RU2112075C1 - Способ нанесения плазменного покрытия - Google Patents
Способ нанесения плазменного покрытия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2112075C1 RU2112075C1 RU96114735/02A RU96114735A RU2112075C1 RU 2112075 C1 RU2112075 C1 RU 2112075C1 RU 96114735/02 A RU96114735/02 A RU 96114735/02A RU 96114735 A RU96114735 A RU 96114735A RU 2112075 C1 RU2112075 C1 RU 2112075C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- coating
- refractory
- plasma
- compound
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нанесению покрытий из керамико-металлических порошков на детали. Способ нанесения плазменного покрытия включает ввод в плазменную струю шихты на основе самофлюсующегося сплава, содержащей 28 - 45 мас. % тугоплавкого соединения титана, имеющего плотность ниже 5,16 г/см3, и напыление ее на деталь. Тугоплавкое соединение может быть выбрано из группы, включающей карбид титана, карбонитрид титана, диборид титана, диборид титана - хрома. Порошки могут быть как стандартными, так и сфероидизированными. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к нанесению покрытий из керамико-металлических порошков на детали.
Известен способ нанесения плазменных покрытий из сплавов системы Co-Cr-B-Si различных составов путем напыления газоплазменным методом с последующим оплавлением поверхности (Heganas, Metal Spray Powders, Sweden, HMSP, 1980, 51 p.). В известном способе при оплавлении из покрытия удаляются поры за счет всплывания шлаковых включений B2O3, SiO2, остаточная пористость 10-15%. К недостаткам способа относится высокая остаточная пористость.
Известен способ нанесения плазменных покрытий, включающий ввод в плазменную струю шихты на основе самофлюсующегося сплава и твердой составляющей, в качестве которой используют 10-40 мас.% нитрида титана, и напыление в газовоздушной плазменной струе мощностью 30-46 кВА (авт.св. СССР N 1798376, кл. C 23 C 4/06, 4/08, 1993). Известный способ обеспечивает высокую относительную износостойкость покрытия, равную 1,15-2,50 по сравнению с закаленной сталью 50 (HRC= 52-54 ед.) при низкой пористости (5-8%). Однако, известный способ на дает возможности регулировать уровень свойств плазменного покрытия в заданных пределах, то есть получать покрытие с оптимальными рабочими характеристиками.
Задача изобретения - разработать способ нанесения плазменного покрытия, который бы обеспечивал получение покрытия с заранее заданными и воспроизводимыми рабочими характеристиками (пористость, износостойкость).
Поставленная задача решена в способе нанесения плазменного покрытия, включающем ввод в плазменную струю шихты на основе самофлюсующего сплава и тугоплавкого соединения титана и напыление, в котором в качестве тугоплавкого соединения титана используют 28-45 мас.% тугоплавкого соединения, имеющего плотность ниже 5,16 г/см3.
При этом тугоплавкое соединение титана может быть выбрано из группы, включающей карбид титана, карбонитрид титана, диборид титана, диборид титана -хрома, как стандартные, так и сфероидизированные.
В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известно использование в способе нанесения плазменного покрытия в качестве тугоплавкого соединения, имеющего плотность ниже 5,16 г/см3, в количестве 28-45 мас.%.
В предлагаемом способе использование в качестве тугоплавкой добавки соединения титана, имеющего плотность ниже 5,16 г/см3, в количестве 28-45 мас. % позволяет получить скорость всплывания указанных частиц в 10 и более раз выше, чем скорость всплывания шлаковых включений, образующихся в процессе оплавления плазменного покрытия. Кроме того, создаются условия, при которых соотношение площади поверхности тугоплавких частиц к объему расплава составляет 700-1500 1/см. Процесс оплавления ведет к образованию шлаковых включений благодаря способности бора и кремния восстанавливать оксиды большинства металлов. Боротермическое восстановление оксидов никеля и хрома при нагревании в вакууме активно протекает уже в низкотемпературной области 400-500oC (NiO-B), 700-800oC (Cr2O3-B). Кремнетермическое восстановление тех же оксидов в аналогичных условиях нагревания протекает медленно и не зафиксировано до 1100oC. Таким образом, при формировании металлокерамических покрытий на основе самофлюсующегося сплава решающая роль как восстановителя оксидных пленок принадлежит бору. Поэтому шлаковые включения по своему составу представляют собой легированное боратное стекло, что позволяет при использовании предлагаемой тугоплавкой добавки управлять механизмом всплывания шлаковых включений, а, следовательно, процессом формирования плазменного покрытия. Таким образом, возникает возможность получения покрытий с заранее заданными рабочими характеристиками.
Использование в предлагаемом способе в качестве добавки тугоплавкого соединения титана, имеющего плотность ниже 5,16 г/см3, позволяет реализовать механизм кинематической коагуляции удаления шлаковых включений: тугоплавкие частицы, обладающие указанной плотностью и имеющие вследствие этого скорость всплывания, как было указано выше, в 10 и более раз, превышающую скорость всплывания шлаковых включений и являющиеся сорбентом, адсорбируют на своей поверхности шлаковые включения, встречающиеся на их пути в процессе их всплывания. В случае использования в качестве добавки тугоплавкого соединения, имеющего плотность выше 5,16 г/см3, тугоплавкие частицы не всплывают.
Использование в предлагаемом способе 28-45 мас.% тугоплавкого соединения позволяет получить оптимальное соотношение между площадью поверхности тугоплавких частиц и объемом расплава, которое в данном случае равно 700-1500 1/см. Уменьшение количества тугоплавкой добавки менее 28 мас.% приводит к увеличению содержания шлаковых включений в напыленном слое, что обусловлено неполным протеканием сорбционных процессов вследствие недостаточной площади сорбента. Превышение верхнего предела более 45 мас.% приводит к повышению вязкости самофлюсующегося сплава до такой степени, что он перестает течь.
Предлагаемый способ заключается в следующем.
Для получения плазменного покрытия с заранее заданными рабочими характеристиками (износостойкость, пористость) готовят смесь, состоящую из тугоплавкого соединения титана, имеющего плотность ниже 5,16 г/см3, которое может быть выбрано из группы: карбид титана, карбонитрид титана, диборид титана, диборид титана-хрома как стандартных, так и сфероидизированных, в количестве 28-45 мас. % и самофлюсующегося сплава системы Co-Cr-B-Si или Ni-Cr-B-Si 55-72 мас. % (дисперсность порошков составляет 40-100 мкм). Смесь тщательно перемешивают и затем подают под срез газовоздушного плазмотрона для напыления на стальные образцы (ст. 3), предварительно подвергнутые дробеструйной обработке и обезжириванию Напыление проводят при мощности плазмотрона 40-60 кВА. После нанесения покрытия его подвергают оплавлению при 980-1080oC газокислородным пламенем. Пористость полученного покрытия, т.е. размер пор, оценивают на приборе ПМТ-3, из расчета 400 полей, ошибка эксперимента составляет <7%.
Износостойкость покрытия определяют по стандартной методике (ГОСТ 17367-71) на машине Х4-Б. Условия изнашивания: абразив-шкурка из SiC (размер зерна 50-63 мкм), эталон - ст. 50, заключенная до HRC=52-54 ед., путь трения - 15 м, нагрузка - 10 кг/см2.
Пример 1. Необходимо получить плазменное покрытие, обладающее пористостью 3-4%, относительной износостойкостью 4,8. Для получения покрытия с указанными рабочими характеристиками готовят смесь из самофлюсующегося сплава Co-Cr-B-Si (ГОСТ ПГ-10К-01) (60 мас.%) - 60 г и диборида титана с плотностью 4,4 г/см3 40 г (40 мас.%). Смесь перемешивают в течение 30 мин в смесителе и подают под срез газовоздушного плазмотрона для напыления на стальные образцы (ст. 3), предварительно подвергнутые дробеструйной обработке и обезжириванию. Напыление проводят при мощности плазмотрона 45 кВа, толщина полученного покрытия составляет 1,0 мм. В качестве плазмообразующего газа используют смесь воздуха и природного газа при соотношении 2,5:1. После нанесения покрытия его подвергают оплавлению при 1050oC в течение 3 мин.
Получают покрытие с пористостью 3-4% и износостойкостью 4,8.
Остальные примеры осуществления способа приведены в таблице, где указаны состав покрытия и его рабочие характеристики.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить качество получаемого плазменного покрытия за счет получения покрытия с определенными заранее заданными рабочими характеристиками, что обусловлено возможностью контролировать процесс нанесения покрытия за счет управления механизмом всплывания шлаковых включений.
Claims (2)
1. Способ нанесения плазменного покрытия, включающий ввод в плазменную струю шихты на основе самофлюсующегося сплава и тугоплавкого соединения титана и напыление, отличающийся тем, что в качестве тугоплавкого соединения титана используют 28 - 45 мас.% тугоплавкого соединения, имеющего плотность ниже 5,16 г/см3.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что тугоплавкое соединение титана выбирают из группы, включающей карбид титана, карбонитрид титана, диборид титана, диборид титана - хрома как стандартные, так и сфероидизированные.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96114735/02A RU2112075C1 (ru) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | Способ нанесения плазменного покрытия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96114735/02A RU2112075C1 (ru) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | Способ нанесения плазменного покрытия |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2112075C1 true RU2112075C1 (ru) | 1998-05-27 |
RU96114735A RU96114735A (ru) | 1998-11-27 |
Family
ID=20183603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96114735/02A RU2112075C1 (ru) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | Способ нанесения плазменного покрытия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2112075C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578872C1 (ru) * | 2014-11-24 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения РАН" | Способ нанесения износостойкого покрытия |
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 |
RU2716921C1 (ru) * | 2019-02-08 | 2020-03-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук | Способ формирования высокопрочных покрытий на металлических поверхностях |
RU2766419C1 (ru) * | 2021-11-29 | 2022-03-15 | Дмитрий Юрьевич Старцев | Способ нанесения карбонитрида титана на стеклянные изделия |
-
1996
- 1996-07-22 RU RU96114735/02A patent/RU2112075C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578872C1 (ru) * | 2014-11-24 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения РАН" | Способ нанесения износостойкого покрытия |
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 |
RU2716921C1 (ru) * | 2019-02-08 | 2020-03-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук | Способ формирования высокопрочных покрытий на металлических поверхностях |
RU2766419C1 (ru) * | 2021-11-29 | 2022-03-15 | Дмитрий Юрьевич Старцев | Способ нанесения карбонитрида титана на стеклянные изделия |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6254704B1 (en) | Method for preparing a thermal spray powder of chromium carbide and nickel chromium | |
CA2240944C (en) | Bond for abrasive tool | |
EP0224724B1 (en) | Amorphous alloy | |
CA1276843C (en) | Composite hard chromium compounds for thermal spraying | |
EP0138228B1 (en) | Abrasion resistant coating and method for producing the same | |
RU2228824C2 (ru) | Электродный стержень для искровой наплавки, способ его изготовления и способ нанесения покрытия, содержащего суперабразив | |
Chattopadhyay et al. | Experimental investigation on induction brazing of diamond with Ni-Cr hardfacing alloy under argon atmosphere | |
WO1993019137A1 (en) | Multi-layer metal coated diamond abrasives with an electrolessly deposited metal layer | |
KR20160022344A (ko) | 분말 | |
RU2112075C1 (ru) | Способ нанесения плазменного покрытия | |
CN110106461A (zh) | 一种金刚石合金材料制备及精饰加工方法 | |
JPH02229878A (ja) | 被覆ダイヤモンド砥粒およびその製法 | |
Fasasi et al. | Laser surface melting of mild steel with submicronic titanium carbide powders | |
Ulutan et al. | Plasma transferred arc surface modification of atmospheric plasma sprayed ceramic coatings | |
Boas et al. | Laser-alloying of a plasma-sprayed WC/Co layer to enhance wear properties | |
Pobol et al. | Investigation of contact phenomena at cubic boron nitride-filler metal interface during electron beam brazing | |
KR20040097396A (ko) | 주철 처리용의 미소 수축 공동의 형성을 방지하는 접종 합금 | |
CN115011147B (zh) | 复合材料及其制备方法、不粘炊具及其制造方法 | |
EP1390555B1 (en) | Metal powder for thermal coating of substrates | |
JPH09272060A (ja) | 砥石工具およびその製造方法 | |
RU2085613C1 (ru) | Композиционный порошок для газотермических покрытий | |
JPH0122344B2 (ru) | ||
RU2171309C2 (ru) | Порошковый материал для защитных наплавочных покрытий | |
RU2114184C1 (ru) | Шлак для нагрева и наплавки металлов и сплавов | |
SU1479264A1 (ru) | Состав дл пропитки абразивного инструмента и способ его приготовлени |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060723 |