RU2202456C1 - Method for applying wear resistant coating on surfaces of steel parts - Google Patents
Method for applying wear resistant coating on surfaces of steel parts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2202456C1 RU2202456C1 RU2001123820/02A RU2001123820A RU2202456C1 RU 2202456 C1 RU2202456 C1 RU 2202456C1 RU 2001123820/02 A RU2001123820/02 A RU 2001123820/02A RU 2001123820 A RU2001123820 A RU 2001123820A RU 2202456 C1 RU2202456 C1 RU 2202456C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- copper
- layers
- thickness
- titanium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химико-термической обработки, конкретно к способам получения износостойких покрытий. The invention relates to the field of chemical-thermal treatment, specifically to methods for producing wear-resistant coatings.
Известен способ получения высокотемпературного металлического изделия (патент РФ 2131482, С 23 С 28/02, БИ 16, 1999), где на поверхность высокотемпературного металлического изделия осаждают, по меньшей мере, первый слой первого металла, осаждают на поверхность изделия, по меньшей мере, второй слой второго металла. При этом второй металл второго слоя осаждают на глубину, достаточную для обеспечения заранее определенного молярного отношения первого и второго металлов, и осуществляют реакционную обработку, включающую нагревание осажденных слоев до температуры, достаточной для осуществления экзотермической реакции, в результате которой происходит объединение первого и второго металлов, образующих интерметаллический диффузионный запирающий слой или слои с общей толщиной 0,1-10 мкм. A known method of producing a high-temperature metal product (patent of the Russian Federation 2131482, C 23 C 28/02, BI 16, 1999), where at least the first layer of the first metal is deposited on the surface of the high-temperature metal product, deposited at least second layer of the second metal. In this case, the second metal of the second layer is deposited to a depth sufficient to provide a predetermined molar ratio of the first and second metals, and a reaction treatment is carried out, including heating the deposited layers to a temperature sufficient to carry out an exothermic reaction, as a result of which the first and second metals are combined, forming an intermetallic diffusion barrier layer or layers with a total thickness of 0.1-10 microns.
Недостатками данного способа является низкая прочность сцепления полученных интерметаллидных слоев с подложкой, а также большие технологические трудности его осуществления. Значительным недостатком является то, что этим способом можно получить интерметаллический слой ограниченной толщины - порядка нескольких микрометров, который не может быть использован в качестве износостойкого, а служит для получения равномерного защитного покрытия для высокотемпературных металлических изделий. The disadvantages of this method is the low adhesion strength of the obtained intermetallic layers with the substrate, as well as great technological difficulties in its implementation. A significant disadvantage is that this method can be used to obtain an intermetallic layer of limited thickness - of the order of several micrometers, which cannot be used as wear-resistant, but serves to obtain a uniform protective coating for high-temperature metal products.
Известен также способ получения защитного слоя, устойчивого к износу и коррозии (патент ЕПВ 0389959, С 23 С 4/18, БИ 7-8, 1991), основанный на термическом напылении на поверхность детали, по меньшей мере, двух тонких слоев сплавов на основе NiBSi, NiBCr, CoNiCrWBSi заданной толщины. Далее проводится нагрев при температурах 600-1200oС, в результате диффузии в зависимости от времени выдержки образуется результирующий защитный слой определенного состава толщиной 0,02-0,5 мм.There is also a method of producing a protective layer resistant to wear and corrosion (EPO patent 0389959, С 23
Недостатками данного способа являются большие технологические трудности его осуществления, связанные с получением термическим напылением многослойных покрытий с заданной толщиной слоев. В результате осуществления данного способа получается низкая прочность сцепления покрытия с деталью. The disadvantages of this method are the great technological difficulties of its implementation associated with obtaining thermal spraying of multilayer coatings with a given layer thickness. As a result of the implementation of this method, a low adhesion strength of the coating to the part is obtained.
Наиболее близким к изобретению является способ, заключающийся в нанесении на медные полосы методом электродуговой металлизации покрытий из сплавов алюминия или цинка толщиной 0,2-1,5 мм и последующем диффузионном отжиге в термических печах с воздушной атмосферой в интервале температур: 600-850oС для алюминиевых покрытий и 400-675oС для цинковых покрытий, в процессе которого образуется интерметаллидный поверхностный слой, обладающий стойкостью к механическому износу (Кобелев А.Г., Кузнецов В.Е., Титлянов А.Е. Диффузионные износостойкие покрытия на медных изделиях и заготовках под холодную обработку давлением//Металловедение и термическая обработка металлов. 2000. 12. С. 30-33).Closest to the invention is a method consisting in applying onto copper strips by the method of electric arc metallization coatings of aluminum or zinc alloys with a thickness of 0.2-1.5 mm and subsequent diffusion annealing in thermal furnaces with an air atmosphere in the temperature range: 600-850 o C for aluminum coatings and 400-675 o С for zinc coatings, during which an intermetallic surface layer is formed that is resistant to mechanical wear (Kobelev A.G., Kuznetsov V.E., Titlyanov A.E. Diffusive wear-resistant coatings on copper products and billets for cold pressure treatment // Metallurgy and heat treatment of metals. 2000. 12. P. 30-33).
Недостатком этого способа являются технологические трудности, связанные с получением на медных полосах методом электродуговой металлизации покрытий из алюминия и цинка. В результате воздействия высоких температур на границе соединения покрытие-медь образуется диффузионный слой сложного состава, который оказывает негативное влияние на диффузионные процессы, протекающие при последующей термической обработке и снижает прочность сцепления покрытия с деталью. Кроме того, при последующих эксплуатационных нагревах медной детали с покрытием не исключена диффузия меди в полученный поверхностный слой, вызывающая ухудшение его износостойких свойств. Основным недостатком данного способа является то, что он позволяет получать интерметаллидный поверхностный слой, содержащий химические соединения меди с алюминием и меди с цинком, с невысокими износостойкими свойствами. Такие покрытия можно использовать только для медных деталей. The disadvantage of this method is the technological difficulties associated with obtaining on copper strips by the method of electric arc metallization of coatings of aluminum and zinc. As a result of exposure to high temperatures, a diffusion layer of complex composition forms at the coating-copper interface, which negatively affects the diffusion processes that occur during subsequent heat treatment and reduce the adhesion strength of the coating to the part. In addition, during subsequent operational heating of the coated copper part, diffusion of copper into the obtained surface layer is not ruled out, causing a deterioration in its wear-resistant properties. The main disadvantage of this method is that it allows to obtain an intermetallic surface layer containing chemical compounds of copper with aluminum and copper with zinc, with low wear-resistant properties. Such coatings can only be used for copper parts.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения износостойкого интерметаллидного покрытия на поверхности стальных деталей, обладающего высокими износостойкими свойствами и прочностью сцепления со сталью. The objective of the invention is to develop a method of obtaining a wear-resistant intermetallic coating on the surface of steel parts with high wear-resistant properties and adhesion to steel.
Техническим результатом настоящего изобретения является получение на поверхности стальных деталей интерметаллидного слоя толщиной 0,5-2,5 мм с высокой износостойкостью и прочностью сцепления со стальной деталью. The technical result of the present invention is to obtain on the surface of steel parts an intermetallic layer with a thickness of 0.5-2.5 mm with high wear resistance and adhesion to a steel part.
Это достигается тем, что получают износостойкое покрытие на поверхности стальных деталей путем нанесения слоев металлов и последующей термической обработки в инертной среде, в результате которой происходит объединение слоев с образованием интерметаллидных соединений. При этом слои металлов наносят с помощью сварки взрывом, причем первым наносят слой меди затем слой титана, соотношение толщин слоев меди и титана составляет (0,5-1,5):1 соответственно, а суммарная их толщина равна требуемой толщине износостойкого слоя, после чего проводят термическую обработку при температурах 885-1080oС и выдержке 1-4 часа.This is achieved by the fact that a wear-resistant coating is obtained on the surface of steel parts by applying layers of metals and subsequent heat treatment in an inert medium, as a result of which the layers combine to form intermetallic compounds. In this case, the metal layers are applied by explosion welding, the first being the copper layer then the titanium layer, the ratio of the thicknesses of the copper and titanium layers is (0.5-1.5): 1, respectively, and their total thickness is equal to the required thickness of the wear-resistant layer, after which conduct heat treatment at temperatures of 885-1080 o With and exposure for 1-4 hours.
Использование сварки взрывом для нанесения слоев металлов и определенная последовательность их нанесения, при которой слой меди располагают между титаном и сталью, обеспечивают получение прочного трехслойного соединения с границами титан - медь и медь - сталь с соотношением толщин слоев меди и титана (0,5-1,5):1. Как видно из фиг.1, на границах соединения: титан - медь, медь - сталь, полученного сваркой взрывом, не происходит образования физических и химических неоднородностей, т.е. отсутствуют участки оплавленного металла, химические соединения, усадочные раковины, поры, трещины и др. дефекты, следовательно, произошло образование прочного соединения слоев металлов в твердой фазе, кроме того, при дальнейшей термической обработке, атомы одного металла смогут беспрепятственно диффундировать через такие границы. На границе титан - медь будет интенсивно протекать реактивная диффузия (диффузия с образованием интерметаллидных фаз), в результате которой происходит объединение нанесенных слоев с получением интерметаллидного поверхностного слоя, обладающего высокой микротвердостью и, следовательно, износостойкостью. На границе медь - сталь также происходит взаимная диффузия металлов, протекающая с меньшей скоростью, в результате которой образуются твердые растворы меди в железе, что не снижает прочности сцепления образовавшегося интерметаллидного поверхностного слоя со сталью. The use of explosion welding to apply metal layers and a certain sequence of their application, in which a copper layer is placed between titanium and steel, provides a strong three-layer connection with the boundaries of titanium - copper and copper - steel with a ratio of the thicknesses of the layers of copper and titanium (0.5-1 , 5): 1. As can be seen from figure 1, at the boundaries of the connection: titanium - copper, copper - steel obtained by explosion welding, the formation of physical and chemical inhomogeneities, i.e. there are no melted metal areas, chemical compounds, shrinkage shells, pores, cracks, and other defects; therefore, the formation of a strong connection of metal layers in the solid phase occurred; moreover, during further heat treatment, atoms of one metal can diffuse freely through such boundaries. At the titanium - copper interface, reactive diffusion (diffusion with the formation of intermetallic phases) will intensively occur, as a result of which the deposited layers are combined to obtain an intermetallic surface layer with high microhardness and, therefore, wear resistance. Mutual diffusion of metals occurs at the copper-steel interface, proceeding at a lower rate, resulting in the formation of solid solutions of copper in iron, which does not reduce the adhesion strength of the formed intermetallic surface layer to steel.
При соотношении толщин слоев меди и титана (0,5-1,5):1 и термической обработке при температурах 885-1080oС с выдержкой 1-4 часа, происходит интенсивный процесс реактивной диффузии, в результате которого взаимодействуют нанесенные металлы с образованием интерметаллидного поверхностного слоя толщиной 0,5-2,5 мм, обладающего высокой микротвердостью: 8-12 ГПа, а следовательно, высокой износостойкостью и содержащего интерметаллидные фазы: Ti2Cu+TiCu+Тi2Cu3 (фиг.3). Как видно из фиг.3, граница раздела между титаном и медью по мере прохождения диффузионных процессов исчезает. Такое интенсивное диффузионное взаимодействие связано с подплавлением в результате термической обработки при температурах 885-1080oС контактной границы между медью и титаном, на которой произошло изменение концентрации металлов вследствие диффузии до концентрации, соответствующей 885-градусной эвтектике, после чего образовавшаяся жидкая прослойка начинает расти как в сторону титана, так и в сторону меди, вовлекая в диффузионное взаимодействие все новые слои металлов и расплавляя их. Одновременно с процессом расплавления в результате перестройки кристаллической решетки вследствие достижения предела растворимости одного из металлов в пограничном слое выделяются интерметаллидные фазы. Таким образом, при выдержке 1-4 часа в зависимости от толщины нанесенных слоев и температуры термической обработки, происходит полное взаимное проникновение нанесенных металлов с образованием диффузионной зоны, толщина которой равна сумме толщин слоев меди и титана и состоящей из интерметаллидных фаз, обладающих высокой твердостью.When the ratio of the thicknesses of the layers of copper and titanium (0.5-1.5): 1 and heat treatment at temperatures of 885-1080 o With a holding time of 1-4 hours, an intensive process of reactive diffusion occurs, resulting in the interaction of supported metals with the formation of intermetallic the surface layer with a thickness of 0.5-2.5 mm, having high microhardness: 8-12 GPa, and therefore, high wear resistance and containing intermetallic phases: Ti 2 Cu + TiCu + Ti 2 Cu 3 (figure 3). As can be seen from figure 3, the interface between titanium and copper with the passage of diffusion processes disappears. This intense diffusion interaction is associated with melting as a result of heat treatment at temperatures of 885-1080 o With the contact boundary between copper and titanium, on which there was a change in the concentration of metals due to diffusion to a concentration corresponding to 885-degree eutectic, after which the resulting liquid layer begins to grow as towards titanium, and towards copper, involving in the diffusion interaction all new metal layers and melting them. Simultaneously with the process of melting as a result of rearrangement of the crystal lattice, due to reaching the solubility limit of one of the metals, intermetallic phases are released in the boundary layer. Thus, when holding for 1-4 hours, depending on the thickness of the deposited layers and the temperature of the heat treatment, there is a complete mutual penetration of the deposited metals with the formation of a diffusion zone, the thickness of which is equal to the sum of the thicknesses of the layers of copper and titanium and consisting of intermetallic phases having high hardness.
При соотношении толщин слоев меди и титана менее 0,5:1 и более 1,5:1 не достигается данный технический результат, т. к. образовавшаяся при таких соотношениях толщин слоев диффузионная зона обладает меньшей микротвердостью: 1-5 ГПа вследствие того, что концентрации титана в первом случае и меди во втором случае велики, поэтому структура диффузионной зоны представляет собой смесь интерметаллидных фаз и фаз чистых металлов, обладающих низкой микротвердостью. If the ratio of the thicknesses of the layers of copper and titanium is less than 0.5: 1 and more than 1.5: 1, this technical result is not achieved, because the diffusion zone formed at such ratios of the thicknesses of the layers has a lower microhardness: 1-5 GPa due to the fact that the concentrations of titanium in the first case and copper in the second case are high; therefore, the structure of the diffusion zone is a mixture of intermetallic phases and phases of pure metals with low microhardness.
При температуре термической обработки ниже 885oС процессы реактивной диффузии идут значительно медленнее, т.к. не происходит расплавления контактной границы между медью и титаном, в результате на этой границе образуется диффузионная зона, толщиной менее 0,2 мм, т.е. не достигается данный технический результат.When the temperature of the heat treatment is below 885 o C, the processes of reactive diffusion are much slower, because the contact boundary between copper and titanium does not melt; as a result, a diffusion zone with a thickness of less than 0.2 mm is formed at this boundary, i.e. This technical result is not achieved.
При температуре выше 1080oС происходит расплавление слоя меди, которое приводит к разрушению соединения.At temperatures above 1080 o With the melting of the copper layer, which leads to the destruction of the compound.
Время выдержки менее 1 ч (фиг.2) не достаточно для полного протекания процесса диффузии и взаимного проникновения нанесенных металлов. В этом случае образуется диффузионная зона, толщина которой меньше суммы толщин слоев меди и титана. Из фиг.2 видно, что граница между титаном и медью переместилась относительно первоначального положения (фиг.1) к свободной поверхности титана, но не достигла ее, следовательно, концентрация меди в диффузионной зоне велика, поэтому структура этой зоны представляет собой смесь интерметаллидных фаз и фаз меди, что приводит к снижению микротвердости до 1 - 5 ГПа. A holding time of less than 1 h (Fig. 2) is not sufficient for the complete process of diffusion and mutual penetration of the deposited metals. In this case, a diffusion zone is formed, the thickness of which is less than the sum of the thicknesses of the layers of copper and titanium. From figure 2 it is seen that the boundary between titanium and copper has moved relative to the initial position (figure 1) to the free surface of titanium, but did not reach it, therefore, the concentration of copper in the diffusion zone is high, therefore, the structure of this zone is a mixture of intermetallic phases and copper phases, which leads to a decrease in microhardness to 1 - 5 GPa.
Выдержка более 4 ч не оказывает влияния на состав и свойства покрытия, а в ряде случаев, при больших температурах нагрева, приводит к ухудшению его поверхности и образованию пор. Exposure for more than 4 hours does not affect the composition and properties of the coating, and in some cases, at high heating temperatures, it leads to deterioration of its surface and the formation of pores.
Сущность способа поясняется микрофотографиями, где на фиг.1 представлены границы соединения металлов Ti-Cu, Cu-Ст.3 после сварки взрывом; на фиг.2 изображена диффузионная зона, образующаяся после термической обработки при температуре 1000oС в течение 0,5 ч; на фиг.3 представлен интерметаллидный слой, образующий покрытие.The essence of the method is illustrated by micrographs, where figure 1 shows the boundaries of the connection of metals Ti-Cu, Cu-St.3 after welding by explosion; figure 2 shows the diffusion zone formed after heat treatment at a temperature of 1000 o C for 0.5 h; figure 3 presents the intermetallic layer forming a coating.
Способ получения износостойкого покрытия осуществляется следующим образом. A method of obtaining a wear-resistant coating is as follows.
Собирают пакет из предварительно очищенных и обезжиренных пластин металлов, располагающихся друг над другом на расстоянии технологического зазора в последовательности сталь - медь - титан с соотношением толщин слоев меди и титана (0,5-1,5):1 и проводят сварку взрывом. Полученную трехслойную композицию (фиг.1) нагревают в печи в инертной среде при температурах: 885-1080oС в течение 1-4 ч. Толщину покрытия определяют на инструментальном микроскопе МИМ-8, замер микротвердости производят на микротвердомере ПМТ-3. Фазовый состав исследуют на дифрактометреДРОН-3.A bag is assembled from pre-cleaned and defatted metal plates located one above the other at a distance of the technological gap in the sequence steel - copper - titanium with a ratio of the thicknesses of the layers of copper and titanium (0.5-1.5): 1 and carry out explosion welding. The obtained three-layer composition (Fig. 1) is heated in an oven in an inert atmosphere at temperatures: 885-1080 o C for 1-4 hours. The coating thickness is determined using a MIM-8 instrument microscope, microhardness is measured on a PMT-3 microhardness tester. The phase composition is examined on a DRON-3 diffractometer.
Зависимость микротвердости полученного покрытия от соотношения толщин слоев нанесенных металлов и режимов термической обработки представлены в таблице. The dependence of the microhardness of the obtained coating on the ratio of the thicknesses of the deposited metal layers and the heat treatment conditions are presented in the table.
Пример 1. Составляют трехслойный пакет из предварительно зачищенных и обезжиренных пластин металлов. Толщина медной пластины 0,5 мм, титановой - 1 мм (соотношение 0,5: 1). Пластины располагают друг над другом в последовательности сталь-медь-титан с зазорами 1 мм и 1 мм. Производят сварку взрывом зарядом смеси аммонита 6ЖВ с песком 75/25 высотой 25 мм. Микрофотография границ соединения после сварки взрывом представлена на фиг.1. Полученную трехслойную заготовку подвергают термической обработке при температуре 1000oС в течение 1,8 ч. Толщина полученного покрытия (фиг.3) равна 1,5 мм, микротвердость 8-12 ГПа, фазовый состав: Тi2Сu+TiCu+Ti2Cu3.Example 1. Compose a three-layer package of pre-cleaned and degreased metal plates. The thickness of the copper plate is 0.5 mm, titanium - 1 mm (ratio 0.5: 1). The plates are arranged one above the other in the sequence steel-copper-titanium with gaps of 1 mm and 1 mm. They produce welding by explosion with a charge of a mixture of ammonite 6ZhV with sand 75/25 25 mm high. A micrograph of the boundaries of the joint after explosion welding is shown in FIG. The resulting three-layer preform is subjected to heat treatment at a temperature of 1000 o C for 1.8 hours. The thickness of the obtained coating (Fig. 3) is 1.5 mm, the microhardness is 8-12 GPa, the phase composition is Ti 2 Cu + TiCu + Ti 2 Cu 3 .
Пример 2. Составляют трехслойный пакет из предварительно зачищенных и обезжиренных пластин металлов. Толщина медной пластины 1 мм, титановой - 1 мм (соотношение 1: 1). Пластины располагают друг над другом в последовательности сталь - медь - титан с зазорами 5 мм и 1 мм. Производят сварку взрывм зарядом смеси аммонита 6ЖВ с песком 75/25 высотой 25 мм. Полученную трехслойную заготовку подвергают термической обработке при температуре 1000oС в течение 2,2 ч. Толщина полученного покрытия равна 2 мм, микротвердость 8-12 ГПа, фазовый состав: Ti2Cu+TiCu+Тi2Сu3.Example 2. Compose a three-layer package of pre-cleaned and degreased metal plates. The thickness of the copper plate is 1 mm, titanium - 1 mm (ratio 1: 1). The plates are arranged one above the other in the sequence steel - copper - titanium with gaps of 5 mm and 1 mm. They produce welding by explosive charge of a mixture of ammonite 6ZhV with sand 75/25 with a height of 25 mm. The obtained three-layer billet is subjected to heat treatment at a temperature of 1000 o C for 2.2 hours. The thickness of the resulting coating is 2 mm, the microhardness is 8-12 GPa, phase composition: Ti 2 Cu + TiCu + Ti 2 Cu 3 .
Пример 3. Составляют трехслойный пакет из предварительно зачищенных и обезжиренных пластин металлов. Толщина медной пластины 1,5 мм, титановой - 1 мм (соотношение 1,5: 1). Пластины располагают друг над другом в последовательности сталь - медь - титан с зазорами 5 мм и 1 мм. Производят сварку взрывом зарядом смеси аммонита 6ЖВ с песком 75/25 высотой 28 мм. Полученную трехслойную заготовку подвергают термической обработке при температуре 1000oС в течение 2,6 ч. Толщина покрытия равна 2,5 мм, микротвердость 8-12 ГПа, фазовый состав: Ti2Cu+TiCu+Тi2Сu3.Example 3. Compose a three-layer package of pre-cleaned and degreased metal plates. The thickness of the copper plate is 1.5 mm, titanium - 1 mm (ratio 1.5: 1). The plates are arranged one above the other in the sequence steel - copper - titanium with gaps of 5 mm and 1 mm. They produce welding by explosion with a charge of a mixture of ammonite 6ZhV with sand 75/25 with a height of 28 mm. The resulting three-layer preform is subjected to heat treatment at a temperature of 1000 o C for 2.6 hours. The coating thickness is 2.5 mm, the microhardness is 8-12 GPa, the phase composition: Ti 2 Cu + TiCu + Ti 2 Cu 3 .
Пример 4. Производят те же действия, что и в примере 1, только термическую обработку проводят при температуре 885oС в течение 2,2 часа. Толщина полученного покрытия равна 1,5 мм, микротвердость 8-12 ГПа, фазовый состав: Ti2Сu+TiCu+Ti2Cu3.Example 4. The same actions are performed as in example 1, only heat treatment is carried out at a temperature of 885 o C for 2.2 hours. The thickness of the obtained coating is 1.5 mm, the microhardness is 8-12 GPa, the phase composition: Ti 2 Cu + TiCu + Ti 2 Cu 3 .
Пример 5. Производят те же действия, что и в примере 1, только термическую обработку проводят при температуре 1080oС в течение 1 часа. Толщина полученного покрытия равна 1,5 мм, микротвердость 8-12 ГПа, фазовый состав: Ti2Cu+TiCu+Ti2Сu3.Example 5. The same actions are performed as in example 1, only heat treatment is carried out at a temperature of 1080 o C for 1 hour. The thickness of the obtained coating is 1.5 mm, the microhardness is 8-12 GPa, the phase composition: Ti 2 Cu + TiCu + Ti 2 Cu 3 .
Пример 6. Производят те же действия, что и в примере 3, только термическую обработку проводят при температуре 885oС в течение 4 часов. Толщина полученного покрытия равна 2,5 мм, микротвердость 8-12 ГПа, фазовый состав: Ti2Cu+TiCu+Тi2Сu3.Example 6. The same actions are performed as in example 3, only heat treatment is carried out at a temperature of 885 o C for 4 hours. The thickness of the obtained coating is 2.5 mm, the microhardness is 8-12 GPa, the phase composition: Ti 2 Cu + TiCu + Ti 2 Cu 3 .
Пример 7. Составляют трехслойный пакет из предварительно зачищенных и обезжиренных пластин металлов. Толщина медной пластины 0,25 мм, титановой - 0,25 мм (соотношение 1:1). Пластины располагают друг над другом в последовательности сталь - медь - титан с зазорами 6 мм и 3 мм. Производят сварку взрывом зарядом смеси аммонита 6ЖВ с песком 75/25 высотой 20 мм. Полученную трехслойную заготовку подвергают термической обработке при температуре 950oС в течение 1 ч. Толщина полученного покрытия равна 0,5 мм, микротвердость 8-12 ГПа, фазовый состав: Ti2Cu+TiCu+Ti2Сu3.Example 7. Compose a three-layer package of pre-cleaned and degreased metal plates. The thickness of the copper plate is 0.25 mm, titanium - 0.25 mm (ratio 1: 1). The plates are arranged one above the other in the sequence steel - copper - titanium with gaps of 6 mm and 3 mm. They produce explosion welding with a charge of a mixture of ammonite 6ZhV with sand 75/25 with a height of 20 mm. The obtained three-layer billet is subjected to heat treatment at a temperature of 950 o C for 1 h. The thickness of the resulting coating is 0.5 mm, the microhardness is 8-12 GPa, phase composition: Ti 2 Cu + TiCu + Ti 2 Cu 3 .
Пример 8. Составляют трехслойный пакет из предварительно зачищенных и обезжиренных пластин металлов. Толщина медной пластины - 0,25 мм, титановой - 1 мм (соотношение 0,25:1). Пластины располагают друг над другом в последовательности сталь - медь - титан с зазорами 4 мм и 2 мм. Производят сварку взрывом зарядом смеси аммонита 6ЖВ с песком 75/25 высотой 25 мм. Полученную трехслойную заготовку подвергают термической обработке при температуре 1000oС в течение 1,6 ч. Толщина полученного покрытия равна 1,25 мм, в этом случае прослойка содержит фазы: TiCu+Ti2Cu+Ti, а ее микротвердость составляет 3-5 ГПа.Example 8. Compose a three-layer package of pre-peeled and fat-free metal plates. The thickness of the copper plate is 0.25 mm, titanium - 1 mm (ratio 0.25: 1). The plates are arranged one above the other in the sequence steel - copper - titanium with gaps of 4 mm and 2 mm. They produce welding by explosion with a charge of a mixture of ammonite 6ZhV with sand 75/25 25 mm high. The obtained three-layer billet is subjected to heat treatment at a temperature of 1000 o C for 1.6 hours. The thickness of the obtained coating is 1.25 mm, in this case, the layer contains phases: TiCu + Ti 2 Cu + Ti, and its microhardness is 3-5 GPa .
Пример 9. Составляют трехслойный пакет из предварительно зачищенных и обезжиренных пластин металлов. Толщина медной пластины - 2 мм, титановой - 1 мм (соотношение 2: 1). Пластины располагают друг над другом в последовательности сталь - медь - титан с зазорами 5 мм и 0,8 мм. Производят сварку взрывом зарядом смеси аммонита 6ЖВ с песком 75/25 высотой 30 мм. Полученную трехслойную заготовку подвергают термической обработке при температуре 1000oС в течение 3 ч. Толщина полученного покрытия равна 3 мм. В этом случае прослойка содержит фазы: Тi2Сu3+TiCu3+Cu, а ее микротвердость составляет 1-5 ГПа.Example 9. Compose a three-layer package of pre-stripped and defatted metal plates. The thickness of the copper plate is 2 mm, titanium - 1 mm (2: 1 ratio). The plates are arranged one above the other in the sequence steel - copper - titanium with gaps of 5 mm and 0.8 mm. They produce welding by explosion with a charge of a mixture of ammonite 6ZhV with sand 75/25 30 mm high. The resulting three-layer preform is subjected to heat treatment at a temperature of 1000 o C for 3 hours. The thickness of the resulting coating is 3 mm. In this case, the interlayer contains the phases: Ti 2 Cu 3 + TiCu 3 + Cu, and its microhardness is 1-5 GPa.
Пример 10. Производят те же действия, что и в примере 1, только термическую обработку проводят при температуре 1100oС в течение 0,5 часа. В этом случае происходит расплавление слоя меди и разрушение соединения.Example 10. The same actions are performed as in example 1, only heat treatment is carried out at a temperature of 1100 o C for 0.5 hours. In this case, the copper layer melts and the compound breaks down.
Пример 11. Производят те же действия, что и в примере 1, только термическую обработку проводят в течение 0,4 часа. Толщина диффузионной зоны составляет 1,04 мм. В этом случае не происходит полного взаимного проникновения слоев меди и титана (фиг.2). Микротвердость диффузионных слоев составляет 1-5 ГПа, фазовый состав: Ti+Ti2Cu3+TiCu+Cu.Example 11. The same actions are performed as in example 1, only heat treatment is carried out for 0.4 hours. The thickness of the diffusion zone is 1.04 mm. In this case, there is no complete mutual penetration of the layers of copper and titanium (figure 2). The microhardness of the diffusion layers is 1-5 GPa, phase composition: Ti + Ti 2 Cu 3 + TiCu + Cu.
Пример 12. Производят те же действия, что и в примере 3, только термическую обработку проводят при температуре 885oС в течение 4,5 часа. Толщина полученного покрытия равна 2,5 мм, микротвердость 3-8 ГПа, фазовый состав: Ti2Cu+TiCu+Ti2Cu3. Из-за длительной выдержки поверхностный слой покрытия ухудшается, в покрытии появляются поры.Example 12. The same actions are performed as in example 3, only heat treatment is carried out at a temperature of 885 o C for 4.5 hours. The thickness of the resulting coating is 2.5 mm, the microhardness is 3-8 GPa, phase composition: Ti 2 Cu + TiCu + Ti 2 Cu 3 . Due to prolonged exposure, the surface layer of the coating deteriorates, pores appear in the coating.
Данный способ позволяет получить на поверхности стальных деталей интерметаллидный слой толщиной 0,5-2,5 мм с высокой износостойкостью и прочностью сцепления со стальной деталью. This method allows to obtain on the surface of steel parts an intermetallic layer with a thickness of 0.5-2.5 mm with high wear resistance and adhesion to a steel part.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001123820/02A RU2202456C1 (en) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | Method for applying wear resistant coating on surfaces of steel parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001123820/02A RU2202456C1 (en) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | Method for applying wear resistant coating on surfaces of steel parts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2202456C1 true RU2202456C1 (en) | 2003-04-20 |
Family
ID=20252879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001123820/02A RU2202456C1 (en) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | Method for applying wear resistant coating on surfaces of steel parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2202456C1 (en) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486999C1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of producing coating |
| RU2533508C1 (en) * | 2013-07-26 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of making composite copper-titanium material |
| RU2560897C1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of making composite copper-titanium material |
| RU2560895C1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of making composite copper-titanium material |
| RU2649929C1 (en) * | 2017-04-04 | 2018-04-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of heat-resistant intermetallide coating producing on the surface of the low-carbon steel plate |
| RU2649921C1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-04-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of producing heat-resistant intermetallide coating on the surface of the plate |
| RU2649922C1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-04-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of producing heat-resistant intermetallide coating on the surface of the plate |
| RU2649920C1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-04-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of heat-resistant intermetallide coating producing on the surface of the low-carbon steel plate |
| RU2679814C1 (en) * | 2018-09-28 | 2019-02-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method for obtaining wear-resistant coatings on surfaces of copper and magnesium alloy plates |
| RU2691656C1 (en) * | 2018-01-22 | 2019-06-17 | Общество с ограниченной ответственностью "СВС-Композит" | Mixture and method for production of wear-resistant material with its use by shs method |
| RU2701699C1 (en) * | 2019-07-03 | 2019-09-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of obtaining wear-resistant coatings on surfaces of plates from aluminum alloy and copper |
| RU2711284C1 (en) * | 2019-07-03 | 2020-01-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of obtaining wear-resistant coatings on surfaces of plates from copper and aluminum alloy |
| RU2712156C1 (en) * | 2019-07-03 | 2020-01-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of obtaining wear-resistant coatings on surfaces of plates from aluminum alloy and copper |
| RU2723498C1 (en) * | 2017-02-03 | 2020-06-11 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Sliding element and internal combustion engine sliding element |
| RU2725510C1 (en) * | 2019-12-28 | 2020-07-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of producing heat-resistant coatings on steel |
-
2001
- 2001-08-27 RU RU2001123820/02A patent/RU2202456C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486999C1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of producing coating |
| RU2533508C1 (en) * | 2013-07-26 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of making composite copper-titanium material |
| RU2560897C1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of making composite copper-titanium material |
| RU2560895C1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of making composite copper-titanium material |
| RU2723498C1 (en) * | 2017-02-03 | 2020-06-11 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Sliding element and internal combustion engine sliding element |
| RU2649922C1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-04-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of producing heat-resistant intermetallide coating on the surface of the plate |
| RU2649921C1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-04-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of producing heat-resistant intermetallide coating on the surface of the plate |
| RU2649920C1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-04-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of heat-resistant intermetallide coating producing on the surface of the low-carbon steel plate |
| RU2649929C1 (en) * | 2017-04-04 | 2018-04-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of heat-resistant intermetallide coating producing on the surface of the low-carbon steel plate |
| RU2691656C1 (en) * | 2018-01-22 | 2019-06-17 | Общество с ограниченной ответственностью "СВС-Композит" | Mixture and method for production of wear-resistant material with its use by shs method |
| RU2679814C1 (en) * | 2018-09-28 | 2019-02-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method for obtaining wear-resistant coatings on surfaces of copper and magnesium alloy plates |
| RU2701699C1 (en) * | 2019-07-03 | 2019-09-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of obtaining wear-resistant coatings on surfaces of plates from aluminum alloy and copper |
| RU2711284C1 (en) * | 2019-07-03 | 2020-01-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of obtaining wear-resistant coatings on surfaces of plates from copper and aluminum alloy |
| RU2712156C1 (en) * | 2019-07-03 | 2020-01-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of obtaining wear-resistant coatings on surfaces of plates from aluminum alloy and copper |
| RU2725510C1 (en) * | 2019-12-28 | 2020-07-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of producing heat-resistant coatings on steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2202456C1 (en) | Method for applying wear resistant coating on surfaces of steel parts | |
| JP5551184B2 (en) | Coated stamping part manufacturing method and part made therefrom | |
| US5792289A (en) | Titanium alloy products and methods for their production | |
| CA2879069C (en) | Galvanized steel sheet for hot forming | |
| Nazari et al. | Effect of micro alloying elements on the interfacial reactions between molten aluminum alloy and tool steel | |
| Bindumadhavan et al. | Aluminizing and subsequent nitriding of plain carbon low alloy steels for piston ring applications | |
| Mikheev et al. | Research of the intermetallics formation mechanism during the synthesis of functionally graded layered steel-aluminum compositions | |
| Aryanto et al. | Effect of annealing temperature on the oxidation behavior of ferrosilicon-aluminum-coated low carbon steel by mechanical alloying | |
| KR20150074975A (en) | Zinc alloy plating steel sheet having excellent weldability and method for manufacturing the same | |
| KR100760152B1 (en) | Manufacturing method of high strength automobile parts by zinc galvanization steel sheet using hot stamping | |
| Razavi et al. | Laser surface treatment of electroless Ni–P coatings on Al356 alloy | |
| RU2145981C1 (en) | Method of protection of surface of ingots | |
| GB1574814A (en) | Hot-dip coating of steel substrates | |
| US4150179A (en) | Hot dip aluminizing of steel strip | |
| Nan et al. | Oxidation behaviour of a MoSiBTiC alloy coated by a (Si+ B) co-deposition pack cementation method | |
| RU2772342C1 (en) | Method for depositing a heat-resistant coating based on iron aluminide on the surface of products operating in conditions of high-temperature gas corrosion | |
| Shmorgun et al. | Evaluation of wear resistance of Ti-Cu coated surfaces by scratch test | |
| RU2807620C1 (en) | Method for producing coated steel sheet, galvanized steel sheet (embodiments) and application of galvanized steel sheet | |
| JPS6335762A (en) | Manufacture of continuous casting mold | |
| Hignjak et al. | Diffusion Saturation of U8A Steel in a Mixture of Metal Powders with the Chloride Ammonia | |
| JPS5887223A (en) | Production of metal coated steel plate | |
| EP0081847A1 (en) | Enameling process | |
| Sharma | Synthesis of Superhard Multi-Principal Element Alloy Coatings by Spark Hardening | |
| JP2969292B2 (en) | Manufacturing method of wear-resistant members | |
| KR100336424B1 (en) | THE METHOD FOR MANUFACTURING STEEL PLATE COATED WITH Al-Si ALLOY AND ITS PRODUCTS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060828 |