprayed substrate first.

Description

Išradimas priklauso kompozicinių dangų gavimo būdams, kai dangą formuoja ant pagrindo užpurškiant išlydytas medžiagas, ir gali būti panaudotas įvairiose mašinų gamybos, energetikos, metalurgijos ir t.t srityse atskiroms detalėms ir gaminiams apsaugoti nuo korozijos, dujų erozijos bei šilumos poveikio ir suteikti jiems naujas savybes. Kompozicines dangas galima panaudoti kaip pagrindus kitų dangų, pavyzdžiui, polimerinių, padengimui, o taip pat {mirkymui įvairiais mišiniais, tame tarpe katalizės.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to methods of producing composite coatings by molding molten materials on a substrate and can be used in various applications in mechanical engineering, energy, metallurgy, etc. to protect individual parts and products from corrosion, gas erosion and heat and to give them new properties. Composite coatings can be used as substrates for other coatings, for example polymeric coatings, as well as for soaking in various mixtures, including catalysis.

Žinomi apsauginių dangų gavimo ant metalinio ar keraminio pagrindo dujų terminio užpurškimo metodu būdai, panaudojant kompozicijas aliuminio junginių pagrindu. Plačiausiai kaip milteliai kompozicinių dangų užpurškimui aliuminio pagrindu naudojamas aliuminio oksidas (žr. Metallic and Ceramic Coatings. Production, High Temperature Properties and Application. M.G.Hocking, V.Vasantasree and P.S.Sidky. Materials Department, Imperial College, 1990, London.). Kaip taisyklė, keraminių dangų dujų terminį užpurškimą vykdo ant iš anksto užnešto metalinio posluoksnio.There are known methods for obtaining protective coatings on a metal or ceramic substrate by thermal spraying of aluminum compounds. Aluminum-based alumina is most widely used as a powder for spraying composite coatings (see Metallic and Ceramic Coatings. Production, High Temperature Properties and Application. M. G. Hocking, V. Vasantasree and P. S. Sidky. Materials Department, Imperial College, London 1990). As a rule, ceramic coatings are subjected to thermal spraying on a pre-deposited metal substrate.

Žinomas aliuminio posluoksnio užnešimo būdas, kuris užtikrina aukštas anodines charakteristikas ir didelį atsparumą erozijai ir korozijai (JAV patentas Nr. 4.238.233, TPK C 22 C 21/10, 1981 ). Danga sistemos Al - Zn - Mg - Mn su indžio, bismuto arba alavo priedais pagrindu užnešama plakiravimo būdu ant vamzdiju vidinio paviršiaus ir užtikrina jų katodinę apsaugą.A known method of depositing an aluminum sublayer which provides high anodic characteristics and high resistance to erosion and corrosion (U.S. Patent No. 4,238,233, IPC C 22 C 21/10, 1981). The coating of the Al - Zn - Mg - Mn system with the addition of indium, bismuth or tin is applied by cladding on the inner surface of the pipes and provides their cathodic protection.

Žinomas atsparių susidėvėjimui dangų formavimo būdas ( žr. buv. TSRS autor.liud. Nr. 2026890, TPK C 25 D, 1992 ), apimantis užnešimą ant pagrindo posluoksnio iš lydaus sistemos Zn - Cu - Al - Ni - B lydinio, po to pagrindinio sluoksnio aliuminio junginių pagrindu, turinčio Al, Cu, Mg, Mn (pagal sudėtį artimą lydiniui D 16 ), kuris po to oksiduojamas mikrolanku šarminiame elektrolite. Būdas leidžia padidinti dangos sukibimo su pagrindu atsparumą ir tuo pačiu padidina jo atsparumą susidėvėjimui.Known method of forming wear-resistant coatings (see former USSR Authorization No. 2026890, TPK C 25 D, 1992), comprising deposition on a substrate of a fusible Zn - Cu - Al - Ni - B alloy followed by a based on a layer of aluminum compounds containing Al, Cu, Mg, Mn (similar to alloy D 16), which is then oxidized by microwave in an alkaline electrolyte. The method allows to increase the adhesion of the coating to the substrate and at the same time increases its resistance to wear.

Žinomas keraminių dangų plazminio užpurškimo būdas ( žr. buv. TSRS autor. liud. Nr. 2021388, TPK C 25 D 11/ 02, 1994 ), kuriuo ant metalinio pagrindo plazminiu užpurškimu užnešamas posluoksnis (elastingas nikelio lydinys su chromu ir aliuminiu - nichromas ) 0,2 mm storio, po to užnešamas sluoksnis keramikos, panaudojant įvairius miltelių mišinius : dalinai stabilizuotą cirkonio dioksidą, aliuminio oksidą, titano oksidą, chromo oksidą, pakaitintus iki 150 - 200 °C temperatūros, kuris užnešamas ant iš anksto įkaitinto iki 1300 °C gaminio paviršiaus. Be to, ant posluoksnio pirmiausia užpurškia 20 - 80 °C temperatūros keraminių dalelių monosluoksnį. Būdas leidžia žymiai padidinti gaminio atsparumą termonuovargiui.Known method of plasma spraying of ceramic coatings (see former USSR Authorization No. 2021388, TPK C 25 D 11/02, 1994), which is applied by plasma spraying on a metal substrate (nickel elastic nickel alloy with chromium and aluminum). 0.2 mm thick, then applied a ceramic layer using various powder mixtures: partially stabilized zirconia, alumina, titanium oxide, chromium oxide, heated to 150-200 ° C, which is applied on a preheated to 1300 ° C of the product surface. In addition, a monolayer of ceramic particles at a temperature of 20 to 80 ° C is first sprayed onto the substrate. The method allows to significantly increase the product's resistance to thermal fatigue.

Aukščiau išvardinti būdai gana sudėtingi, reikalaujantys daug darbo sąnaudų ir papildomų daug darbo reikalaujančių operacijų : posluoksnio užnešimo, oksidavimo arba pastovios pagrindo bei dangos temperatūros kontrolės.The techniques listed above are quite complex, requiring labor-intensive and additional labor-intensive operations: application of the substrate, oxidation or constant temperature control of the substrate and coating.

Žinomas daugiasluoksnės dangos gavimo būdas ( žr. buv. TSRS autor. liud. Nr. 2049827, TPK C 23 C 4 / 00, 1995 ), apimantis sluoksnio užpurškimą inertinių dujų su disocijuoto vandenilio priedu aplinkoje. Kaip posluoksnis šiuo atveju užpurškiami kompoziciniai Al - Ni milteliai, kurie inertinių dujų su vandenilio jonų priedu aplinkoje sudaro hidratuotas aliuminio oksidų formas. Pagrindinį sluoksnį užpurškia panaudojant kompozicinius miltelius arba jų mišinius aliuminio arba nikelio pagrindu bei chemiškai inertišką priedą su sluoksniuota struktūra, pavyzdžiui, boro nitridą arba anglį. Tokiu būdu gautas sluoksnis turi savo sudėtyje aliuminio, hidratuotas aliuminio oksido formas bei boro nitrido ar anglies priedus. Pastarieji yra kietu tepalu ir užtikrina atsparumą susidėvėjimui. Ant tokiu būdu paruoštos dangos užnešamas polimerinis sluoksnis. Užpurškimo proceso metu susidarę hidratuotos aliuminio oksidų formos padidina gaminio korozinį atsparumą.A known method of obtaining a multilayer coating (see former USSR Authorization No. 2049827, IPC C 23 C 4/00, 1995), comprising spraying a layer in an inert gas with a dissociated hydrogen additive. In this case, Al - Ni composite powders, which form hydrated forms of alumina in the presence of an inert gas containing hydrogen ions, are sprayed as a sublayer. The base coat is sprayed using an aluminum or nickel composite powder or a mixture thereof and a chemically inert additive with a layered structure such as boron nitride or carbon. The resulting layer contains aluminum, hydrated forms of alumina, and boron nitride or carbon additives. The latter are solid lubricants and provide resistance to wear. The coating thus prepared is applied to the polymer layer. Hydrated forms of aluminum oxides formed during the spraying process increase the corrosion resistance of the product.

Tačiau reikia pažymėti, kad danga, gauta pagal aprašytą technologiją, yra gana brangi dėl didelio skaičiaus tarpinių operacijų ir brangių medžiagų, kurios naudojamos užpurškimui, pavyzdžiui, kompoziciniai aliuminio - nikelio milteliai. Be to, remiantis aprašyta technologija, danga negali turėti pakankamai aukštą atsparumą susidėvėjimui ir akytumą, kas daro ją netinkama naudoti kaip pagrindą jmirkyti įvairiais mišiniais, t.y. neuniversalia.However, it should be noted that the coating obtained by the described technology is quite expensive due to the large number of intermediate operations and expensive materials used for spraying, such as aluminum-nickel composite powder. In addition, according to the technology described, the coating may not have a sufficiently high resistance to wear and porosity, which renders it unsuitable for use as a base for soaking in various mixtures, e.g. neuniversal.

Žinomas katalitinio nešiklio tarpinių aliuminio hidroksido - bajerito fazių ir ? - fazės pagrindu gavimo būdas, kuriame vykdo cheminę reakciją ant keraminės matricos paviršiaus aliuminato, silikato ir natrio sulfato tirpaluose prie pH 10,5 - 11,5 , vėliau redukuojant silicio turintį bajeritą iš tirpalo ( Europos patentas EP 537871,1994).Known catalytic carrier intermediate aluminum hydroxide-bayerite phases and? - a phase-based method of chemical reaction on the surface of a ceramic matrix in solutions of aluminate, silicate and sodium sulfate at pH 10.5 - 11.5 followed by reduction of the silicon-containing bayerite from the solution (European Patent EP 537871,1994).

Pagrindiniu šio metodo privalumu yra didelis užnešto sluoksnio vientisumas ir tolygumas, trūkumas - tai, kad naudojant tokią technologiją nepasiekiamas patikimas katalitinio nešiklio ir keraminio pagrindo sukioimas.The main advantage of this method is the high integrity and uniformity of the deposited layer, the disadvantage is that it does not achieve reliable rotation of the catalytic carrier and the ceramic substrate.

Taip pat žinomas katalitinio nešiklio užnešimo ant plieninių arba aliumininių lapų būdas ( Japonijos patentas Nr. 56-078450,1981 ). Būdas apima išpurškimą aukštoje temperatūroje vandeninės suspensijos, turinčios stiklo šlaką, oksidinj metalinį katalizatorių, o taip pat silicio oksidą ir / arba aliuminio oksidą.A method of depositing a catalytic carrier on steel or aluminum sheets is also known (Japanese Patent No. 56-078450,1981). The process comprises spraying at high temperature an aqueous suspension containing a glass slag, an oxide metal catalyst, as well as silica and / or alumina.

Aišku, kad stiklo šlako įvedimas į išpurškimo kompoziciją vyk domas tam , kad išvystytų laisvą paviršių ir suformuotų specifinę makrostruktūrą, kuri kartu su katalitinės dangos mikrostruktūra turi užtikrinti optimalų katalitinių savybių kintančiose sąlygose derinį. Tačiau, kaip rodo patirtis, tokios kompozicijos sukibimo su pagrindu atsparumas užpurškiant vandeninę suspensiją yra nedidelis ir neužtikrina patikimos eksploatacijos kenksmingose sąlygose.It is understood that the introduction of glass slag into the spray formulation is to develop a free surface and to form a specific macrostructure which, together with the microstructure of the catalytic coating, must provide an optimal combination of catalytic properties under changing conditions. However, experience has shown that the adhesion of such a composition to the substrate when sprayed with an aqueous suspension is low and does not guarantee reliable operation under adverse conditions.

Žinomas plazminių dangų užnešimo būdas (žr. buv. TSRS autor. liud. Nr.1528810, TPK C 23 C 4 / 04, 1989 ), naudojant miltelių mišinius : aliuminio oksido ir metalinio titano (15 - 60 %) kaip metalo - rišiklio. Būdas leidžia gauti dangas, atsparias abrazyviniam susidėvėjimui. Dangos atvirasis akytumas sudaro 8 - 11%, kohezinis atsparumas 9-10 Mpa. Tačiau naudojant tokią dangą kaip universalią, t.y. tinkamą įvairiapusiam panaudojimui, ir tame tarpe naudojant kaip posluoksnį kitoms dangoms, iškyla posluoksnio atsparaus sukibimo problema iš vienos pusės - su pagrindu, o iš kitos - su danga, kuri bus užnešama ant šio posluoksnio paviršiaus. Kaip rodo tyrimai šioje srityje, šios problemos išsprendimui tarpinis sluoksnis ( posluoksnis ) turi, pirma, turėti šiluminio plėtimosi koeficientą ( š.p.k. ) maksimaliai artimą pagrindo š.p.k., ir, antra, būti maksimaliai integruotu į pagrindo struktūrą, t.y. dangos medžiagos atomai turi sudaryti metalinius ryšius su pagrindo medžiagos atomais. Jei pirma sąlyga gali būti gana lengvai įvykdyta parenkant medžiagą plastiniam ryšiui - metalą, artimą pagal š.p.k. pagrindo medžiagai (šiuo atveju titaną ), tai aukšto laipsnio integracijos sąlyga išpildoma tik su sąlyga, kad ant ribos tarp posluoksnio ir pagrindo susidaro lydinių tipo junginiai. Plazminio užpurškimo atveju panašias sąlygas paprastai galima realizuoti tiktai vykdant aukštatemperatūrinį atkaitinimą po užpurškimo, be to, temperatūrų intervalas atkaitinant turi užtikrinti efektyvią abipusę posluoksnio ir pagrindo medžiagos atomų difuziją. Kadangi šios temperatūros gana aukštos ( aukščiau 1000 °C ), paprastai pastebima žymi šios dangos degradacija, kuri pasireiškia anomaliniu grūdelių augimu, aukšta likvacija ir žymia oksidacija jos pakraščiuose. Toks atkaitinimas nenumatytas nagrinėjamame išradime, bet jeigu ir būtų numatytas, tai sukeltų anksčiau aprašytas nepageidaujamas pasekmes.A known method of depositing plasma coatings (see former USSR Ref. No. 1528810, TPK C 23 C 4/04, 1989) using powder blends: alumina and metallic titanium (15-60%) as a metal binder. The method allows to obtain coatings that are resistant to abrasion. The open porosity of the coating is 8-11%, the cohesive resistance is 9-10 MPa. However, using such a coating as a universal one, i.e. suitable for versatile applications, including when used as a substrate for other coatings, has a problem of resisting adhesion of the substrate to the substrate on the one hand and to the coating which will be applied to the surface of the substrate on the other. To solve this problem, the interlayer (sublayer) must first have a thermal expansion coefficient (shear) as close as possible to the substrate, and secondly be maximally integrated into the substrate structure, i.e. the atoms of the coating material must form metal bonds with the atoms of the base material. If the first condition can be met quite easily by selecting a material for plastic bonding, a metal close to that of the sheet. For the base material (in this case titanium), the condition of high degree of integration is fulfilled only if alloy type compounds are formed at the boundary between the sublayer and the base. In the case of plasma spraying, similar conditions can usually only be achieved by high-temperature annealing after spraying and the temperature range during annealing must ensure effective mutual diffusion of the sublayer and substrate atoms. As these temperatures are relatively high (above 1000 ° C), significant degradation of this coating is usually observed, which is characterized by anomalous grain growth, high liquidation and significant oxidation at its periphery. Such annealing is not contemplated by the present invention, but would, if contemplated, have the undesirable consequences described above.

Kad būtų užtikrintas geras posluoksnio sukibimas su užnešama ant jo paviršiaus danga, posluoksnis turi turėti labai išvystytą paviršių santykinis laisvas paviršius šiuo atveju turi būti ne mažesnis kaip 10 m2 /g (tai reiškia, kad vienas dangos gramas turi turėti 10 m2 suminį paviršių ), kas turi užtikrinti gerą užpurškiamos dangos adheziją. Tačiau perskaičiavus nustatytą išradime atvirą akytumą ( apie 10% ) j santykinio laisvo paviršiaus dydį matyti, kad šiuo atveju jis neviršija 1 m2 / g , ko aiškiai neužtenka.In order to ensure good adhesion of the substrate to the coating applied to the substrate, the substrate must have a highly developed surface with a relative free surface area of at least 10 m 2 / g (meaning that one gram of coating has a total surface area of 10 m 2 ). , which should ensure good adhesion of the spray coating. However, recalculation of the porosity (about 10%) found in the invention to the relative free surface area shows that it does not exceed 1 m 2 / g in this case, which is clearly not sufficient.

Tokiu būdu, naudojant šį išradimą , gauti dangą, užtikrinančią didelį sukibimo su pagrindu atsparumą ir tuo pačiu didelį sukibimo su užnešamomis ant jo paviršiaus įvairiomis dangomis, neįmanoma.Thus, using the present invention, it is not possible to obtain a coating which provides high adhesion to the substrate and, at the same time, high adhesion to the various coatings applied to its surface.

Siūlomo išradimo tikslas - gauti ant kieto pagrindo (pvz. metalinio ar keraminio) dujų terminio užpurškimo metodu labai atspariai sukimbančią universalią akytą dangą su aukštomis termo - mechaninėmis charakteristikomis, taip pat atsparią mechaniniams bei šiluminiams poveikiams. Norint gauti tokią akytą dangą, užpuj-škiamas sluoksnis turi būti tankus (iš gretimos pagrindui pusės ), kad užtikrintų didelį sukibimo su pagrindu atsparumą ir aukštas termo - mechanines dangos charakteristikas, ir, tuo pačiu, užpurškiamas sluoksnis turi būti didelio poringumo ( jo paviršiuje ), kad užtikrintų specialias, tame tarpe ir katalitines, savybes. Šis prieštaravimas gali būti išspręstas, parenkant specifinę cheminę užpurškiamų miltelių sudėtį bei originalią jų užpurškimo technologiją.The object of the present invention is to obtain a highly porous universal porous coating with high thermal-mechanical properties, as well as mechanical and thermal effects, on a solid substrate (e.g., metal or ceramic) by means of thermal spraying. In order to obtain such a porous coating, the sprayable layer must be dense (on the side adjacent to the substrate) to provide high adhesion to the substrate and high thermo-mechanical properties of the coating, and at the same time have a high porosity (on its surface). to provide special properties, including catalytic properties. This contradiction can be resolved by choosing the specific chemical composition of the spray powder and the original spray technology.

Pateikiame trijų komponentų miltelių mišinio, susidedančio iš aliuminio hidroksido miltelių, silikatinio stiklo miltelių ir aliuminio miltelių, užpurškimo schemą.The following is a spray diagram of a ternary powder mixture consisting of aluminum hydroxide powder, silica glass powder and aluminum powder.

Šioje modelinėje kompozicijoje metalinis aliuminis veikia kaip, pirma, metalinis posluoksnis, užtikrinantis didelį užpurškiamo sluoksnio sukibimo su pagrindu atsparumą, ir, antra, kaip metalinis ryšys užpurškiamo sluoksnio akyto paviršiaus dalelių fiksavimui.In this model composition, the metallic aluminum acts as, first, a metallic sublayer that provides high adhesion to the substrate of the spray layer and, second, a metal bond to fix the porous surface particles of the spray layer.

Silikatinio stiklo milteliai užtikrina užpurškiamos dangos makrostruktūros susidarymą. Užpurškiant silikatinio stiklo miltelius turi būti užtikrintas dalinis paviršiaus dalelių aplydymas, kad patikimai sukibtų, iš vienos pusės, su užpurškiamu aliuminiu, ir, iš kitos pusės, su aliuminio hidroksido milteliais, kurie nusodinami ant paviršiaus kompozicinio sluoksnio, suformuoto iš išlydyto aliuminio ir stiklo dalelių.Silicate glass powder ensures the macrostructure of the spray coating. When spraying the silicate glass powder, it is necessary to ensure partial adhesion of the surface particles to ensure reliable adhesion, on the one hand, to the aluminum spray and, on the other, to the aluminum hydroxide powder deposited on the surface of the composite layer formed of molten aluminum and glass.

Aliuminio hidroksido milteliai veikia kaip medžiaga, užtikrinanti aukštai išvystyto, akyto paviršiaus keraminės dangos aliuminio oksido pagrindu gavimą, (t.y. užtikrinanti dangos mikrostruktūros susidarymą). Šis uždavinys gali būti realizuotas terminiu aliuminio hidroksido skilimu (520 - 600 °C) vykstant šiai reakcijai:Aluminum hydroxide powder acts as a material to provide a highly developed, porous surface ceramic coating on an alumina basis (i.e., providing a coating microstructure). This task can be accomplished by thermal decomposition of aluminum hydroxide (520 - 600 ° C) in the following reaction:

Al (OH)3= Al2 O3+ 3H2O (I)Al (OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O (I)

Tokios akytos dangos gavimui reikia, kad aliuminio hidroksido terminio skilimo reakcija vyktų jau ant užpurkšto sluoksnio paviršiaus ir hidroksido dalelės būtų kietai užfiksuotos sluoksnyje. Tai gali būti pasiekta tokiu atveju, kai plazminio užpurškimo procese pasiseka išvengti hidroksido dalelių disociacijos plazmos sraute ( kurio temperatūra 5000 8000 °C ). Todėl, norint padidinti giminingumą su aliuminiu, būtina užtikrinti dalinį hidroksido dalelių aplydymą su paviršiumi.In order to obtain such a porous coating, the thermal decomposition reaction of the aluminum hydroxide must take place already on the surface of the sprayed layer and the hydroxide particles must be solidly fixed in the layer. This can be achieved when plasma spraying avoids the dissociation of hydroxide particles in the plasma stream (temperature 5000 - 8000 ° C). Therefore, in order to increase the affinity with aluminum, it is necessary to ensure partial overlap of the hydroxide particles with the surface.

Tokiu būdu, modelinės kompozicijos plazminio užpurškimo procese, pereinant milteliams per plazmos srautą, turi būti užtikrintas vienalaikis metalinio aliuminio miltelių išsilydymas, dalinis stiklo dalelių nuo paviršiaus aplydymas ir neleidimas įvykti pilnam aliuminio hidroksido dalelių terminiam skilimui.Thus, during the plasma spraying process of the model composition, the transition of the powder through the plasma stream must ensure simultaneous melting of the metal aluminum powder, partial melting of the glass particles from the surface and prevention of complete thermal decomposition of the aluminum hydroxide particles.

Tai pasiekiama nukreipiant miltelius į skirtingas plazmos srauto zonas - aliuminio hidroksidas nukreipiamas j šaltesnę zoną, metalinis aliuminis - į karštesnę zoną.This is achieved by directing the powder to different areas of the plasma stream - aluminum hydroxide is directed to a colder zone and metal aluminum is directed to a hotter zone.

Be to, užpurškimo procese turi būti užtikrintas prioritetinis aliuminio dalęlių perėjimas prie pagrindo paviršiaus, kad būtų užtikrintas atsparus užpurškiamo sluoksnio sukibimas su pagrindu. Tai pasiekiama parenkant frakcinę užpurškiamų miltelių sudėtį. Pavyzdžiui, aliuminio ir silikatinio stiklo dalelės daugiausiai turi didesnę masę, ir, todėl įgauna didesnį greitį pereidamos plazmos srautą, kas savo ruožtu užtikrina jų pirmesnį perėjimą prie užpurškiamo pagrindo paviršiaus.In addition, a priority transition of the aluminum particles to the surface of the substrate should be ensured during the spraying process to ensure a resilient adhesion of the sprayed layer to the substrate. This is achieved by selecting the fractional composition of the sprayed powder. For example, aluminum and silicate glass particles tend to have a higher mass and, therefore, gain faster velocity through the plasma stream, which in turn ensures their earlier transition to the surface of the sprayed substrate.

Tokiu būdu, užpurškimo proceso metu formuojamas kompozicinis sluoksnis, kuris susideda iš aliuminio, išsilydžiusio plazmos sraute ir sudariusio elastinį posluoksnj - ryšį ant pagrindo paviršiaus. Į šį sluoksnį įterpiamos stiklo dalelės, dalinai apsilydę paviršiuje, ko pasėkoje jos stipriai sukimba su sluoksniu. Ir, pagaliau, į šio sluoksnio paviršių įterpiamos aliuminio hidroksido, nesuskilusio perėjimo per plazmos srautą procese, dalelės.In this way, during the spraying process, a composite layer is formed which consists of aluminum melted in the plasma stream and formed an elastic sublayer bond on the substrate surface. This layer contains glass particles that have partially melted on the surface, resulting in a strong adhesion to the layer. Finally, particles of aluminum hydroxide, which is not broken through the plasma flow, are introduced into the surface of this layer.

Tokiu būdu gauta danga nėra galutiniu produktu, nes, pirma, ji nėra akyta, antra, jos paviršius pagal fazinę sudėtį neatitinka reikalavimų, keliamų specialioms dangoms ( taip, pavyzdžiui, naudojant dangą katalizei, ant jos paviršiaus išskirtinai turėtų būti γ - ir Θ - modifikacijų aliuminio oksidai) ir, trečia, jos liekamasis šiluminis įtempimas ( plazminio užpurškimo proceso rezultatas) gana aukštas.The coating thus obtained is not a finished product because, firstly, it is not porous and, secondly, its phase composition does not meet the requirements for special coatings (so, for example, for catalytic coating, its surface should exclusively have γ - and Θ - modifications). aluminum oxides) and, thirdly, its residual thermal stress (as a result of the plasma spraying process) is quite high.

Reikiamos fiziko - cheminės užpurškiamos kompozicinės dangos savybės gaunamos įvykdant šiluminį apdirbimą oksidacinėje aplinloje, pagrindinai ore.The required physico - chemical properties of the sprayed composite coating are obtained by heat treatment in an oxidative environment, mainly air.

Kartu ant aliuminio posluoksnio paviršiaus susidaro aliuminio oksidas pagal reakciją:Together, aluminum oxide is formed on the surface of the aluminum substrate by the reaction:

Al + 3 O2 = 2 Al2 O3 (II)Al + 3 O 2 = 2 Al 2 O 3 (II)

Ant stiklo / aliuminio ribos paviršiaus (t.y. ant stiklo dalelių, įterptų į aliuminio posluoksnj paviršiaus) 520 - 580 °C ( Χημμη οτθκJia , A. A. Απλθη , K3fl . ” Χημηη ” , JlerotHrpaflCKoe otflejierote, JleHKHrpafl , 1970 ) , temperatūrų intervale vyksta aliuminio oksidacija ir silicio redukcija iš jo oksido pagal reakciją:On the surface of the glass / aluminum border (ie glass particles embedded in the aluminum substrate) 520 - 580 ° C (Χημμη οτθκJia, AA Απλθη, K3fl. "”Ημηη", JlerotHrpaflCKoe otflejierote, JlHKHrp oxide, JleHKHrp), reduction of silicon from its oxide by reaction:

Si O2 + 4AI = 3 Si + 2 Al2 O3 (III)SiO 2 + 4AI = 3 Si + 2 Al 2 O 3 (III)

Reakcija ( III ) yra autokatalitinio charakterio. Aliuminio oksido kristalizacijos centrų atsiradimas vyksta mikroplyšiuose (^fapyai'iOHHafr CBapna cTeKJia m KepaMMKH c MeTaJiJiaMH, B.A. EanHH, H3fl. MainHHOCToeHHe, MocKBa, 1986), kurie yra ant stiklo dalelių paviršiaus (kas yra plazminio užpurškimo rezultatu ). Šio proceso specifine ypatybe yra šiluminių įtempimų stiklo dalelėse pašalinimas ir mikroplyšių užgydymas reakcijos (III) eigoje.Reaction (III) is of autocatalytic character. The occurrence of crystallization centers of alumina occurs in microparticles (^ fapyai'iOHHafr CBapna cTeKJia m KepaMMKH c MeTaJiJiaMH, B.A. EanHH, H3fl. MainHHOCToeHHe, MocKBa, 1986), which are on the surface of glass particles (what is plasmin). A specific feature of this process is the removal of thermal stresses in the glass particles and the healing of the micro-cracks during the reaction (III).

Ir, pagaliau,skylant aliuminio hidroksidui 480 - 660 °C temperatūrų intervale šiluminio apdirbimo eigoje vyksta aliuminio oksido su smarkiai išvystytu mikroakytu paviršiumi susidarymas pagal (I) reakciją.Finally, the decomposition of aluminum hydroxide in the temperature range 480-660 ° C during the heat treatment process results in the formation of alumina with a highly developed micro-porous surface according to reaction (I).

Tokiu būdu, užpurkšto kompozicinio sluoksnio šiluminio apdirbimo oksidacijos aplinkoje proceso pasėkoje gaunama ant paviršiaus būtina cheminė ir fazinė sudėtis, kartu suformuojant specifinę makro - ir mikro paviršinio sluoksnio, turinčio didelę adhezijąsu pagrindu, struktūrą.In this way, the thermal treatment of the sprayed composite layer in the oxidation environment results in the necessary chemical and phase composition on the surface, while forming a specific macro- and micro-surface layer with a high adhesive backing.

Praktiškai tikslas pasiekiamas tuo, kad žinomame kompozicinės dangos gavimo būde, kuriame ant pradinio pagrindo plazminio užpurškimo metodu užneša akytą dangą, turinčią metalo oksido ir metalo - surišėjo, pagal siūlomą išradimą kaip pradinę medžiagą plazminiam užpurškimui naudoja miltelių mišinj, turintį aliuminio ir / arba titano oksidų, aliuminio ir / arba titano hidroksidų, stiklo miltelių bei metalinį aliuminį ir / arba titaną, kaip metalinį ryšį, esant šiai komponenčių sudėčiai, masės % :In practice, the object is achieved by using a powder blend containing aluminum and / or titanium as the starting material for plasma spraying in the known process for preparing a composite coating, which comprises applying to the substrate a porous coating comprising a metal oxide and a metal binder. ,% by weight of aluminum and / or titanium hydroxides, glass powder and metallic aluminum and / or titanium in the form of metal bonds in the following composition:

metalinis aliuminis ir / arba titanas aliuminio ir / arba titano oksidai stiklo milteliai aliuminio ir / arba titano hidroksidaialuminum and / or titanium metal oxides of aluminum and / or titanium glass powder aluminum and / or titanium hydroxides

Miltelių dispersiškumas turi būti:The dispersion of the powder must be:

aliuminio ir titano oksidų aliuminio ir titano hidroksidų stiklo miltelių aliuminio ir titanoaluminum and titanium oxides aluminum and titanium hydroxide glass powder aluminum and titanium

-7 0,1 -12-7 0.1 -12

2-45 likęs kiekis mažiau 30 mikronų2-45 remaining amount less 30 microns

- mažiau 20 mikronų- less than 20 microns

- mažiau 30 mikronų- less than 30 microns

- mažiau 50 mikronų- less than 50 microns

Plazminio užpurškimo proceso metu aliuminio ir / arba titane milteliai, nukreipti į “karštą” plazmos srauto zoną, t.y. per žiedinį plyšį tarp plazmotrono anodo ir anodinio korpuso, pilnai išsilydo ir transportuojami ant pagrindo, kur suformuoja plastinį tarpinį sluoksnį ant užpurškiamo pagrindo paviršiaus. Stiklo milteliai ir aliuminio ir / arba titano oksidai nukreipiami į “šaltą plazmos srauto zoną, t.y. ant plazmotrono tūtos pjūvio atstumu (mm) pagal empirinę formulę :During the plasma spraying process, aluminum and / or titanium powders directed to the "hot" plasma flow zone, i.e. through the annular gap between the plasmotron anode and the anode body, it melts completely and is transported to the substrate where it forms a plastic interlayer on the surface of the injected substrate. The glass powder and the oxides of aluminum and / or titanium are directed to the 'cold plasma flow zone, i.e. on the plasmotron nozzle at a distance (mm) from the empirical formula:

arba titano hidroksidas skyla pagal (I) reakciją, sudarydamas aliuminio ir / arba titano oksidą ir vandens garus.or the titanium hydroxide decomposes according to reaction (I) to form aluminum and / or titanium oxide and water vapor.

Dėl to, kad aliuminio oksidacijos ant stiklo dalelių paviršiaus procesas vyksta 520 - 580 °C intervale, pagrindinai 560 - 580 °C intervale, o aliuminio hidroksido skilimas vyksta 480 - 660 °C intervale, tame tarpe γ - modifikacijos aliuminio oksidas formuojasi 480 - 560 °C temperatūrų intervale, o a - modifikacijos aliuminio oksidas - 570 - 660 °C intervale, optimaliausi yra atskiri terminio apdirbimo režimai, apskaičiuoti a - ir γ modifikacijų oksidų formavimui.Due to the fact that the oxidation of aluminum on the surface of glass particles occurs in the range of 520 - 580 ° C, mainly in the range of 560 - 580 ° C, and the decomposition of aluminum hydroxide occurs in the range of 480 - 660 ° C, including γ - modification alumina. In the temperature range of ° C and oa - modification alumina - in the range of 570 - 660 ° C, separate heat treatment modes calculated for the formation of oxides of modification a - and γ are most optimal.

Atsižvelgiant j aukščiau išdėstytą, terminį apdirbimą reikia vykdyti 480 - 660 °C intervale, be to, temperatūrinio apdirbimo trukmė turi būti 2 20 valandų.Kaip parodė eksperimentai, labai svarbu užtikrinti įkaitinimo greitj ne daugiau 100 °C/val. Šios greičio ribos padidinimas atveda prie paviršinio sluoksnio defektinės struktūros susiformavimo ir, kaip pasekmė, jo akytumo sumažėjimoIn view of the above, the heat treatment must be carried out in the range 480 - 660 ° C and the temperature treatment must be carried out for 2 to 20 hours. Increasing this speed limit leads to the formation of a defective structure of the surface layer and, as a consequence, a decrease in its porosity

Pavyzdys.An example.

Kompozicinės dangos užpurškimas buvo vykdomas ant pagrindo iš 40 mikronų storio plieno (Χ15 5 markės) .Buvo naudojama miltelių kompozicija aliuminio hidroksido pagrindu, esant šiai komponenčių sudėčiai, masės %:The composite coating was sprayed on a substrate made of 40 microns thick steel (Χ15 grade 5). An aluminum hydroxide powder formulation with the following composition by weight was used:

aliuminio oksidas, dispersiškumas mažiau 10 mikronų 3 metalinis aliuminis,dispersiškumas mažiau 30 mikronų 5 silikatinio stiklo milteliai,dispersiškumas mažiau 30 mikronų 7 aliuminio hidroksidas, dispersiškumas mažiau 10 mikronų likęs kiekis.aluminum oxide, dispersion less than 10 microns 3 metallic aluminum, dispersion less than 30 microns 5 silicate glass powder, dispersion less than 30 microns 7 aluminum hydroxide, dispersion less than 10 microns residual.

Užpurškimui buvo naudojamas plazmotronas PN-V1 su atskiru miltelių komponentų padavimu ir srovės šaltinis APR-403. Kaip plazmą sudarančios dujos buvo naudojamas atmosferinis oras. Užpurškimo proceso parametrai: įtampa - 200 V, srovė -170 A, tūtos pjūvio atstumas nuo pagrindo -100 mm.The plasmidron PN-V1 with separate powder component feed and the APR-403 current source were used for spraying. Atmospheric air was used as plasma-forming gas. Spraying process parameters: voltage - 200 V, current -170 A, nozzle cut distance to base -100 mm.

Užneštos dangos storis sudarė 30 mikronų. Dangos sukibimo su pagrindu atsparumas po užpurškimo sudarė 25 kg / mm2.The thickness of the applied coating was 30 microns. The coating adhesion resistance after application was 25 kg / mm 2 .

Gautos kompozicinės dangos terminis apdirbimas buvo vykdomas SNOL tipo krosnyje 560 °C temperatūroje 2 valandas, atvėsinimas - ore.The resulting composite coating was heat treated in a SNOL furnace at 560 ° C for 2 hours and cooled in air.

Rentgenostruktūrinė analizė buvo vykdoma DRON - 3 įrenginiu. Dangos struktūra po terminio apdirbimo susideda iš γ - modifikacijos aliuminio oksido ( pagrindas ) su nedideliu δ - ( mažiau 3 % ), θ - ir ξ modifikacijos ( pėdsakai) kiekiu.The radiographic analysis was performed with the DRON - 3 device. The coating structure after heat treatment consists of γ - modification alumina (base) with a small amount of δ - (less than 3%), θ - and ξ modification (trace).

Laisvo paviršiaus dydis buvo matuojamas specialiu sorbtometru. Dangos laisvo paviršiaus dydis po terminio apdirbimo sudarė 65 m2/g.The free surface size was measured with a special sorbtometer. The free surface size of the coating after heat treatment was 65 m 2 / g.

Kiti būdo išpildymo pavyzdžiai ir gautos dangos charakteristikos nurodytos 1 lentelėje.Other performance examples and the resulting coating characteristics are given in Table 1.

Didelio greičio plazminis užpurškimas vykdomas oro aplinkoje, panaudojant orą kaip plazmą sudarančias dujas. Dangos komponentai paduodami į įvairius plazmos srauto taškus. Po užpurškimo seka šiluminis apdirbimas 480 - 660 °C temperatūrų intervale.High-speed plasma spraying is carried out in the air environment using air as the plasma-forming gas. The coating components are fed to various plasma flow points. The spraying is followed by a heat treatment in the temperature range 480 - 660 ° C.

Užpurškimo proceso metu, praeidamos plazmos srautą, metalinio aliuminio dalelės lydosi, stiklo miltelių dalelės apsilydo paviršiuje, aliuminio ir titano hidroksido dalelės arba nesuskyla, arba dalinai suskyla iki tarpinių fazių, o aliuminio oksido ir titano oksido dalelės tik įkaista. Transportuojant daleles ant pagrindo, vyksta jų pasiskirstymas pagal masę ir, to rezultate, aliuminio dalelės sudaro ant pagrindo paviršiaus ištisinį labai ploną sluoksnį ( mažiau 5 m), į kurį įsiterpia stiklo ir oksidų dalelės, o ant šio sluoksnio paviršiaus pasiskirsto hidroksidu dalelės.During the spraying process, as the plasma flow passes through, the metal aluminum particles melt, the glass powder particles melt on the surface, the aluminum and titanium hydroxide particles either do not decompose or partially decompose to the intermediate phases, while the alumina and titanium oxide particles only heat up. As the particles are transported on the substrate, they are distributed by weight and, as a result, the aluminum particles form a continuous, very thin layer (less than 5 m) on the substrate surface, which is trapped by glass and oxide particles.

Tolesnio dangos terminio apdirbimo eigoje vyksta dalinė aliuminio sluoksnio oksidacija, tačiau plonas aliuminio sluoksnelis po oksido sluoksniu išlaiko plastines savybes, t.y. praktiškai turi įprasto plastinio sluoksnio savybes. Be to, stiklo dalelės, o taip pat aliuminio ir titano oksidai sudaro lyg dangos “skeletą”, užtikrindami jos makroakytumą, o γ modifikacijos aliuminio oksido mikrodalelės, susidarę užpurkšto sluoksnio tarpinių hidroksidinių fazių šiluminio skilimo metu, užtikrina dangos mikroakytumą ir žymų jos paviršiaus padidėjimą (iki 30 70m2/g).During the subsequent heat treatment of the coating, partial oxidation of the aluminum layer occurs, but the thin aluminum layer underneath the oxide layer retains plastic properties, ie practically has the properties of a conventional plastic layer. In addition, glass particles, as well as aluminum and titanium oxides, form a "skeleton" of the coating, providing its macro-porosity, while the γ-modified alumina microparticles formed during the thermal decomposition of the intermediate hydroxide phases of the spray layer up to 30 70m 2 / g).

- 4 pavyzdžiai atspindi miltelių kompozicijų plazminio užpurškimo ant keraminio pagrindo, pagaminto iš aukštatemperatūrinės silicio keramikos, variantus.- 4 examples illustrate variations of plasma spraying of powder compositions on a ceramic substrate made of high temperature silicon ceramic.

- 8 pavyzdžiuose nurodyti miltelių kompozicijų plazminio užpurškimo ant metalinio pagrindo, pavyzdžiui, ant folijos iš karščiui atsparaus chromoaliuminio plieno Χ15 5, variantai. Užpurškimą vykdo be išankstinio folijos paviršiaus paruošimo.- Examples 8 show variants of plasma spraying of powder formulations on a metal substrate, for example on a heat-resistant chromium-aluminum foil Χ155. Spraying is carried out without prior preparation of the foil surface.

1,2,5 ir 6 pavyzdžiuose oksidų kiekis buvo minimaliose pareikštose ribose, o 3,4,8,9 ir 10 pavyzdžiuose artimas maksimaliam. Kaip matyti iš lentelės,oksidų ir hidroksidų santykis nustato laisvo paviršiaus dydį, kuris išauga nuo 40 - 50 iki 60 - 70 m2 / g, keičiantis hidroksidų daliai nuo 30 iki 80 - 90 %. Be to, dalinis arba pilnas aliuminio hidroksido pakeitimas titano hidroksidų kiek sumažina laisvo paviršiaus dydį, kaip taisyklė 10-15 vienetų.In Examples 1,2,5 and 6, the oxide content was within the minimum stated and in Examples 3,4,8,9 and 10 close to the maximum. As shown in the table, the ratio of oxides to hydroxides determines the size of the free surface, which increases from 40 to 50 to 60 to 70 m 2 / g, with the proportion of hydroxides varying from 30 to 80 to 90%. In addition, partial or complete replacement of aluminum hydroxide by titanium hydroxides slightly reduces the free surface size, as a rule, by 10-15 units.

Kaip buvo pažymėta anksčiau, aliuminis sudaro ant pagrindo paviršiaus posluoksnj, kuris yra elastingu ryšiu tarp pagrindo ir darbo sluoksnio ir užtikrinančiu aukštą sukibimo atsparumą, kas ypač svarbu prie lenkimo poveikių į pagrindą. Dėl to, kad užpurkštai ant keraminio pagrindo dangai nereikia didelio atsparumo lenkimui ( nes keramika yra ypatingai trapi), tai metalinio aliuminio dalis užpurškiamame ant keramikos mišinyje sumažinta palyginus su metaliniu pagrindu (1-3 prieš 3 - 7 % ). Dangos sukibimo su keraminiu pagrindu atsparumo dydis 1 - 4 pavyzdžiuose ne mažesnis už paties keraminio pagrindo ir todėl išbandant pavyzdžius su danga, pavyzdžiai suyra be išsisluoksniavimo arba intensyvaus dangos nubyrėjimo. Šiuo atveju, atviras akytumas, kontroliuojamas pagal laisvo paviršiaus dydį, sudaro 50 - 70 m2 / g.As noted earlier, aluminum forms a sublayer on the substrate surface, which is an elastic bond between the substrate and the working layer and provides a high adhesion resistance, which is particularly important for bending effects on the substrate. Due to the fact that the coating when sprayed on a ceramic substrate does not require high bending resistance (because the ceramics are extremely fragile), the proportion of metallic aluminum in the ceramic spray mixture is reduced compared to the metallic substrate (1-3 versus 3-7%). The magnitude of the adhesion resistance of the coating to the ceramic substrate in Examples 1-4 is not less than that of the ceramic substrate itself, and therefore, when tested with the coating, the samples disintegrate without flaking or intensive coating abrasion. In this case, the open porosity controlled by the free surface size is 50 - 70 m 2 / g.

Aliuminio kiekio užpurškiamame ant metalinio pagrindo mišinyje padidinimas iki 3 - 7 % užtikrina užpurkšto sluoksnio sukibimo atsparumą pagrindo atsparumo ribų lygyje. Bandant tempimu ir lenkimu, pagrindo suirimas visais atvejais vyksta be išsisluoksniavimo ir intensyvaus dangos nubyrėjimo. Pastaroji aplinkybė atveria praktiškai neribotas perspektyvas vykdyti įprastą mechaninio pagrindo su užpurkšta danga apdirbimą. Kaip parodė mūsų tyrimai, pagrindą galima mechaniškai pjaustyti, perforuoti, gofruoti, šaltai štampuoti ir t.t. Visos šios operacijos gali būti įvykdytos be kokios nors žalos dangos būsenai. Norint gauti reikalingą savybių lygį, mechaninio apdirbimo rezultate gautas pusfabrikatis ( gali būti ir detalė ) turi būti tiktai atkaitintas oro aplinkoje 480 - 660 °C temperatūrų intervale.Increasing the amount of aluminum in the sprayed metal substrate to 3-7% ensures the adhesion of the sprayed layer to the level of the substrate resistance limits. In the case of tensile and flexural testing, the substrate disintegration occurs in all cases without peeling and intense abrasion. The latter circumstance opens up practically unlimited prospects for conventional machining of a sprayed mechanical substrate. As our research has shown, the substrate can be mechanically cut, perforated, corrugated, cold stamped and so on. All of these operations can be performed without any damage to the coating condition. In order to obtain the required level of properties, the semi-finished product (which may be a part) of the machining result must only be annealed in the air at temperatures between 480 and 660 ° C.

Santykinis laisvo paviršiaus dydis, užpurškiant ant metalinio pagrindo, sudaro dangoms aliuminio oksido pagrindu ( 5 pavyzdys ) 60 70 m2 / g, titano hidroksido pagrindu ( 6 pavyzdys ) 40 - 50 m2 / g, hidroksidu mišiniui ( 7 pavyzdys j 50 - 60 m2 / g. Tokiu būdu, keičiant pradinės užpurškiamos kompozicijos sudėtį, užpurškimo bei tolesnio mechaninio apdirbimo režimus, galima .gauti dangas su užduotomis cheminėmis ir, be to, fiziko - mechaninėmis savybėmis.The relative free surface area when sprayed on a metal substrate is 60 70 m 2 / g for aluminum oxide coatings (Example 5), 40 - 50 m 2 / g for titanium hydroxide (Example 6), for a mixture of hydroxides (Example 7 and 50 - 60 m 2 / g This way, by changing the composition of the initial spray formulation, the spraying and subsequent machining modes, it is possible to obtain coatings with the required chemical and, moreover, physico-mechanical properties.

Palyginus pagal dangos sukibimo su pagrindu atsparumą su prototipu matyti, kad šiuo atveju sukibimo atsparumas didesnis daugiau kaip eile.Comparison of the adhesion resistance of the coating with the prototype shows that in this case the adhesion resistance is higher than the order of magnitude.

Gauta pagal šią technologiją danga toliau gali būti naudojama antikorozinėms dangoms metalo ir polimerų pagrindu užnešti, antifrikcinėms dangoms užnešti, dažų - lako dangoms, šiluminei apsaugai (šiluminiam išsklaidymui ), dangoms su specialiomis savybėmis, tame tarpe ekranuojančioms dangoms, katalitinėms dangoms neorganinei ir organinei sintezei ir t.t.The coating obtained by this technology can be further used for anti-corrosion coatings based on metals and polymers, anti-friction coatings, paint-lacquer coatings, thermal protection (thermal dissipation) coatings, including screen coatings, catalytic coatings for inorganic and organic synthesis and etc.

Eksperimentais nustatyta, kad aliuminio oksidas ir titano oksidas rodo dangose kokybiškai artimas savybes ir gali būti laikomi techniniais ekvivalentais.Experiments have shown that aluminum oxide and titanium oxide exhibit qualitatively close properties in coatings and can be considered as technical equivalents.

te entelėte entel

Laisvas pavir- šius , m2/gFree surface area, m 2 / g 60 - 70 60-70 40-50 40-50 50-60 50-60 o IO 1 o 'T o IO 1 o 'T 60-70 60-70 40-50 40-50 50-60 50-60 50-60 50-60 40-50 40-50 50-60 50-60 Sukibimo atsparumas kg/mm2 Adhesion resistance kg / mm 2 daugiau 40 more 40 daugiau 40 more 40 daugiau 40 more 40 o □ Π3 'cn O CŪ rs o □ Π3 'cn O CU rs daugiau 25 more 25 daugiau 25 i more 25 i daugiau 25 more 25 daugiau 25 more 25 daugiau 25 more 25 daugiau 25 more 25 Dangos storis μ m Coating thickness μ m o ΙΛ 1 O CM co o ΙΛ  1 And CM co 30-40 (2-5) 30-40 (2-5) o m· LO o m · LO o — m o - m o co „ 1 1 O T— cm 33o co „ 1 1 OT— cm 33 o co Z? r CO O ' CM o co Z? r CO O 'CM 20-30 (1-3) 20-30 (1-3) o co O ' 1 o T- CM 33 o co O '1 o T- CM 33 o co 3? 1 co o 1 CM t-o co 3? 1 co o 1 CM t- 20-30 (1-3) 20-30 (1-3) Titano oksidas, masės % Titanium oxide, masses % 1 1 2-4 2-4 1 1 CM Τ- Ι o T— CM Τ- Ι o T— t t Μ- ι CM Μ- ι CM 2-4 2-4 1 1 10-12 10-12 10-12 10-12 Aliuminio oksidas, masės % Aluminum oxide,% by weight 1 -3 1-3 1 1 10-12 10-12 1 1 1-13 1-13 1 '3 1 ' 3 10-12 10-12 1 1 10-12 10-12 Titano hidroksi- das, masės % Titanium hydroxy das, % by weight 1 1 likęs kiekis the rest quantity t t likęs kiekis the rest quantity likęs kiekis the rest quantity likęs kiekis the rest quantity likęs kiekis the rest quantity likęs kiekis the rest quantity Aliuminio hidroksi- das, masės % Aluminum hydroxy das, % by weight likęs kiekis the rest quantity 1 1 likęs kiekis the rest quantity 1 1 likęs kiekis the rest quantity 1 1 50 50 likęs kiekis the rest quantity 1 1 30 30th Stiklo milteliai, masės % Glass powder, masses % 2-5 2-5 2-5 2-5 2-5 2-5 IO 1 CM IO 1 CM 5-20 5-20 5-20 5-20 5 - 20 i 5-20 i 5-20 5-20 5-20 5-20 5-20 5-20 Aliumi- nis, masės % Aluminum nis, masses % 1 -3 1-3 1 -3 1-3 1 -3 1-3 CO t- CO t- 3-7 3-7 3-7 3-7 3-7 3-7 3-7 3-7 3-7 3-7 3-7 3-7 Pagrindas Basis keramika pottery keramika pottery keramika pottery E CO ω E CO ω nerūdijantis plienas stainless steel nerūdijantis plienas stainless steel nerūdijantis plienas stainless steel nerūdijantis plienas stainless steel nerūdijantis plienas stainless steel nerūdijantis plienas stainless steel o o o. n .55, o o o. n .55, - - CM CM co co to to co co N N co co m m o o

Claims (16)

IŠRADIMO APIBRĖŽTISDEFINITION OF INVENTION 1. Kompozicinių dangų gavimo būdas, kuriuo ant pradinio pagrindo plazminio užpurškimo metodu užneša akytą dangą, turinčią metalo oksido ir metalą - rišiklį .besiskiriantis tuo, kad kaip pradinę medžiagą plazminiam užpurškimui naudoja miltelių mišinį, turintį aliuminio ir / arba titano oksido miltelių, stiklo miltelių kaip dangos makrostruktūrą formuojančią medžiagą, aliuminio ir / arba titano miltelių kaip metalą sujungėją ir aliuminio ir / arba titano hidroksido miltelių kaip medžiagą, užtikrinančią dangos mikrostruktūros susidarymą, esant šiai komponenčių sudėčiai, masės %:1. A process for the preparation of composite coatings, wherein the initial substrate is coated with a plasma spraying method comprising a porous coating comprising a metal oxide and a metal binder. as a coating macrostructure material, as a metal bonding agent for aluminum and / or titanium powder and as a material to provide a microstructure of the coating in the following composition by weight: metalinis aliuminis ir/arba titanas 1 - 7 aliuminio ir t arba titano oksidas 0,1 -12 stiklo milteliai 2 - 25 aliuminio ir / arba titano hidroksidas likęs kiekismetal aluminum and / or titanium 1 to 7 aluminum and t or titanium oxide 0.1 to 12 glass powder 2 to 25 aluminum and / or titanium hydroxide remaining 2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad , visas užpurškiamas medžiagas paskirsto į dvi grupes, sumaišo ir paduoda atskirai į skirtingas plazmos srauto zonas.2. A method according to claim 1, characterized in that all the injectable materials are divided into two groups, mixed and fed separately into different zones of plasma flow. 3. Būdas pagal 1 ir 2 punktus, besiskiriantis tuo, kad pirmą grupę sudaro aliuminio ir / arba titano hidroksidų milteliai, aliuminio ir / arba titano oksidų milteliai ir stiklo milteljai.3. A process according to claims 1 and 2, characterized in that the first group consists of aluminum and / or titanium hydroxide powder, aluminum and / or titanium oxide powder and glass powder. 4. Būdas pagal 1, 2 ir 3 punktus, besiskiriantis tuo, kad pirmos grupės miltelių dispersiškumas yra :4. A process according to claims 1, 2 and 3, wherein the first group dispersion has a powder dispersion of: aliuminio ir titano oksidai aliuminio ir titano hidroksidai stiklo milteliai mažiau 30 mikronų mažiau 20 mikronų mažiau 30 mikronų.aluminum and titanium oxides aluminum and titanium hydroxides glass powder less 30 microns less 20 microns less 30 microns. 5. Būdas pagal 1,2,3 ir 4 punktus, besi skiriantis tuo, kad pirmos grupės miltelius sumaišo dezintegracijos įrenginyje pagal režimus, užtikrinančius abipusį miltelių komponentų mechaninį paviršinį legiravimą.5. A process according to claims 1,2,3 and 4, characterized in that the powder of the first group is mixed in a disintegrator according to the regimes which ensure the mechanical mechanical alloying of the powder components. 6. Būdas pagal 1,2,3,4 ir 5 punktus, besiskiriantis tuo, kad pirmos grupės miltelius paduoda per žiedinį plyšį tarp plazmotrono anodo ir anodinio korpuso.6. A method according to claims 1,2,3,4 and 5, characterized in that the first group of powder is fed through an annular gap between the plasmotron anode and the anode body. 7. Būdas pagal 1 ir 2 punktus, besiskiriantis tuo, kad antrą grupę sudaro metalinio aliuminio ir/ arba titano milteliai.7. A process according to claims 1 and 2, characterized in that the second group consists of metallic aluminum and / or titanium powder. 8. Būdas pagal 1,2 ir 7 punktus, besiskiriantis tuo, kad antros grupės miltelių dispersiškumas yra: metalinis aliuminis ir titanas mažiau 50 mikronų.8. A process according to claims 1,2 and 7, wherein the second group of powder has a dispersibility of: metal aluminum and titanium less than 50 microns. 9. Būdas pagal 1,2,7 ir 8 punktus, besiskiriantis tuo, kad antros grupės miltelius paduoda ant plazmotrono tūtos pjūvio.9. A method according to claims 1,2,7 and 8, characterized in that the second group of powders is applied to the nozzle of a plasmotron. 10. Būdas, pagal 1,2,7,8 ir 9 punktus, besiskiriantis tuo,kad miltelius ant tūtos pjūvio paduoda λ (milimetrais) atstumu nuo plazmotrono galinio paviršiaus pagal empirinę formulę :10. A method as claimed in claims 1,2,7,8 and 9, wherein the powder is applied to the nozzle section at a distance λ (millimeters) from the end surface of the plasmotron according to the empirical formula: λ = (0,1 -0,2) Wλ = (0.1 -0.2) W - kur W - galingumas, naudojamas užpurškimo procese (kilovatais).- where W is the power used in the injection process (kilowatts). 11. Būdas pagal 1,2,7,8,9 ir 10 punktus, besiskiriantis tuo, kad miltelius ant tūtos galo paduoda nukreipiant kryptimi, priešpriešine ištekančios plazmos krypčiai, kampu a (laipsniais) pagal empirinę formulę :11. A method according to claims 1,2,7,8,9 and 10, characterized in that the powder is fed to the tip of the nozzle in a direction opposite to the direction of the outgoing plasma at an angle α (degrees) according to the empirical formula: a =( 800-1500 )Wa = (800-1500) W - kur W - galingumas, naudojamas užpurškimo procese (kilovatais).- where W is the power used in the injection process (kilowatts). 12. Būdas pagal 1 ir 2 punktus, besiskiriantis tuo, kad norint sumažinti šiluminį poveikį pagrindui, užpurškimo metu naudoja įrenginį, užtikrinantį plazmos srauto galinės dalies nupūtimą.12. A method according to claims 1 and 2, characterized in that, in order to reduce the thermal effect on the substrate, during spraying, a device is provided which blows the end of the plasma stream. 13. Būdas pagal 1,2 ir 12 punktus, besiskiriantis tuo, kad L (milimetrais ) atstumą nuo plazmos srauto nupūtimo taško iki pagrindo, ant kurio užpurškia, nustato pagal empirinę formulę :13. The method of claims 1,2 and 12, wherein the distance L (in millimeters) from the point of inflow of the plasma stream to the base on which it is sprayed is determined by an empirical formula: L = (0,50 - 0,75) WL = (0.50 - 0.75) W - kur W - galingumas, naudojamas užpurškimo metu (kilovatais).- where W is the power used during injection (kilowatts). 14. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad pagrindą su užpurkšta danga termiškai apdirba iki pilno tarpinių fazių ir metastabilių fazių, gautų plazminio užpurškimo procese, suskilimo.14. The method of claim 1, wherein the spray-coated substrate is heat-treated to complete disintegration of the intermediate and metastable phases obtained by the plasma spraying process. 15. Būdas pagal 1 ir 14 punktus, besiskiriantis tuo, kad terminį apdirbimą vykdo oro aplinkoje 480 - 660 °C temperatūrų diapazone.15. A process according to claims 1 and 14, wherein the heat treatment is carried out in an air atmosphere at a temperature in the range 480-660 ° C. 16. Būdas pagal '1,14 ir 15 punktus, besiskiriantis tuo, kad jkaitinimą terminiam apdirbimui vykdo ne daugiau 10O °C per valandą greičiu.16. A process according to claims 1.14 and 15, characterized in that the heat treatment is carried out at a rate of not more than 10 ° C per hour.
LT97-071A 1997-04-21 1997-04-21 Method for formation of composite coatings LT4456B (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT97-071A LT4456B (en) 1997-04-21 1997-04-21 Method for formation of composite coatings
AU73596/98A AU7359698A (en) 1997-04-21 1998-04-20 The method of producing compositional coatings
PCT/US1998/007800 WO1998048071A1 (en) 1997-04-21 1998-04-20 The method of producing compositional coatings
US09/403,151 US6254938B1 (en) 1997-04-21 1998-04-20 Spraying method for applying a porous coating to a substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT97-071A LT4456B (en) 1997-04-21 1997-04-21 Method for formation of composite coatings

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT97071A LT97071A (en) 1998-10-26
LT4456B true LT4456B (en) 1999-02-25

Family

ID=19721852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT97-071A LT4456B (en) 1997-04-21 1997-04-21 Method for formation of composite coatings

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU7359698A (en)
LT (1) LT4456B (en)
WO (1) WO1998048071A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT4869B (en) 1999-12-30 2001-12-27 Uždaroji Akcinė Bendrovė "Norta" Process for obtaining catalytic composite coatings

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2807071B1 (en) * 2000-03-28 2002-11-15 Dja Dodane Jean Et Associes CERAMO-METALLIC ANTI-ADHESIVE COATING FOR CULINARY UTENSILS
US6491985B2 (en) 2000-12-20 2002-12-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method for enhancing the surface of a metal substrate
CN111424228A (en) * 2020-04-01 2020-07-17 合肥科德电力表面技术有限公司 Flame spraying construction method for micro-melting ceramic coating
CN112593181A (en) * 2020-11-24 2021-04-02 安徽盈锐优材科技有限公司 Preparation method of AT powder for plasma spraying
CN112779491B (en) * 2020-12-31 2023-04-14 湖北超卓航空科技股份有限公司 Flame spraying construction method for micro-melting ceramic coating

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4238233A (en) 1979-04-19 1980-12-09 Mitsubishi Aluminum Kabushiki Kaisha Aluminum alloy for cladding excellent in sacrificial anode property and erosion-corrosion resistance
JPS5678450A (en) 1979-11-29 1981-06-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Self-cleaning coating layer
SU1528810A1 (en) 1988-01-11 1989-12-15 Республиканский инженерно-технический центр по восстановлению и упрочнению деталей машин и механизмов СО АН СССР Coating composition
EP0537871A1 (en) 1991-10-18 1993-04-21 W.R. Grace & Co.-Conn. Silica containing bayerite or eta-alumina and catalytic cracking catalysts

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1384889A (en) * 1972-10-31 1975-02-26 Rockwell International Corp Cermaicmetallic composition and method of application
US4772514A (en) * 1985-12-24 1988-09-20 Ceskoslovenska Akademie Ved Protective layer for carbonaceous materials and method of applying the same
DD300691A5 (en) * 1990-02-05 1992-07-02 Karl Marx Stadt Tech Hochschul Process for producing aluminum-alpha-Al [ind2] O [ind3] composite layers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4238233A (en) 1979-04-19 1980-12-09 Mitsubishi Aluminum Kabushiki Kaisha Aluminum alloy for cladding excellent in sacrificial anode property and erosion-corrosion resistance
JPS5678450A (en) 1979-11-29 1981-06-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Self-cleaning coating layer
SU1528810A1 (en) 1988-01-11 1989-12-15 Республиканский инженерно-технический центр по восстановлению и упрочнению деталей машин и механизмов СО АН СССР Coating composition
EP0537871A1 (en) 1991-10-18 1993-04-21 W.R. Grace & Co.-Conn. Silica containing bayerite or eta-alumina and catalytic cracking catalysts

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. G. HOCKING ET AL.: "Metallic and Ceramic Coatings."

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT4869B (en) 1999-12-30 2001-12-27 Uždaroji Akcinė Bendrovė "Norta" Process for obtaining catalytic composite coatings

Also Published As

Publication number Publication date
LT97071A (en) 1998-10-26
AU7359698A (en) 1998-11-13
WO1998048071A1 (en) 1998-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5032469A (en) Metal alloy coatings and methods for applying
EP1951932B1 (en) Method of coating metal sheet
US4594106A (en) Spraying materials containing ceramic needle fiber and composite materials spray-coated with such spraying materials
US6254938B1 (en) Spraying method for applying a porous coating to a substrate
JP2010133021A (en) Particle for thermal spraying
JP2845144B2 (en) Hot-dip metal bath immersion member and method for producing the same
Guo et al. Oxyacetylene torch ablation resistance of Co-modified WC coating deposited on C/C composites by supersonic atmosphere plasma spraying
US20140329021A1 (en) Method and Apparatus for Depositing Stable Crystalline Phase Coatings of High Temperature Ceramics
LT4456B (en) Method for formation of composite coatings
JP2002309364A (en) Low-temperature thermal spray coated member and manufacturing method thereof
JPH0243352A (en) Production of member for molten metal bath
CN108611588B (en) High-temperature oxidation resistant and sulfur and chlorine corrosion resistant alloy coating and preparation method thereof
JPH10306362A (en) Member for hot dip metal bath in which composite sprayed coating excellent in corrosion resistance to hot dip metal and peeling resistance is formed
Guo et al. Ablation performance of supersonic atmosphere plasma sprayed tungsten coating under oxyacetylene torch and plasma torch
CN110106503B (en) Coating resistant to corrosion and abrasion of molten zinc and preparation method thereof
Mack et al. Metal-glass based composites for application in TBC-systems
JP2567137B2 (en) Composite film coated member having excellent wear resistance and molten metal resistance and method for producing the same
JP2981152B2 (en) Chromium carbide spray coating
Tsarenko et al. Effects of thin mullite coating on the environmental stability of sintered Si3N4
JP3522588B2 (en) Chromium carbide cermet sprayed coating member excellent in high-temperature hardness and method for producing the same
JP4523142B2 (en) Molten salt bath roller
JP3338734B2 (en) Melting-resistant metal member and method of manufacturing the same
JP3167653B2 (en) Soluble glassy material spray-coated member and method of manufacturing the same
JP3076888B2 (en) 2 melting point heat-resistant sprayed material and heat-resistant member processed by thermal spraying
JP2999129B2 (en) Hot-dip metal plating components

Legal Events

Date Code Title Description
PC9A Transfer of patents

Free format text: JAPAN TOBACCO INC.,,2-2-1 TORANOMON, MINATO-KU, TOKYO,JP,991221

MM9A Lapsed patents

Effective date: 20100421