RU2085613C1 - Композиционный порошок для газотермических покрытий - Google Patents
Композиционный порошок для газотермических покрытий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2085613C1 RU2085613C1 RU94015523A RU94015523A RU2085613C1 RU 2085613 C1 RU2085613 C1 RU 2085613C1 RU 94015523 A RU94015523 A RU 94015523A RU 94015523 A RU94015523 A RU 94015523A RU 2085613 C1 RU2085613 C1 RU 2085613C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- cobalt
- composite powder
- refractory
- coating
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 23
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title description 14
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910001347 Stellite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- AHICWQREWHDHHF-UHFFFAOYSA-N chromium;cobalt;iron;manganese;methane;molybdenum;nickel;silicon;tungsten Chemical compound C.[Si].[Cr].[Mn].[Fe].[Co].[Ni].[Mo].[W] AHICWQREWHDHHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N chromium carbide Chemical compound [Cr]#C[Cr]C#[Cr] UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- UMUXBDSQTCDPJZ-UHFFFAOYSA-N chromium titanium Chemical compound [Ti].[Cr] UMUXBDSQTCDPJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100428016 Caenorhabditis elegans upp-1 gene Proteins 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical group [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Композиционный порошок содержит стеллит и 20-50% тугоплавкой добавки на основе кобальта, содержащей в мас.%, 15-44 диборита титана - хрома, 29-58 кабида хрома. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при нанесении покрытий на детали, эксплуатируемые при одновременном воздействии ударных нагрузок, износа и повышенных температур.
Известен порошок для плазменного нанесения жаростойких покрытий, содержащий никель-хромовую основу и тугоплавкую добавку в виде Al2O3 в количестве 0-30 мас. [1] Покрытие наносится без последующего оплавления, так как в состав материала основы не входят бор и кремний, обеспечивающие самофлюсование покрытия. В связи с этим невозможно достичь высокой адгезии напыленных слоев, а следовательно, использовать покрытие при ударном нагружении.
Известен порошковый материал для нанесения покрытий стеллит - самофлюсующийся сплав на основе никеля или кобальта, содержащий хром, бор, кремний, углерод, вольфрам [2] Поскольку у бора и кремния сродство к кислороду больше, чем у других металлов, входящих в эти сплавы, при нагревании покрытия происходит их оплавление. Оксиды бора и кремния образуют шлаки, которые всплывают на поверхность. Такая обработка позволяет удалить поры и увеличить прочность сцепления покрытия с основой.
Однако работоспособность таких покрытий ограничена температурой 850oC, и они недостаточно износостойки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав на основе стеллита, содержащий тугоплавкую добавку в виде Al2O3 и AlCr2 при следующем соотношении компонентов, мас. тугоплавкая добавка 25-50, стеллит остальное, при этом составе тугоплавкой добавки следующий, мас. Al2O3 34 55, AlCr2 45 66 [3]
Состав порошка обеспечивает получение плазменных покрытий, характеризующихся высокими эксплуатационными свойствами. Однако этот материал обладает недостаточными износостойкостью, жаростойкостью и твердостью при высоких температурах.
Состав порошка обеспечивает получение плазменных покрытий, характеризующихся высокими эксплуатационными свойствами. Однако этот материал обладает недостаточными износостойкостью, жаростойкостью и твердостью при высоких температурах.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание композиционного порошка для газотермических покрытий, состав которого позволяет получить износо- жаростойкие покрытия, способные сохранять твердость при высоких температурах.
Поставленная задача достигается тем, что композиционный порошок для газотермических покрытий на основе стеллита, включающий 20 50% тугоплавкой добавки согласно изобретению в качестве тугоплавкой добавки содержит диборид титана, кабрид хрома и кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.
Диборид титана-хрома 15-44
Карбид хрома 29 58
Кобальт Остальное
при этом кобальт в тугоплавкой добавке содержится в виде плакирующего слоя.
Карбид хрома 29 58
Кобальт Остальное
при этом кобальт в тугоплавкой добавке содержится в виде плакирующего слоя.
Диборид титана-хрома (TiCrB2) и карбид хрома (Cr3C2), входящие в состав тугоплавкой добавки, образуют тугоплавкое ядро, а кобальт, присутствующий в виде плакирующего слоя, защищает ядро от внешних воздействий среды, например, от растворения и взаимодействия с газовым потоком при нанесения покрытия. Таким образом, образующаяся новая совокупность компонентов в заявляемом порошке обеспечивает его высокие физико-механические свойства.
В ходе исследований были установлены пределы входящих в состав порошка компонентов. Запредельные изменения содержания компонентов (уменьшение TiCrB2 и увеличение Cr3C2) приводит к резкому снижению твердости, а следовательно, износостойкости. Запредельные изменения содержания компонентов в противоположном направлении сопровождаются увеличением пористости вследствии недостаточной смачиваемости механической составляющей материала ядра и, следовательно, плохим закреплением композиционных частиц в покрытии, что из-за выкрашивания твердых зерен является главной причиной снижения износостойкости.
Оптимальное соотношение тугоплавких компонентов составляет 24 49 (соответственно TiCrB2 и Cr3C2), остальное кобальт.
Следующим отличительным признаком предлагаемого технического решения является то, что тугоплавкая добавка содержит кобальт в виде плакирующего слоя. Создание плакирующего металлического слоя обеспечивает максимальную защиту тугоплавкого ядра, что позволяет повысить твердость наносимого этим порошком покрытия при высоких температурах.
Пример осуществления изобретения
Порошок тугоплавкой добавки получали на установке УПСП 1, оснащенной секционированным плазмотроном. Частицы порошков TiCrB2 и Cr3C2 дисперсностью 5-40 мкм подавали под срез сопла плазмотрона в механической смеси с порошком кобальта дисперсностью менее 5 мкм. Плакирование осуществляли в струе низкотемпературной аргоновой плазмы. Затем тугоплавкий плакированный порошок смешивали с порошком стеллита марки ПГ 10К 01 в смесителе типа "пьяная бочка". Полученный композиционный порошок напыляли на образец плазменным методом на установке ВБ-15 газовоздушным плазмотроном.
Порошок тугоплавкой добавки получали на установке УПСП 1, оснащенной секционированным плазмотроном. Частицы порошков TiCrB2 и Cr3C2 дисперсностью 5-40 мкм подавали под срез сопла плазмотрона в механической смеси с порошком кобальта дисперсностью менее 5 мкм. Плакирование осуществляли в струе низкотемпературной аргоновой плазмы. Затем тугоплавкий плакированный порошок смешивали с порошком стеллита марки ПГ 10К 01 в смесителе типа "пьяная бочка". Полученный композиционный порошок напыляли на образец плазменным методом на установке ВБ-15 газовоздушным плазмотроном.
Полученные покрытия оплавляли газо-кислородным пламенем и проводили их испытания.
Испытание покрытия на износостойкость проводили по стандартной методике на машине ХЧ-Б. В качестве эталона использовали Ст.50, закаленную до твердости 52-54 HRC.
Термографический анализ покрытия проводили на дериватографе Q 1500 Д. Нагрев образца проводили до 1200oC на воздухе с интервалом 100oC.
Измерение высокотемпературной твердости покрытия осуществляли на микроскопе "Ала-Тоо".
В таблице представлены результаты испытаний порошка для газотермических покрытий с предлагаемой тугоплавкой добавкой и физико- механические свойства получаемых покрытий.
Результаты испытаний показывают, что композиционный порошок для газотермических покрытий, включающий новую предлагаемую тугоплавкую добавку, по сравнению с порошком известного состава обеспечивает повышение износостойкости в 2,9 раза, жаростойкости в 2,5 раза, высокотемпературной твердости в 2,3 раза.
Литература
1. Известия ВУЗов, Черная металлургия, 1988. N 5 с.152-153.
1. Известия ВУЗов, Черная металлургия, 1988. N 5 с.152-153.
Hogans Metal Spray Powders, Sweden H.M. 1980, p.51.
Патент РФ N 2016914, С 23 С 4/04, 1994.
Claims (1)
1. Композиционный порошок для газотермических покрытий на основе стеллита, содержащий 20 50 мас. тугоплавкой добавки, отличающийся тем, что в качестве тугоплавкой добавки он содержит диборид титана-хрома, карбид хрома и кобальт при следующем соотношении компонентов в тугоплавкой добавке, мас.
Диборид титана-хрома 15 44
Карбид хрома 29 58
Кобальт Остальное
2. Порошок по п. 1, отличающийся тем, что он содержит кобальт в виде плакирующего слоя.
Карбид хрома 29 58
Кобальт Остальное
2. Порошок по п. 1, отличающийся тем, что он содержит кобальт в виде плакирующего слоя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94015523A RU2085613C1 (ru) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Композиционный порошок для газотермических покрытий |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94015523A RU2085613C1 (ru) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Композиционный порошок для газотермических покрытий |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94015523A RU94015523A (ru) | 1996-02-20 |
| RU2085613C1 true RU2085613C1 (ru) | 1997-07-27 |
Family
ID=20155316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94015523A RU2085613C1 (ru) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Композиционный порошок для газотермических покрытий |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2085613C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2366539C2 (ru) * | 2004-06-10 | 2009-09-10 | Элломет Корпорейшн | Способ уплотнения твердых порошков с жестким покрытием |
| RU2578872C1 (ru) * | 2014-11-24 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения РАН" | Способ нанесения износостойкого покрытия |
-
1994
- 1994-04-27 RU RU94015523A patent/RU2085613C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Известия вузов. Черная металлургия. - 1988, N 5, с.152, 153. 2. Патент РФ N 2016914, кл. C 23 C 1994, 1994. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2366539C2 (ru) * | 2004-06-10 | 2009-09-10 | Элломет Корпорейшн | Способ уплотнения твердых порошков с жестким покрытием |
| RU2366539C9 (ru) * | 2004-06-10 | 2010-02-10 | Элломет Корпорейшн | Способ уплотнения твердых порошков с жестким покрытием |
| RU2578872C1 (ru) * | 2014-11-24 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения РАН" | Способ нанесения износостойкого покрытия |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sidhu et al. | Mechanical and metallurgical properties of plasma sprayed and laser remelted Ni–20Cr and Stellite-6 coatings | |
| Kim et al. | Assessment of wear performance of flame sprayed and fused Ni-based coatings | |
| US4027367A (en) | Spray bonding of nickel aluminum and nickel titanium alloys | |
| de Villiers Lovelock | Powder/processing/structure relationships in WC-Co thermal spray coatings: a review of the published literature | |
| TWI661058B (zh) | 新穎粉末 | |
| EP0960954B2 (en) | Powder of chromium carbide and nickel chromium | |
| KR900002491B1 (ko) | 내마모성 피복조성물 및 그 제조방법 | |
| Cerri et al. | Laser deposition of carbide-reinforced coatings | |
| US5966585A (en) | Titanium carbide/tungsten boride coatings | |
| KR100250363B1 (ko) | 블레이드 표면에 내마모성층을 도포하는 방법 | |
| Agarwal et al. | Synthesis of boride coating on steel using high energy density processes: comparative study of evolution of microstructure | |
| JPS62130261A (ja) | 高耐摩耗性及び高耐食性の合金並びに熱スプレ−粉体 | |
| EP0163020B1 (en) | Aluminium and cobalt coated thermal spray powder | |
| Singh et al. | Effect of argon flow rate and standoff distance on the microstructure and wear behaviour of WC-CoCr TIG cladding | |
| EP1077272A1 (en) | Titanium carbide/tungsten boride coatings | |
| Szajna et al. | The influence of laser remelting on microstructural changes and hardness level of flame-sprayed NiCrBSi coatings with tungsten carbide addition | |
| JP2005126795A (ja) | アモルファス皮膜の形成方法 | |
| Golyshev et al. | Comparative Investigation of Nickel-Based Metal-Ceramic Structures with Ceramic Particles of Tungsten and Boron Carbides Made by the Selective Laser Melting Method | |
| US5312653A (en) | Niobium carbide alloy coating process for improving the erosion resistance of a metal surface | |
| RU2085613C1 (ru) | Композиционный порошок для газотермических покрытий | |
| Medabalimi et al. | Microstructural evolution and cyclic oxidation behavior of HVOF-sprayed NiCrSi and NiCrC coatings on T11 steel | |
| KR960008146B1 (ko) | 내화성, 내열충격성 산화물 코팅을 형성하는 분말공급 조성물과 방법, 및 그 코팅이 피복된 물품 | |
| CN117568798A (zh) | 一种铜合金基体激光熔覆材料、高导耐磨涂层和制备方法 | |
| Techel et al. | Production of hard metal-like wear protection coatings by CO 2 laser cladding | |
| US4230749A (en) | Flame spray powder mix |