RU2242536C2 - Способ получения покрытия на изделиях из железа или сплавов на его основе - Google Patents
Способ получения покрытия на изделиях из железа или сплавов на его основе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2242536C2 RU2242536C2 RU2002128339/02A RU2002128339A RU2242536C2 RU 2242536 C2 RU2242536 C2 RU 2242536C2 RU 2002128339/02 A RU2002128339/02 A RU 2002128339/02A RU 2002128339 A RU2002128339 A RU 2002128339A RU 2242536 C2 RU2242536 C2 RU 2242536C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- coatings
- oxides
- produced
- product
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения покрытий на изделиях из железа или сплавов на его основе и может найти применение в машиностроении при получении износостойких и антифрикционных покрытий. Покрытие на поверхности изделия получают путем проведения термохимической реакции взаимодействующих между собой при нагреве до температуры реакции окислов и восстановителей, образующих термитный состав. Окисел получают путем предварительного окисления поверхности изделия до образования оксидов. После этого для образования термитного состава наносят на поверхность восстановитель. В качестве восстановителя используют алюминий. В термитный состав вводят нано- или ультрадисперсные порошки тугоплавких соединений. В качестве тугоплавких соединений используют карбонитриды. В наплавляемый материал покрытия дополнительно вводят элементы, образующие в совокупности с ним слой антифрикционного сплава, а в процессе наплавления покрытия на внутреннюю поверхность изделия в виде цилиндра производят его вращение вокруг оси. Способ позволяет получить покрытие высокого качества увеличенной толщины, а также расширить номенклатуру получаемых покрытий. 4 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при получении износостойких и антифрикционных покрытий на изделиях.
Известен способ получения покрытий на изделиях, при котором производят плазменное и газоплазменное напыление металлическими и неметаллическими материалами, например А12O3 или ZrO2, разогреваемыми в факеле плазмы до температуры выше точки плавления (Специальные способы литья. Справочник. Под общей редакцией акад. АН УССР В.А. Ефимова. М.: Машиностроение, 1991 г., стр.111, 113).
Известен способ получения покрытий на изделиях, принятый за наиболее близкий аналог, при котором осуществляют наплавление покрытия на поверхность изделия за счет проведения термохимической реакции взаимодействующих между собой при нагреве до температуры реакции окислов и восстановителей, образующих термитную смесь (SU 171876, кл. С 23 С 26/00, 31.07.1965 г.).
Суть процесса состоит в том, что на изделие наносят слой диффузионно-активной пасты, а затем слой энерговыделяющей пасты. Затем наружный слой воспламеняют и за счет диффузии элементов из внутреннего слоя происходит насыщение поверхности изделия бором, алюминием и др.
Данный способ малоэффективен, т.к. диффузионный процесс длителен по своей природе, а экзотермическая реакция - быстро протекающий процесс, и образующиеся диффузионные слои незначительны. Кроме того, эти слои не обладают теплозащитными свойствами, и способ не позволяет получить покрытия с антифрикционными свойствами.
Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно увеличение толщины при улучшении свойств покрытия, расширение номенклатуры получаемых покрытий.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения покрытия на изделиях из железа или сплавов на его основе, включающем наплавление материала покрытия на поверхность изделия путем проведения термохимической реакции взаимодействующих между собой при нагреве до температуры реакции окислов и восстановителей, образующих термитный состав, окисел получают путем предварительного окисления поверхности изделия до образования оксидов, после чего для образования термитного состава наносят на поверхность восстановитель. При этом в качестве восстановителя используют алюминий, в термитный состав вводят нано- нли ультрадисперсные порошки тугоплавких соединений - карбонитриды, например TiCN, до 0,1% по массе.
В результате применяемых приемов образуется покрытие из Al2O3 достаточной толщины, обладающее комплексом свойств - каррозионностойкостью, износостойкостью, термосопротивлением с улучшенными механическими характеристиками за счет нано-(ультрадисперсных) порошков, которые выполняют роль “арматуры” покрытия, улучшающими адгезию и механические свойства покрытия.
Следующее отличие способа заключается в том, что в наплавляемый материал дополнительно вводят элементы, образующие в совокупности с ним слой антифрикционного сплава, а в процессе наплавления покрытия на внутреннюю поверхность изделия в виде цилиндра производят его вращение вокруг оси. Это позволяет получить биметаллические подшипники с тонким антифрикционным слоем и повышенной износостойкостью за счет измельченной структуры металла покрытия с центрами кристаллизации из ультрадисперсных карбонитридов.
Способ осуществляют следующим образом.
Пример 1.
Поверхность стального изделия окисляют до образования закись-окиси железа и затем на окисленную поверхность методом холодного газодинамического напыления наносят тонкий слой алюминиевого порошка, в который предварительно замешиваем ультрадисперсный порошок карбонитрида титана (ТiСN) дисперсностью до 0,1 мкм в количестве 0,01-0,1% по массе. Далее известными приемами проводят реакцию
8А1+3Fе3O4=4Аl2О3+9Fе+800 ккал,
в результате которой на поверхности стального изделия образуется покрытие из Аl2O3, обладающее комплексом полезных свойств.
Пример 2.
Биметаллическую втулку сталь 40Х-бронза БрА10ЖЗМц2 (корпус подшипника) получают в следующей последовательности.
Стальную втулку нагревают в индукторе до температуры 1350°С, устанавливают в специальное устройство и приводят во вращение. Затем на внутреннюю поверхность горячей втулки засыпают порошок следующего состава, %:
Окись меди 64
Химическое соединение меди и алюминия 20
Малоуглеродистый ферромарганец 16
Нанопорошок TiCN 0,05% сверх 100%
и алюминиевый порошок (рубленная проволока) в количестве, достаточном для получения бронзы БрА10ЖЗМц2.
При разогреве сыпучего материала свыше 1000°С протекает химическая реакция
СuO+2А1=Аl2O3+3Cu+Q,
смесь расплавляется, образующийся внутренний слой из бронзы приваривается к стали, и окись алюминия, как более легкая, вытесняется поверх бронзы, а затем удаляется.
Использование изобретения позволяет расширить номенклатуру наплавляемых на изделия покрытий и улучшить их свойства.
Claims (5)
1. Способ получения покрытия на изделиях из железа или сплавов на его основе, включающий наплавление материала покрытия на поверхность изделия путем проведения термохимической реакции взаимодействующих между собой при нагреве до температуры реакции окислов и восстановителей, образующих термитный состав, отличающийся тем, что окисел получают путем предварительного окисления поверхности изделия до образования оксидов, после чего для образования термитного состава наносят на поверхность восстановитель.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют алюминий.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в термитный состав вводят нано- или ультрадисперсные порошки тугоплавких соединений.
4. Способ п.3, отличающийся тем, что в качестве тугоплавких соединений используют карбонитриды.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в наплавляемый материал покрытия дополнительно вводят элементы, образующие в совокупности с ним слой антифрикционного сплава, а в процессе наплавления покрытия на внутреннюю поверхность изделия в виде цилиндра производят его вращение вокруг оси.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002128339/02A RU2242536C2 (ru) | 2002-10-21 | 2002-10-21 | Способ получения покрытия на изделиях из железа или сплавов на его основе |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002128339/02A RU2242536C2 (ru) | 2002-10-21 | 2002-10-21 | Способ получения покрытия на изделиях из железа или сплавов на его основе |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002128339A RU2002128339A (ru) | 2004-04-27 |
RU2242536C2 true RU2242536C2 (ru) | 2004-12-20 |
Family
ID=34387228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002128339/02A RU2242536C2 (ru) | 2002-10-21 | 2002-10-21 | Способ получения покрытия на изделиях из железа или сплавов на его основе |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2242536C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2568555C1 (ru) * | 2014-07-08 | 2015-11-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ получения наноструктурированного конгломерированного порошкового материала для нанесения покрытий методами газодинамического и газотермического напыления |
-
2002
- 2002-10-21 RU RU2002128339/02A patent/RU2242536C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2568555C1 (ru) * | 2014-07-08 | 2015-11-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ получения наноструктурированного конгломерированного порошкового материала для нанесения покрытий методами газодинамического и газотермического напыления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gatto et al. | Plasma Transferred Arc deposition of powdered high performances alloys: process parameters optimisation as a function of alloy and geometrical configuration | |
AU2017419294B2 (en) | Iron based alloy suitable for providing a hard and wear resistant coating on a substrate, article having a hard and wear resistant coating, and method for its manufacture | |
Wang et al. | Fabricating TiC particles reinforced Fe-based composite coatings produced by GTAW multi-layers melting process | |
Ulianitsky et al. | Detonation spraying behaviour of refractory metals: Case studies for Mo and Ta-based powders | |
Marple et al. | Thermal spraying of nanostructured cermet coatings | |
CA3066822A1 (en) | Iron based alloy suitable for providing a hard and corrosion resistant coating on a substrate, article having a hard and corrosion resistant coating, and method for its manufacture | |
Chmielewski et al. | New method of in-situ fabrication of protective coatings based on Fe–Al intermetallic compounds | |
He et al. | Investigation on microstructures and properties of arc-sprayed-Al/AZ91D bimetallic material by solid–liquid compound casting | |
CA2207579A1 (fr) | Piece frittee a surface anti-abrasive et procede pour sa realisation | |
Ramadan et al. | New trends and advances in bi-metal casting technologies | |
Tailor et al. | A review on plasma sprayed Al-SiC composite coatings | |
US4943485A (en) | Process for applying hard coatings and the like to metals and resulting product | |
US4857116A (en) | Process for applying coatings of zirconium and/or titanium and a less noble metal to metal substrates and for converting the zirconium and/or titanium to a nitride, carbide, boride, or silicide | |
RU2242536C2 (ru) | Способ получения покрытия на изделиях из железа или сплавов на его основе | |
US20100136364A1 (en) | Method for producing two bonded-together layers and functional component that can be produced by the method | |
Czerwinski | Corrosion of materials in liquid magnesium alloys and its prevention | |
Rahimi-Vahedi et al. | Formation of Fe-TiC composite clad layers on steel using the combustion synthesis process | |
Cai et al. | Laser cladding for wear-resistant Cr-alloyed Ni2Si–NiSi intermetallic composite coatings | |
Kovalev et al. | Formation of an intermetallic layer during arc facing of aluminum alloys onto a steel substrate | |
EP2414106B1 (en) | Chromium-free metallic coating, method of forming thereof and composite wire | |
Tavoosi et al. | Surface modification of Ti6Al4V using tungsten inert gas re-melting process in the presence of N2 in shielding gas | |
US2471931A (en) | Welding electrode for hard facing | |
Fauchais et al. | Plasma-transferred arc | |
RU2781329C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ КВАЗИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СПЛАВА СИСТЕМЫ Al-Cu-Fe | |
Feldshtein et al. | Microstructure and phase composition of Febased self-fluxing alloy coatings formed by laser remelting and superficially modified by laser alloying with B4C particulates |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QA4A | Patent open for licensing | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061022 |