RU1779697C

RU1779697C - Способ обработки поверхности под покрыти

Info

Publication number: RU1779697C
Application number: SU904887693A
Authority: RU
Inventors: Леонид Александрович Киселев; Валерьян Владимирович Блохин
Original assignee: Производственное объединение "Петропавловский завод тяжелого машиностроения"
Priority date: 1990-12-04
Filing date: 1990-12-04
Publication date: 1992-12-07

Abstract

Использование: в машиностроении и других отрасл х промышленности при напылении покрытий различного назначени . Сущность изобретени : на поверхности издели выполн ют сотообразные пирамидальные чейки с вершинами полушарообразной формы, и радиус полусферы, вписанной в вершину пирамидального угла, составл ет 0,15-0,25 стороны основани правильной пирамиды 2 ил

Description

Изобретение относитс к области газотермического напылени , а, конкретно, к подготовке поверхности перед напылением и может быть использовано в машиностроении и других област х промышленности.

Известен способ обработки поверхности перед нанесением покрыти газотермическим методом, характеризующийс тем, что на поверхности создаютс рифлени .по- средством обработки поверхности различными накатками, причем установлено, что с увеличением шероховатости достигаетс снижение потерь напыл емого материала

1.

Недостатком известного способа вл етс отсутствие сплошного контакта покрыти с обработанной поверхностью. В зоне контакта покрытие-подложка возможно образование типа пор и отслоений

Прототипом насто щего изобретени вл етс способ обработки поверхностей 2. По известному способу производ т обработку поверхности путем рифлени , причем при рифлении поверхности придают вид сотовых чеек, имеющих форму правильной пирамиды. Вершину пирамид внедр ют в поверхность подложки образу на поверхности сотообразные чейки в виде воронок.

Недостатком известного способа вл етс то, что известный способ не снижает веро тность дефектообразовани типа пор и несплошностей на границе системы покрытие-подложка . Кроме того, известно, что в процессе напылени процесс образовани решетки зародыша в основе сопровождаетс стремлением продолжить решетку материала подложки. Этот эффект получил название Эпитакси . означает ориентированное нарастание. Неравновесность системы покрытие-подложка в процессе напылени , когда происходит рост покрыти , сопровождаетс дефектообразовани- ем. Таким образом, неоднородность обработки подложки (анизотропийность)

s Ю О О xj

4,

приводит к снижению качества покрыти и его текстуры.

Целью изобретени вл етс снижение дефектообразовани типа пор и несплош- ностей на границе системы покрытие-подложка , путем устранени неравновесности системы.

Поставленна цель достигаетс тем, что дл устранени неравновесности вершины пирамидальных чеек им придают полушарообразную форму, при этом радиус полусферы, вписанной в вершину пирамидального угла принимают равным 0,15-0,25 стороны основани правильной пирамиды.

По предложенному способу рифление, как и по прототипу, выполн ют путем создани на поверхности сотовых чеек в форме правильной пирамиды, Вершину пирамиды внедр ют в подложку, но при этом по предложенному способу вершины пирамидальных чеек выполн ют полушарообразной формы, причем радиус полусфер, вписанных в вершину пирамидального угла принимают равным 0,15-0,25 стороны основани правильной пирамиды. Наличие полушаро- вой формы вершины пирамиды исключает образование в вершине пор и подобных им несплошностей и пустот. Повышаетс прочность сцеплени , снижаетс напр женность в нижних сло х покрыти .

Способ осуществл ют следующим образом .

На детали 1 (фиг.1) преимущественно методом накатки выполн ют рифленую поверхность в виде сотовых чеек 2. Ячейки выполн ют по форме в виде правильной пирамиды с числом сторон в основании не более 6 (т.е. 3-6, предпочтительно 4). При большем числе сторон увеличиваетс веро тность поверхности не подвергшейс обработке , за счет перемычек между чейками.

Различна величина перемычек увеличивает веро тность нестабильности остаточных напр жений в поверхностном слое подложки. В результате в процессе старени происходит перераспределение напр жений в материале подложки, что приводит к преждевременному отслаиванию покрыти .

По изобретению вершину 3 пирамиды внедр ют в основу детали 1, но при этом устран ют неравновесность системы покрытие-подложка путем выполнени вершин 3 пирамидальных чеек полушарообразной формы (см.фиг,2), при этом радиус R полусферы , вписанной в вершину пирамидального угла, принимают (0,15-0,25)t стороны основани правильной пирамиды. Заданную поверхность выполн ют методом накатки , например, роликом.

Экспериментально установлено, что дл обеспечени посто нства шероховатости и четкого очертани (границ чеек) твердость материала инструмента должна составл ть не менее 1,2 величины твердости материала подложки (основы). При меньшем основании не обеспечиваетс шерохо0 ватость и инструмент быстро выходит из стро .

Пример. Производили подготовку поверхности роликом, содержащим на рабочей поверхности с равномерным шагом

5 выступы в виде правильной пирамиды, содержащие в основании квадрат, п тиугольник и шестигранник. Во всех случа х сторона основани составл ла 1-2 мм. Длина h ребра пирамиды (расчетна ) была зада0 на 1,5 длины стороны t основани . Твердость материала подложки 26-28 ННСэ, твердость материала инструмента 45 НЯСэ. Радиус сферы (закругление вершины угла пирамиды) составл л от 0,1 до 0,3. Напыле5 ние производили порошком ПН55Т45 величина зерна (40-100), (100-110), (100-320).

Установлено, что наилучшие свойства покрыти достигают, если вершина пирамидального угла имеет сферу с радиусом 0,150 0,25 стороны основани . При радиусе менее 0,15 в услови х эпитаксии покрытие не заполн ет вершину пирамидальной чейки. В системе подложка-покрытие 4 образуют-- с несплошности. Адгезионна прочность

5 покрыти не превышает 26 МПа. При R 0,25 стороны основани нарушаетс соотношение основани сферы к основанию пирамиды , снижаетс прочность сцеплени , увеличиваетс расход напыл емого матери0 ала, увеличиваетс отсев.

Установлено также, что размер напыл емых частиц должен быть соизмерим с основанием чеек. Кратность диаметра напыл емых частиц к стороне основани

5 чейки должна быть от 1:2 до 1:10. При соотношении 1:2 не происходит заполнение расплавленным материалом пирамидальных чеек, а при соотношении более 1:10 метод рифлени не дает преимущества и

0 требует об зательной обработки пескостру- ением.

Напыление покрыти по предложенному способу с выдерживанием требований обеспечиваетс сокращение расхода напы5 л емого материала на 10%, обеспечена рав- нопрочность покрыти на границах между чейками. Установлено, также соотношение ребра пирамиды (зоны пересечени основани полусферы с пирамидой) со стороной основани пирамиды должно быть от 0.75-1

до 1.0-0,75. При соотношении, выход щем за пределы указанных, снижаетс прочность сцеплени покрыти с подложкой (основой ).

Предложенный способ имеет преимущества дл деталей средних габаритов в услови х серийного и массового производства .

Claims

Формула изобретени Способ обработки поверхности под покрыти , наносимые газотермическим напы

лением, включающий рифление поверхности в виде сотообразных пирамидальных чеек, отличающийс тем, что, с целью снижени дефектообразовани типа пор и несплошностей на границе системы покрытие-подложка , вершинам пирамидальных чеек придают полушарообразную форму, радиус полусферы, вписанной в вершину пирамидального угла, составл ет 0,15-0,25 стороны основани правильной пирамиды.

фиг. 7