RU2164966C2 - Способ нанесения покрытий из металлических порошков - Google Patents
Способ нанесения покрытий из металлических порошков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2164966C2 RU2164966C2 RU99114090/02A RU99114090A RU2164966C2 RU 2164966 C2 RU2164966 C2 RU 2164966C2 RU 99114090/02 A RU99114090/02 A RU 99114090/02A RU 99114090 A RU99114090 A RU 99114090A RU 2164966 C2 RU2164966 C2 RU 2164966C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- temperature
- heating
- powder material
- junction
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 5
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000009862 microstructural analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам нанесения покрытий из порошковых материалов на поверхности деталей. Способ включает нанесение порошка на поверхность детали, нагрев детали и изотермическую выдержку, причем начальный нагрев детали осуществляют до момента достижения на стыке с порошковым материалом температуры, равной температуре плавления последнего, а затем нагрев прекращают и повторно возобновляют при снижении температуры до температуры спекания порошка, при которой осуществляют изотермическую выдержку. Изобретение направлено на повышение прочности сцепления порошкового материала с поверхностью детали за счет образования тонкого слоя расплава на стыке между поверхностью и порошковым материалом. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам нанесения покрытий из порошковых материалов на поверхности деталей.
Известен способ нанесения покрытий из материалов на поверхность деталей, включающий нанесение "сырого" порошка, смешанного с флюсом, на поверхность детали, нагрев детали до температуры спекания порошка и изотермическую выдержку (Ярошевич В.К., Белоцерковский М.А. Антифрикционные покрытия из металлических порошков. "Наука и техника", 1981, с. 55-60).
Однако, данный способ не обеспечивает надежного сцепления порошкового материала с поверхностью детали.
В качестве ближайшего аналога выбран способ нанесения покрытий из порошковых материалов на поверхности деталей, включающий нанесение порошка на поверхность детали, ступенчатый нагрев до температуры спекания порошка и изотермическую выдержку (а.с. СССР N740406, кл. B 22 F, В 30 В 11/34).
Данный способ не обеспечивает надежного сцепления порошкового материала с поверхностью детали, т.к. температура процесса не достигает температуры плавления порошка. Поэтому смачивания расплавом порошкового материала поверхности детали не происходит, а спекание осуществляется за счет протекания диффузионных процессов при припекании, не обеспечивающих высокой прочности сцепления.
Техническая задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение - повышение прочности сцепления порошкового материала за счет образования тонкого слоя расплава на стыке между поверхностью детали и порошковым материалом.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе нанесения покрытий из металлических порошков, включающем нанесение порошка на поверхность детали, нагрев детали и изотермическую выдержку, согласно изобретению, начальный нагрев детали осуществляют до момента достижения на стыке с порошковым материалом температуры, равной температуре плавления последнего, а затем нагрев прекращают и повторно возобновляют при снижении температуры до температуры спекания порошка, при которой осуществляют изотермическую выдержку.
Одновременно с прекращением начального нагрева осуществляют охлаждение свободной поверхности детали и прекращают его при достижении на стыке между поверхностью детали и порошковым материалом температуры спекания последнего.
Проведение нагрева указанным способом обеспечивает расплавление порошкового материала на стыке с поверхностью детали и смачивание последней, чем обеспечивается надежное сцепление двух материалов. Причем в объеме порошковый материал не расплавляется, а спекается за счет всегда имеющего место градиента температур по толщине порошкового слоя.
Охлаждение свободной поверхности детали после прекращения начального нагрева сокращает период снижения температуры до температуры спекания порошкового материала и способствует уменьшению толщины расплавленного слоя, тем самым повышая качество получаемого покрытия, а кроме того, увеличивает производительность процесса.
Сущность изобретения поясняется схемой процесса нагрева, изображающей зависимость температуры свободной поверхности детали (кривая 1), температуры на стыке (кривая 2) и на свободной поверхности порошкового материала (кривая 3) от времени процесса.
Начальный нагрев ведут в течение времени τ1, до момента достижения на стыке между деталью и порошковым материалом температуры плавления (Tпл) последнего (кривая 2), после чего нагрев прекращают. В течение времени τ2 происходит снижение температуры до температуры спекания порошкового материала (Tсп). В этот момент нагрев возобновляют, а температуру на стыке поддерживают равной температуре спекания порошка в течение времени τ3 изотермической выдержки.
Доведение температуры нагрева на стыке между деталью и порошком до температуры плавления последнего обеспечивает смачивание расплавом поверхности подложки, что гарантирует хорошее сцепление между двумя материалами. После достижения температуры на стыке до температуры спекания порошкового материала процесс ведут в этом режиме в течение времени изотермической выдержки. При этом температура спекания в зависимости от природы порошкового материала находится в пределах 0,75-0,95 Tпл. Из-за всегда имеющего место градиента температур как по толщине детали (ΔT), так и по толщине порошкового слоя (ΔTсп), температуру спекания порошкового материала на стыке следует поддерживать по верхнему пределу. В противном случае спекания свободной поверхности порошкового материала может не произойти, т.к. ее температура из-за градиента может оказаться меньше нижнего предела температуры спекания.
Примеры выполнения способа.
Пример 1.
На стальную пластинку толщиной 4 мм насыпали сферический бронзовый порошок, смешанный с флюсом (хлористый аммоний). Индукционный нагрев осуществляли со стороны свободной поверхности детали с помощью высокочастотного генератора ВЧГ 10/044. Температуру свободной поверхности порошкового материала определяли радиационным пирометром "ТЭРА-50" с записью на графопостроитель, а температуру на стыке - термопарой и потенциометром.
Начальный нагрев вели до температуры на стыке, равной температуре плавления бронзы (950oC), после чего нагрев прекращали и ждали, когда температура снизится до температуры спекания бронзы (900oC), при которой осуществляли изотермическую выдержку в течение трех минут, при этом температура на свободной поверхности порошкового материла была 840oC (ΔTсп = 60oC).
Пример 2.
Опыт проводили аналогично примеру 1, но после нагрева стыка до температуры плавления бронзы (950oC) нагрев прекращали, а свободную поверхность детали охлаждали холодным воздухом до достижения температуры спекания бронзы (900oC), после чего охлаждение прекращали и проводили изотермическую выдержку также в течение трех минут.
В данном опыте за счет охлаждения снижение температуры с 950 до 900oC происходило в три раза быстрее. Микроструктурный анализ показал, что у обоих образцов на стыке имеется слой расплавленной бронзы, однако его толщина в примере 2 была в два раза меньше (0,1 мм).
Прочность сцепления порошковых слоев с подложкой (по методу сдвига) была в обоих опытах примерно одинаковой, однако более чем в два раза большей, чем у образца, полученного известным способом без расплавления, при спекании при температуре 900oC.
Использование предлагаемого способа позволяет получать порошковые покрытия с намного большей прочностью сцепления, чем по известному способу. Изготавливаемые из таких биметаллических материалов подшипники скольжения имеют большую несущую способность и износостойкость.
Claims (2)
1. Способ нанесения покрытий из металлических порошков, включающий нанесение порошка на поверхность детали, нагрев детали и изотерическую выдержку, отличающийся тем, что начальный нагрев детали ведут до момента достижения на стыке поверхности детали с порошковым материалом температуры плавления последнего, а затем нагрев прекращают и повторно возобновляют при снижении температуры до температуры спекания порошка, при которой осуществляют изотермическую выдержку.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что одновременно с прекращением начального нагрева осуществляют охлаждение свободной поверхности детали и прекращают его при достижении на стыке между поверхностью детали и порошковым материалом температуры спекания последнего.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99114090/02A RU2164966C2 (ru) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Способ нанесения покрытий из металлических порошков |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99114090/02A RU2164966C2 (ru) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Способ нанесения покрытий из металлических порошков |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99114090A RU99114090A (ru) | 2001-04-10 |
| RU2164966C2 true RU2164966C2 (ru) | 2001-04-10 |
Family
ID=20221986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99114090/02A RU2164966C2 (ru) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Способ нанесения покрытий из металлических порошков |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2164966C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2293798C2 (ru) * | 2005-03-22 | 2007-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ нанесения покрытий из металлических порошков |
| RU2310017C1 (ru) * | 2006-04-20 | 2007-11-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" | Способ получения износостойкого слоя на рабочей поверхности стальной детали |
| RU2514249C2 (ru) * | 2012-06-15 | 2014-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет природообустройства" | Способ термоциклической диффузии металлических порошков для восстановления изношенных поверхностей бронзовых втулок скольжения |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU740406A1 (ru) * | 1977-10-13 | 1980-06-15 | Институт Проблем Надежности И Долговечности Машин Ан Белорусской Сср | Способ нанесени покрытий из порошкового материала |
| SU944786A1 (ru) * | 1980-05-07 | 1982-07-23 | Броварский Завод Порошковой Металлургии Им.60-Летия Советской Украины | Способ изготовлени фрикционных изделий |
| SU1530331A1 (ru) * | 1987-03-18 | 1989-12-23 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Способ получени антифрикционных пористых покрытий на поверхности углеродистой или нержавеющей стали |
| EP0388968A3 (en) * | 1989-03-24 | 1991-01-02 | Nippon Steel Corporation | Method of producing clad metals |
| RU2117075C1 (ru) * | 1996-05-14 | 1998-08-10 | Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия | Способ нанесения тонких слоев порошковыми композициями |
-
1999
- 1999-06-29 RU RU99114090/02A patent/RU2164966C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU740406A1 (ru) * | 1977-10-13 | 1980-06-15 | Институт Проблем Надежности И Долговечности Машин Ан Белорусской Сср | Способ нанесени покрытий из порошкового материала |
| SU944786A1 (ru) * | 1980-05-07 | 1982-07-23 | Броварский Завод Порошковой Металлургии Им.60-Летия Советской Украины | Способ изготовлени фрикционных изделий |
| SU1530331A1 (ru) * | 1987-03-18 | 1989-12-23 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Способ получени антифрикционных пористых покрытий на поверхности углеродистой или нержавеющей стали |
| EP0388968A3 (en) * | 1989-03-24 | 1991-01-02 | Nippon Steel Corporation | Method of producing clad metals |
| RU2117075C1 (ru) * | 1996-05-14 | 1998-08-10 | Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия | Способ нанесения тонких слоев порошковыми композициями |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2293798C2 (ru) * | 2005-03-22 | 2007-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ нанесения покрытий из металлических порошков |
| RU2310017C1 (ru) * | 2006-04-20 | 2007-11-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" | Способ получения износостойкого слоя на рабочей поверхности стальной детали |
| RU2514249C2 (ru) * | 2012-06-15 | 2014-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет природообустройства" | Способ термоциклической диффузии металлических порошков для восстановления изношенных поверхностей бронзовых втулок скольжения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hebbale et al. | Microstructural investigation of Ni based cladding developed on austenitic SS-304 through microwave irradiation | |
| CN106513637A (zh) | 一种泡沫铝夹层板的制备方法 | |
| Attia | Surface metal matrix composites | |
| RU2164966C2 (ru) | Способ нанесения покрытий из металлических порошков | |
| Tavakoli et al. | Influences of coating type on microstructure and strength of aluminum–steel bimetal composite interface | |
| Martinez et al. | Spheroidal particle stability in semisolid processing | |
| Yu et al. | Kinetics of wetting and spreading of AgCu filler metal over Ti–6Al–4V substrates | |
| WO1991009147A2 (en) | Rapid solidification melt-coat process | |
| Bai et al. | Manipulation of microstructure in laser additive manufacturing | |
| CN1954097B (zh) | 铸造机部件用金属材料、与熔融铝合金接触的构件 | |
| Bergmann et al. | Calculation of cooling and heating rates and transformation curves for the preparation of metallic glasses | |
| Samoilenko et al. | Kinetics of foam glass formation with different heating rates | |
| JPS62177183A (ja) | 金属管等の内面に金属ライニングを施す方法 | |
| Taneja et al. | Further insight into interfacial interactions in nickel/liquid Sn–Ag solder system at 230–350° C | |
| Takahira et al. | Unusual wetting of liquid bismuth on a surface-porous copper substrate fabricated by oxidation-reduction process | |
| Kim et al. | Pressure infiltration of aluminum melts into a loose bed of hollow cenosphere particles | |
| Liashenko et al. | Spectrum of heterogeneous nucleation modes in crystallization of Sn-0.7 wt% Cu solder: experimental results versus theoretical model calculations | |
| Lu et al. | Sub-rapid solidification study by using droplet solidification technique | |
| JPH0434628B2 (ru) | ||
| Balaev et al. | The Use of CuMnCo Alloy for the Adhesive Layer in the Restoration of Vehicle Parts by Gas-Thermal Spraying Methods | |
| Tahamtan et al. | The influences of interfacial characteristics and subsurface microstructural evolution on wear behavior of Al/A206-5 Pct alumina micro/nano-composites | |
| SU1186396A1 (ru) | Способ получени порошков и волокон из расплава | |
| SU1600932A1 (ru) | Способ изготовлени пористого кокил на основе порошка железа | |
| Sree Manu et al. | Selectively Reinforced Aluminum Metallic Hybrid Composites by Liquid Metal Squeeze Infiltration Process | |
| JPS5970757A (ja) | 柱状組織を有する溶射構造体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030630 |