RU1794106C - Способ нанесени покрытий на поверхность стальных изделий - Google Patents

Abstract

Использование: металлурги , в частности нанесение покрытий на металлическую поверхность, может использоватьс  в машиностроении , авиастроении и других област х , где необходимы защитные покрыти  дл  деталей и инструмента, работающих в услови х высоких температур и агрессивных средах. Сущность изобретени : первоначально провод т активирование поверхности путём нанесени  зол  NI в изо- пропаноле с размером частиц 50-70 А, модифицированную деталь погружают в, органосуспензию на основе тугоплавкого металла или его соединений. Последующий отжиг позвол ет получить покрыти  с повышенной адгезиёй к основе. 3 з.п.ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к,:м ёталлур7 и, в частности к способам нанесени  покрытий на металлическую поверхность, и может быть использовано в машиностроении, авиастроении и других област х, где необходимы защитные покрыти  дл  деталей и инструмента, работающих в услови х высоких температур и агрессивных средах.

Известны следующие способы нанесени  покрытий: контактно-химическое восстановление (метод внутреннего электролиза), электрохимическое, электро- форетическое осаждение, метод электровакуумного напылени  и метод осаждени  из газовой фазы.

: Недостатками этих способов  вл етс  сложность технологической схемы, нёобхо- димость нейтрализации отработанных растворов , сложное аппаратурное оформление. Наиболее близким техническим решение к предлагаемому  вл етс  способ нанесени  на подложку из металлического

сплава покрыти , включающих суспензию из синтетических смол и порошков никел , хрома, ббрй, кремни  и карбида титана, пу тем погружени  детали в суспензию материала покрыти  и последующей сушкой.

Однако способ  вл етс  трудоемким и требует высокой температуры термЬобра- ботки {975-104рчС). Такие покрыти  меха- ничёски отноЬйтельйо непрочны, имеют плохую адгёзию к стальной подложке.

Целью изобретени   вл етс  повышение адгезии покрыти  к основе.

Пбставленна  цель достигаетс  тем, что

с целью повышени  качества покрыти  за

счет равномерности и адгезми покрыти  к

основе в качестве подсло  используют золь

,./ :..:... .- : ..(.. . .-; .

Нанесение. подсло  осуществл ют путем погружени  детали в раствор никел , коллоидной степени дисперсности, в спирте , деталь сушат при 100-115°С, а тугоплавкое покрытие формируют при погружении

V4 Ю

О О

СА)

этой детали в органосуспензию материала покрыти  с последующей термообработкой при 500-520°С. Концентраци  зол  никел  в спиртовом растворе составл ет 1,5-5 мас.%. Золь никел  имеет размеры частиц 50-70 А, в качестве растворител  использовали изопропиловый спирт.

С целью повышени  износостойкости металлообрабатывающего инструмента на акти- вированнуюповерхность его коллоидно-химическим способом нанос т органосуспензию тугоплавкого металла или его соединени . Дл  получени  устойчивой орга- носуспензии тугоплавкого металла в последнюю добавл ют полидиметилфенилсилоксан (ПДМФС), Полученна  суспензи  представл ет собой устойчивую коллоидную систему, в которой стабилизатором  вл етс  полиди- метилфенилсилбксан. Покрыти  образуютс  кратковременным погружением детали в органосуспензию с дальнейшей сушкой при 5.00-520°С. Адгезионным компонентом ор- ганосуслензии  вл етс  коллоидна  фаза, котора  формируетс  в рассматриваемой системе на основе тугоплавких металлов и их соединений. Коллоидна  фаза органосуспензий локализована на поверхности частиц дисперсной фазы в тонких сло х представл ющих собой пленочные гели. При сушке покрытий из. органосуспензий слои пленочного гел  перекрываютс  и сжимаютс  и образуют межчастичные фазовые контакты, определ ющие прочность дисперсной структуры.

Пример. (Нанесение покрыти  TIC на стальную поверхность). Деталь после обезжиривани  в ацетоне, подвергают травлению в конц.НС в течение 10 мин. Далее дл  создани  на детали активных центров нанос т золь никел  в изопррпиловом спирте. Золь никел  имеет размер частиц 50-70А . Наиболее эффективно проводить активиро- вание в растворах золей никел . Оптимальными  вл ютс  спиртовые.коллоидные растворы никел , хот  можно приготовить золь никел  в любом органическом летучем растворителе. .Выбор остановили на изо- пропаноле, так как он  вл етс  спиртом и летуч.

В приготовленный золь погружают деталь до полного покрыти  ее частицами никел  (выдерживают при нагревании 100-115°С до полного испарени  растворител ). Врем  активировани  5-10 мин. Золи никел  получают с помощью искрового генератора , электроконденсационным метр- дом. Диспергирование порошка никел  провод т в электролитической ванне с использованием платиновых электродов при подведении высокого напр жени  ( 1 кВ) с частотой пор дка 1 мГц. Дл  получени  зол  никел  в изопропаноле необходимое

врем  электроконденсации 5-15 мин.

Дл  приготовлени  органосуспензий карбида титана использовали 50 мас.% порошка TIC в изопропаноле с добавлением 10 мас.% полидиметилфенилсилоксана. Модифицированный образец погружали в органосуспензию карбида титана с дальнейшим отжатием излишков последней и сушкой при 500°С в течение 2 ч, После отжига получены покрыти , которые отличаютс  высокой равномерностью и меньшей пористостью при одинаковой толщине.

Наиболее прочные покрыти  получаютс  при отжиге в температурном интервале 500-520°С. Превышение этой температуры

выше 520°С приводит к перегреву и отпуску стали, ниже 5QO°C приводит к недостаточному увеличению твердости (табл. 1). . Дл  получени  устойчивой коллоидной системы необходимо использовать органосуспензию карбида титана в изопропаноле с ПДМФС в соотношении 5:10:1. Применение концентрации ПДМФС меньше2 мас.% не позвол ет получать устойчивые органосуспензий карбида титана, Изменение этого соотношени  приводит к получению неустойчивых органосуспензий, которые не дают качественных равномерных покрытий. Дл  получени  модифицированной поверхности концентрации зол  никел  в изопропаноле должна быть 1,5-5 мас.%. Концентраци  последнего меньше 1,5 мае. % не приводит к модифицированию поверхности , к созданию на ней активных центров . Отсюда покрытие будет обладать

плохой адгезией к поверхности подложки.

Максимальный эффект активации поверхности достигаетс  при 100-115°С. Повышение этой температуры выше 115°С приводит к уменьшению числа активных

центров и уменьшению адгезии, ниже 100°С - адгези  не наблюдаетс 

Проведенный согласно прототипу эксперимент показал (табл.2), что прочность

покрыти  при предварительном нанесении подсло  никел  на подложку значительно возрастает по сравнению с покрытием без подсло 

Необходимо отметить, что в преддоженном способе в отличие от известного значительно ниже температуры термообработки сло  получаемого покрыти  из тугоплавкого материала.

Claims (4)

1. Способ нанесени  покрытий на поверхность стальных изделий, включающий погру- жение в органическую суспензию, содержащую соединение карбида титана и термообработку покрыти , отличающий- с   тем, что, с целью повышени  адгезии, изделие предварительно погружают в суспензию зол  никел  в спирте и сушат при 100-115°С, а после погружени , в органическую суспензию ведут термообработку при 500-520°С.

2. Способ по п.1,отличающийс  тем, что концентраци  зол  никел  в спиртовом растворе составл ет 1,5-5 мас.%,

3. Способ по п. 1,отличающийс  тем. что золь никел  имеет размер частиц

50-70 А.

4. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что в качестве растворител  используют изопропиловый спирт.

Покрытие

Прочность при отрыве, кг/см2

TiC (без подсло )

TiC:

(с использованием подсло  зол )

Таблица

Таблица2

Температура термообработ- ки сло , °С

200

608

954- 1040 500-520