RU2061784C1 - Порошковый композиционный материал для покрытий - Google Patents
Порошковый композиционный материал для покрытий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2061784C1 RU2061784C1 RU93027063A RU93027063A RU2061784C1 RU 2061784 C1 RU2061784 C1 RU 2061784C1 RU 93027063 A RU93027063 A RU 93027063A RU 93027063 A RU93027063 A RU 93027063A RU 2061784 C1 RU2061784 C1 RU 2061784C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbide
- chromium
- nickel
- coatings
- solid solution
- Prior art date
Links
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Порошковый композиционный материал для покрытий содержит карбидную составляющую из карбида хрома и карбида титана в виде твердого раствора карбида хрома в карбиде титана или твердого раствора указанных карбидов с карбидом хрома при содержании компонентов, мас.%: карбид хрома - 3-60, карбид титана - 19-81 и никель - 15-35.
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности, к порошковым композиционным материалам на основе карбидов, используемым для нанесения защитных износо-жаростойких покрытий методами газотермического напыления (газопламенным, плазменным, детонационным и др.) на детали машин, работающих в условиях высоких температур и нагрузок в окислительных средах в машиностроительной, авиационной и других отраслях техники.
Известны порошковые композиционные материалы для нанесения покрытий, представляющие собой порошки карбида хрома или карбида титана и плакированные никелем ("Hеорганические и органосиликатные покрытия", Ленинград, "Наука", 1975, с.87-96).
Наиболее близким техническим решением к заявляемому порошковому материалу является композиционный порошковый материал для покрытий, представляющий собой смесь порошков частиц карбида титана с карбидом хрома (или с карбидами тантала, молибдена, ниобия, вольфрама), плакированного никелем (кобальтом) (Патент США 3254970, кл. 29-183.5, опубл. 1966).
Плазменные покрытия из известного материала не могут обладать достаточно высокой износостойкостью и жаростойкостью при высоких температурах в окислительной среде, поскольку состоят из механической смеси частиц индивидуальных карбидов.
Целью данного изобретения является создание композиционного порошкового материала для нанесения покрытий, обладающих высокой износостойкостью и высокой жаростойкостью одновременно и эксплуатируемых при температурах до 1000oС в окислительной среде.
Поставленная цель достигается тем, что порошковый композиционный материал для покрытий содержит карбидную составляющую из карбида хрома и карбида титана и никель при следующем соотношении, в мас. карбид хрома З-60, карбид титана 19-81, никель 15-35.
При этом карбидная составляющая представляет собой твердый раствор карбида хрома в карбиде титана или твердый раствор указанных карбидов с карбидом хрома.
Особенностью предлагаемого композиционного порошкового материала является то, что карбидная составляющая из карбида хрома и карбида титана представляет собой не механическую смесь из частиц этих индивидуальных карбидов, а она может быть как в виде однофазного твердого раствора карбида хрома в карбиде титана, так и двухфазной в виде твердого раствора и карбида хрома. Однако и в последнем случае это не механическая смесь твердого раствора с карбидом хрома. Структура такой частицы двухфазная, мелкие кристаллиты карбида хрома равномерно распределены в матрице твердого раствора. Особенность карбидной составляющей предлагаемого материала достигается тем, что в обоих случаях ее получают методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза из элементарного титана, хрома и углерода, взятых в соотношении на получение заявленного состава. Карбидная составляющая затем подвергается дроблению и классификации на порошки фракций 20-40 и 40-80 мкм. После плакирования этих порошков никелем в соответствующем количестве одним из известных методов (электролитическим, химическим, автоклавным или разложением карбонила никеля в виброкипящем слое) композиционный материал пригоден для использования, После дробления и классификации полученного продукта на фракции 20-40 и 40-80 мкм порошковый материал используется для напыления покрытий.
Пример 1. Готовят смесь из порошков Ti хрома, технического углерода. Готовую смесь загружают в герметический реактор, подводят вольфрамовую спираль в контакт с поверхностью реакционной смеси, реакционный объем продувают аргоном и воспламеняют смесь подачей тока на спираль. После прохождения фронта горения по реакционной смеси и охлаждения массы продукт синтеза выгружают. Затем продукт (пористая однородная масса) подвергают дроблению и классификации с целью выделения порошков зернистостью 20-40 и 40-80 мкм. После этого карбидные зерна подвергают плакированию никелем методом электролитического никелирования. Полученный порошок представляет собой частицы с ядром из карбидной составляющей, равномерно покрытым оболочкой никеля, и соответствует составу, мас. карбид хрома 60, карбид титана 25, никель 15.
По данным рентгеноструктурного и металлографического анализов ядро порошкового материала карбидная составляющая, представляет собой двухфазную систему, состоящую из твердого раствора карбида хрома в карбиде титана и карбида хрома, мелкие кристаллиты которого равномерно распределены в матрице твердого раствора. Полученный порошковый композиционный материал используется для нанесения плазменных покрытий. Плазменное напыление покрытий из этого материала осуществлялось на поверхность титанового сплава на установке УПУ-3Д с использованием плазмообразующей аргоноводородной смеси. Структура покрытия двухфазная в никелевой матрице равномерно распределены зерна карбидной фазы, толщина покрытия зависит от назначения и изменяется от приблизительно 20 мкм и более.
Пример 2. Готовят смесь из порошков титана, хрома и технического углерода, при этом соотношение исходных компонентов с учетом никеля, который наносят, как это описано в примере 1, берут на получение материала состава, мас. карбид хрома 3, карбид титана 81, никель 16.
Смесь из титана, хрома и углерода загружают в герметический реактор, подводят вольфрамовую спираль в контакт с поверхностью реакционной смеси, реакционный объем продувают аргоном и воспламеняют смесь подачей тока на спираль. После прохождения фронта горения по реакционной смеси и охлаждения массы продукт синтеза выгружают. Затем продукт, представляющий собой пористую однородную массу, подвергают дроблению и классификации с целью выделения порошков зернистостью 20-40 и 40-80 мкм. После нанесения на порошок никеля материал используют в качестве порошкового материала для напыления покрытий одним из газотермических методов. Металлографический и рентгеноструктурный анализы продукта показывают, что он представляет собой частицы однофазного твердого раствора карбида хрома в карбиде титана равномерно покрытие никелевой оболочкой.
Пример 3. Готовят смесь из порошков Ti хрома, технического углерода. Готовую смесь загружают в герметический реактор, подводят вольфрамовую спираль в контакт с поверхностью реакционной смеси, реакционный объем продувают аргоном и воспламеняют смесь подачей тока на спираль. После прохождения фронта горения по реакционной смеси и охлаждения массы продукт синтеза выгружают. Затем пористый однородный продукт подвергают дроблению и классификации с целью выделения порошков зернистостью 20-40 и 40-80 мкм. После этого карбидные зерна порошка подвергают плакированию никелем. Плакирование осуществлялось в виброкипящем слое путем осаждения на частицы никеля, образовавшегося в результате разложения карбонила никеля при нагревании его по реакции:
Ni(CO)4 __→ Ni+4CO
Металлографический и рентгеноструктурный анализы показали, что структура частиц порошкового материала представляет собой двухфазную систему, состоящую из ядра карбидной составляющей, которое равномерно покрыто никелевой оболочкой. Карбидная составляющая двухфазная и состоит из твердого раствора карбида хрома в карбиде титана и карбида хрома, причем мелкие кристаллиты карбида хрома равномерно распределены в матрице твердого раствора. Полученный порошковый материал соответствует составу, мас. карбид хрома 46, карбид титана 19, никель 35.
Ni(CO)4 __→ Ni+4CO
Металлографический и рентгеноструктурный анализы показали, что структура частиц порошкового материала представляет собой двухфазную систему, состоящую из ядра карбидной составляющей, которое равномерно покрыто никелевой оболочкой. Карбидная составляющая двухфазная и состоит из твердого раствора карбида хрома в карбиде титана и карбида хрома, причем мелкие кристаллиты карбида хрома равномерно распределены в матрице твердого раствора. Полученный порошковый материал соответствует составу, мас. карбид хрома 46, карбид титана 19, никель 35.
Присутствие в материале карбида хрома в твердом растворе на основе карбида титана или в твердом растворе и совместно с равномерно распределенными мелкими кристаллитами его в матрице твердого раствора при температурах эксплуатации покрытия до 1000°C и в окислительной среде способствует образованию оксида хрома Cr2О3 и шпинелей NiCrO4, плотных по своей структуре и хорошо сцепленных с поверхностью покрытий. Такое сочетание оксидов приводит к надежной защите покрытий от интенсивного воздействия кислорода при высоких температурах. Твердый раствор карбида хрома в карбиде титана превосходит износостойкость этих индивидуальных карбидов. Сочетание высокой износостойкости и высокой жаростойкости составляющих композиционного порошкового материала обеспечивает высокие эксплуатационные свойства плазменным (детонационным и др.) покрытиям из него (соответственно деталям и агрегатам с этим покрытием) при высоких температурах (до 1000oC) в окислительной среде. При этом покрытия из указанного состава порошкового материала могут быть нанесены на поверхности любых металлов и сплавов и заданной толщины.
Claims (1)
- Порошковый композиционный материал для покрытий, содержащий карбидную составляющую, состоящую из карбида хрома и карбида титана, и никель, отличающийся тем, что он содержит компоненты при следующем соотношении, мас.Карбид хрома 3-60
Карбид титана 19-61
Никель 15-35
при этом карбидная составляющая состоит из твердого раствора карбида хрома в карбиде титана или твердого раствора карбида хрома в карбиде титана и карбида хрома.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93027063A RU2061784C1 (ru) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | Порошковый композиционный материал для покрытий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93027063A RU2061784C1 (ru) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | Порошковый композиционный материал для покрытий |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93027063A RU93027063A (ru) | 1996-05-20 |
RU2061784C1 true RU2061784C1 (ru) | 1996-06-10 |
Family
ID=20141804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93027063A RU2061784C1 (ru) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | Порошковый композиционный материал для покрытий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2061784C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714269C1 (ru) * | 2018-12-18 | 2020-02-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Керметный порошок для плазменного напыления |
-
1993
- 1993-05-19 RU RU93027063A patent/RU2061784C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
. I. Неорганические и органосиликатные покрытия.- Л.: Наука, 1975, с. 87-96. 2. Патент США N 3254970, кл.29-183.5, 1966. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714269C1 (ru) * | 2018-12-18 | 2020-02-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Керметный порошок для плазменного напыления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5141821A (en) | High temperature mcral(y) composite material containing carbide particle inclusions | |
US9919358B2 (en) | Sintered molybdenum carbide-based spray powder | |
Praveen et al. | Effect of nano-Al2O3 addition on the microstructure and erosion wear of HVOF sprayed NiCrSiB coatings | |
MXPA04008463A (es) | Revestimiento y polvo resistente a corrosion. | |
Provenzano et al. | Nanocomposites for high temperature applications | |
JP2001020052A (ja) | 遷移金属ホウ化物コーティング | |
US5966585A (en) | Titanium carbide/tungsten boride coatings | |
US6793706B1 (en) | Oxidation resistant and low coefficient of thermal expansion NiAl-CoCrAlY alloy | |
US6162276A (en) | Coating powder and method for its production | |
EP3385222A1 (en) | Coated particle | |
RU2061784C1 (ru) | Порошковый композиционный материал для покрытий | |
Dallaire et al. | The influence of composition and process parameters on the microstructure of TiC-Fe multiphase and multilayer coatings | |
JP3091690B2 (ja) | TiB2系コーティングの製造方法 | |
Samani et al. | A comparative study on the microstructure, hot corrosion behavior and mechanical properties of duplex and functionally graded nanostructured/conventional YSZ thermal barrier coatings | |
US5134032A (en) | Abrasive particle and rotary seal therewith | |
Talako et al. | SHS powders for thermal spray coating | |
Siegmann et al. | Thermally sprayed wear resistant coatings with nanostructured hard phases | |
Khandanjou et al. | Influences of substrate temperature on microstructure and corrosion behavior of APS Ni50Ti25Al25 inter-metallic coating | |
Folkes et al. | Laser cladding of Ti–6Al–4V with various carbide powders | |
Eschnauer et al. | Complex carbide powders for plasma spraying | |
JP2770968B2 (ja) | 高エネルギー溶射用クロム炭化物−メタル複合粉末 | |
Svantesson et al. | A Study of Ni-5wt.% Al coatings produced from different feedstock powder | |
Hulyal et al. | Sintering of WC-10 Co hard metals containing vanadium carbonitride and rhenium—part II: Rhenium addition | |
Bendikiene et al. | Study of submerged and plasma arc welded composite hardfacings with a novel Cr3C2–Ni reinforcement | |
Berget | Influence of powder and spray parameters on erosion and corrosion properties of HVOF sprayed WC-Co-Cr coatings |