RU2246557C2 - Способ напыления внутренних поверхностей малоразмерных деталей и деталей из материалов с высокой теплопроводностью - Google Patents
Способ напыления внутренних поверхностей малоразмерных деталей и деталей из материалов с высокой теплопроводностью Download PDFInfo
- Publication number
- RU2246557C2 RU2246557C2 RU2003109410/02A RU2003109410A RU2246557C2 RU 2246557 C2 RU2246557 C2 RU 2246557C2 RU 2003109410/02 A RU2003109410/02 A RU 2003109410/02A RU 2003109410 A RU2003109410 A RU 2003109410A RU 2246557 C2 RU2246557 C2 RU 2246557C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deposition
- parts
- width
- coating
- spraying
- Prior art date
Links
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии газотермического напыления и может быть использовано для нанесения теплозащитных покрытий на внутренние поверхности малоразмерных деталей и деталей из материалов с высокой теплопроводностью, используемых в двигателях летательных аппаратов, машиностроении, энергетике и при восстановлении изношенной поверхности деталей. Плазменным напылением получают многослойное покрытие, состоящее из металлических и керамических слоев, из порошкового материала. Перед напылением детали проводят исследование геометрических параметров металлизационного валика, который напыляют на рабочих режимах при отсутствии продольного перемещения плазмотрона. Получают ширину металлизационной фигуры. Напыление осуществляют при вращении детали. Сначала напыляют первые металлические и керамические слои толщиной 20-30 мкм при перемещении плазмотрона за один оборот детали не менее 0,5 ширины металлизационной фигуры, силе тока 530-550 А и неизменной дозировке порошкового материала. Затем осуществляют напыление до заданной толщины покрытия с шагом перемещения плазмотрона 3-5 мм/об и силе тока 450-480 А. Получают высокое качество покрытия, т.е. высокую адгезионную и когезионную прочность. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технологии газотермического напыления и может быть использовано для нанесения теплозащитных покрытий на внутренние поверхности малоразмерных деталей и деталей из материалов с высокой теплопроводностью, используемых в двигателях летательных аппаратов, машиностроении, энергетике, а также для восстановления изношенной поверхности деталей.
Известен способ нанесения плазменного покрытия параллельными полосами, которые смещают друг относительно друга в результате взаимных вращательно-поступательных перемещений напыляющего устройства и изделия /2186148, МПК С 23 С 4/16, Б.И. №27.07.02/.
Недостатком этого способа является неравномерный нагрев детали, что приводит к ее короблению. Кроме того, напыление внутренней поверхности малоразмерных деталей приводит к перегреву детали, что вызывает повышенное окисление поверхности и уменьшает адгезионную прочность покрытия.
Известен способ изготовления деталей, включающий напыление металлического слоя и поэтапное образование керамических слоев. При этом первый и второй керамические слои образуют плазменным методом на воздухе соответственно в два этапа, меняя дозировку вводимого порошка, а именно первый этап при малой дозировке, а второй при увеличенной дозировке до получения структуры пористостью 5,0-16% /2116377, МПК С 23 С 14/06, Б.И. 27.07.98./.
Недостатком этого способа является повышенное окисление переходной зоны металл-керамика вследствие ее перегрева из-за малой толщины керамики (несколько микрон) в первые проходы. Кроме того, при неизменном токе первые слои керамического покрытия будут недостаточно прогреты из-за большого теплоотвода в металлический слой. При этом снижается производительность процесса, увеличивается расход электрической энергии и плазмообразующих газов.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение качества покрытия (адгезионная, когезионная прочность, наличие окислов, уменьшение перегрева деталей) особенно при напылении на малых дистанциях внутренних поверхностей малоразмерных деталей и напыления изделий из высокопроводящих материалов (Сu, Аl).
Эта задача решается за счет того, что в способе напыления внутренних поверхностей малоразмерных деталей и деталей из материалов с высокой теплопроводностью, включающем напыление металлического и керамических слоев, согласно изобретению первые слои металлического и керамического покрытия толщиной 20-30 мкм формируют при смещении плазмотрона за один оборот не менее 0,5 ширины металлизационной фигуры, токе 530-550 А и неизменной дозировке порошкового материала, а затем до заданной толщины с шагом 3-5 мм/оборот и значением силы тока 450-480 А.
Металлизационная фигура представляет собой покрытие, нанесенное неподвижным плазмотроном и имеющее форму горки с распределением напыленного материала по ее сечению, подчиняющимся эпоненциальному закону (см. чертеж).В результате линейного перемещения плазмотрона напыляемый материал осаждается в виде металлизационного валика, поперечное сечение которого соответствует ширине поперечного сечения металлизационной фигуры. Для получения покрытия поперечная подача плазмотрона устанавливается такой, при которой происходит взаимное и частичное перекрытие соседних валиков. Металлизационная фигура - то же самое, что и металлизационный валик, поскольку в данном способе напыления интерес представляют только размеры поперечного сечения (в частности, ширина) вышеупомянутых фигур, которые идентичны.
Конкретное применение вышеуказанного способа рассмотрим на примере напыления жаровой трубы с конвективным охлаждением, изготовленной из сплава ХН50ВМТЮБ-ВИ.
Перед напылением производилось исследование геометрических параметров металлизационного валика, напыленного на рабочих режимах, указанных ниже при отсутствии продольного перемещения плазмотрона. Полученная ширина металлизационной фигуры составила S=17 мм.
Внутренний диаметр детали, подлежащей напылению, составляет 75 мм. Необходимо нанести термозащитное покрытие (ТЗП) общей толщиной 600 мкм.
Покрытие имеет двухслойную структуру:
1-й слой - металлический (связующий) толщиной 150-200 мкм, образуется путем напыления порошка NiCoCrAlY, грануляцией &λτ; 0,1 мкм;
2-й слой - керамический (рабочий) толщиной 300-400 мкм, образуется путем напыления порошка Z2O2+8Y2O3≤ 0,63 мкм.
Подготовка внутренней поверхности
1. Абразивная пескоструйная обработка поверхности, подлежащей напылению электрокорундом марки 63Н до образования равномерно матовой поверхности.
2. Обезжиривание поверхности ацетоном.
Напыление ТЗП производилось на плазменной установке УПУ-8М малогабаритным плазмотроном, работающим на Аr-Н2 (аргоно-водородном) плазмообразующем газе.
Напыляемая деталь устанавливалась в манипулятор вращения и при напылении охлаждалась сжатым воздухом.
Напыление металлического слоя осуществлялось на следующих режимах:
Напряжение U=55-60 В
Расход аргона 2 м3/ч
Расход водорода 0,1 м3/ч
Расход транспортного газа (Аr) 0,2 м3/ч
Дистанция напыления 35 мм
Скорость вращения детали 38 об/мин
| Сила тока, I, А | Шаг перемещения плазмотрона, мм/об | |
| Начальные слои (1-2) | 400 | 8 |
| Последующие слои | 380 | 5 |
Напыление керамического слоя осуществлялось на следующих режимах:
Напряжение U=60-62 В
Расход аргона 2 м3/ч
Расход водорода 0,2 м3/ч
Расход транспортного газа (Аr) 0,2 м3/ч
Дистанция напыления 35 мм
Скорость вращения детали 38 об/мин
| Сила тока, I, А | Шаг перемещения плазмотрона, мм/об | |
| Начальные слои (1-4) | 550 | 8 |
| Последующие слои | 450 | 5 |
После напыления деталь подвергалась окислительному отжигу в специальной печи с целью контроля качества адгезии на режиме:
Т=850° С;
время выдержки 1 ч 30 мин.
После остывания трубы на воздухе до комнатной температуры не было замечено отслоений, сколов и других нарушений плазменного покрытия.
Claims (1)
- Способ напыления внутренних поверхностей малоразмерных деталей и деталей из материалов с высокой теплопроводностью, включающий напыление плазменным методом многослойного покрытия, состоящего из металлических и керамических слоев, из порошкового материала, отличающийся тем, что перед напылением детали проводят исследование геометрических параметров металлизационного валика, который напыляют на рабочих режимах при отсутствии продольного перемещения плазмотрона, и получают ширину металлизационной фигуры, напыление осуществляют при вращении детали, сначала напыляют первые металлические и керамические слои толщиной 20-30 мкм при перемещении плазмотрона за один оборот детали не менее 0,5 ширины металлизационной фигуры, силе тока 530-550 А и неизменной дозировке порошкового материала, затем осуществляют напыление до заданной толщины покрытия с шагом перемещения плазмотрона 3-5 мм/об и силе тока 450-480 А.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003109410/02A RU2246557C2 (ru) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | Способ напыления внутренних поверхностей малоразмерных деталей и деталей из материалов с высокой теплопроводностью |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003109410/02A RU2246557C2 (ru) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | Способ напыления внутренних поверхностей малоразмерных деталей и деталей из материалов с высокой теплопроводностью |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003109410A RU2003109410A (ru) | 2004-12-27 |
| RU2246557C2 true RU2246557C2 (ru) | 2005-02-20 |
Family
ID=35218950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003109410/02A RU2246557C2 (ru) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | Способ напыления внутренних поверхностей малоразмерных деталей и деталей из материалов с высокой теплопроводностью |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2246557C2 (ru) |
-
2003
- 2003-04-03 RU RU2003109410/02A patent/RU2246557C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Herman et al. | Thermal spray: current status and future trends | |
| Mellali et al. | Influence of substrate roughness and temperature on the adhesion/cohesion of alumina coatings | |
| CN102352509B (zh) | 一种激光多层熔覆制备纳米厚陶瓷涂层的方法 | |
| US7678428B2 (en) | Plasma spraying method | |
| US20200232084A1 (en) | Wear-resistant cu-ni-sn coating | |
| US20050287374A1 (en) | Method for manufacturing articles for high temperature use, and articles made therewith | |
| JP2008111191A (ja) | シール基材表面にアブレイダブル材料を堆積させる方法 | |
| CN112063962B (zh) | 利用ps-pvd在复杂型面表面制备均匀涂层的方法 | |
| CN106148876B (zh) | 一种新型的铝合金压铸模具表面强化涂层及其制备方法 | |
| Li et al. | Laser surface remelting of plasma-sprayed nanostructured Al2O3–13 wt% TiO2 coatings on magnesium alloy | |
| CN105908047B (zh) | 一种钛铝硅钽合金材料及其制备方法 | |
| CN109457210A (zh) | 一种耐高温低发射率涂层及其制备方法 | |
| JP4434667B2 (ja) | 熱遮蔽セラミックコーティング部品の製造方法 | |
| Li et al. | Effects of spray parameters on the microstructure and property of Al2O3 coatings sprayed by a low power plasma torch with a novel hollow cathode | |
| RU2246557C2 (ru) | Способ напыления внутренних поверхностей малоразмерных деталей и деталей из материалов с высокой теплопроводностью | |
| CN108642435A (zh) | 一种涡轮外环内壁大厚度高温防护涂层及其制备方法 | |
| EP2860285B1 (en) | Method for increasing heat resistance of metallic articles | |
| Yang et al. | Introduction to Advanced Micro-Nano Coating Materials and Thermal Spray | |
| Matějíček et al. | Copper-tungsten composites sprayed by HVOF | |
| Dan et al. | Effect of in-flight particle behavior on the morphology of flame sprayed Er2O3 splats | |
| US20050026001A1 (en) | Shielded ceramic thermal spray coating | |
| Kumar et al. | Characterization and comparison between APS coatings prepared from ball milled and plasma processed nickel–aluminium powders | |
| WO2018206971A1 (en) | Method of coating a workpiece | |
| CN111286692B (zh) | 一种粗化高结合异质陶瓷界面的多陶瓷热障涂层及其制备方法 | |
| CN106756724A (zh) | 一种耐磨耐腐蚀梯度涂层镁合金及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050404 |