RU2483138C1 - Coating application method - Google Patents
Coating application method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2483138C1 RU2483138C1 RU2012111036/02A RU2012111036A RU2483138C1 RU 2483138 C1 RU2483138 C1 RU 2483138C1 RU 2012111036/02 A RU2012111036/02 A RU 2012111036/02A RU 2012111036 A RU2012111036 A RU 2012111036A RU 2483138 C1 RU2483138 C1 RU 2483138C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- mpa
- compressed air
- arc
- air pressure
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к технологиям нанесения покрытий на поверхности изделий, а именно к электродуговым способам нанесения покрытий с использованием металлических проволок, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, в частности в ремонтном производстве при восстановлении формы и размеров деталей.The invention relates to coating technologies on the surface of products, namely, electric arc coating methods using metal wires, and can be used in various branches of engineering, in particular in the repair industry when restoring the shape and size of parts.
Известен способ получения покрытий, включающий использование в качестве рабочего газа предварительно нагретого до температуры 100…350°С воздуха, с помощью которого напыляемый порошкообразный материал разгоняется до скоростей свыше 300 м/с и направляется на поверхность обрабатываемого изделия. В качестве напыляемого материала используют порошки, содержащие по крайней мере два компонента: пластичные металлы или их сплавы в количестве не менее 5% по массе и материалы, твердость которых не менее чем в три раза больше твердости включенных в порошкообразный материал пластичных металлов (керамические порошки) [Патент РФ 2038411, С23С 4/00, опубл. в БИ №18, 1995].A known method of producing coatings, including the use of working gas preheated to a temperature of 100 ... 350 ° C, with the help of which the sprayed powder material is accelerated to speeds above 300 m / s and sent to the surface of the workpiece. Powders containing at least two components are used as the sprayed material: plastic metals or their alloys in an amount of at least 5% by weight and materials whose hardness is not less than three times greater than the hardness of plastic metals included in the powder material (ceramic powders) [RF patent 2038411, C23C 4/00, publ. in BI No. 18, 1995].
Однако данный способ не обеспечивает высокой прочности сцепления напыляемого материала с поверхностью обрабатываемого изделия.However, this method does not provide high adhesion strength of the sprayed material to the surface of the workpiece.
Также известен способ восстановления подшипников скольжения, включающий предварительную механическую обработку изношенных поверхностей, дополнительную абразивную обработку внутренней цилиндрической поверхности струей абразивных частиц, нанесение на эту поверхность газотермическим напылением с последующим оплавлением порошка бронзы алюминиевой, механическую обработку до получения номинального размера и нанесение на наружную цилиндрическую поверхность анаэробного полимера [Патент РФ 2212324, В23Р 6/00, F16C 27/02, опубл. в БИ №26, 2003].Also known is a method of restoring plain bearings, including preliminary machining of worn surfaces, additional abrasive treatment of the inner cylindrical surface with a jet of abrasive particles, thermal spraying followed by melting of aluminum bronze powder, machining to a nominal size and applying anaerobic to the outer cylindrical surface polymer [RF Patent 2212324, В23Р 6/00, F16C 27/02, publ. in BI No. 26, 2003].
Однако подшипники скольжения, восстановленные данным способом, обладают низкой износостойкостью.However, plain bearings restored by this method have low wear resistance.
Известен способ нанесения покрытий плазменным напылением, включающий создание потока низкотемпературной плазмы, подачу в него порошкообразного материала и напыление его на изделие ламинарным потоком плазмы с углом расширения 0…3° и удельным теплосодержанием 26…30 кВт·ч/м3 [Патент РФ 770260, С23С 4/12, опубл. в Б.И. №14, 1997].A known method of coating by plasma spraying, including creating a stream of low-temperature plasma, feeding it into a powder material and spraying it onto a product with a laminar plasma stream with an expansion angle of 0 ... 3 ° and specific heat content of 26 ... 30 kW · h / m 3 [RF Patent 770260, C23C 4/12, publ. in B.I. No. 14, 1997].
Недостатком данного способа является то, что для его реализации необходимо сложное дорогостоящее оборудование.The disadvantage of this method is that for its implementation requires complex expensive equipment.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ восстановления посадочных отверстий, включающий предварительную подготовку поверхности пескоструйной обработкой, нанесение покрытия послойно газотермическим напылением (электродуговой металлизацией и газопламенным напылением) из материалов с различными физико-механическими свойствами и последующую механическую обработку покрытия [А.С. СССР 1542765, В23Р 6/00, опубл. в Б.И. №6, 1990 - прототип].Closest to the proposed method in terms of technical nature and the achieved result is a method of restoring the landing holes, including preliminary surface preparation by sandblasting, coating by layer by gas thermal spraying (electric arc metallization and flame spraying) from materials with different physical and mechanical properties and subsequent mechanical processing of the coating [ A.S. USSR 1542765, B23P 6/00, publ. in B.I. No. 6, 1990 - prototype].
Недостатком данного способа является то, что нанесение покрытия указанными видами газотермического напыления не позволяет обеспечить высокую прочность сцепления покрытия, а использование указанных технологических режимов и оборудования приводит к большим потерям наносимых материалов и снижению физико-механических свойств напыленного слоя.The disadvantage of this method is that the coating with the specified types of thermal spraying does not allow for high adhesion of the coating, and the use of these technological modes and equipment leads to large losses of applied materials and a decrease in the physicomechanical properties of the sprayed layer.
Задачей изобретения является повышение долговечности деталей, имеющих покрытие, нанесенное по предлагаемой технологии.The objective of the invention is to increase the durability of parts having a coating deposited by the proposed technology.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности сцепления нанесенного покрытия, снижение его пористости, а также повышение коэффициента использования напыляемого материала, износостойкости и производительности способа.The technical result of the invention is to increase the adhesion strength of the applied coating, reduce its porosity, as well as increase the coefficient of use of the sprayed material, wear resistance and productivity of the method.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются за счет того, что в известном способе восстановления посадочных отверстий, включающем предварительную подготовку поверхности, нанесение покрытия и последующую механическую обработку, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ нанесение покрытия осуществляют сверхзвуковым электродуговым напылением при скорости истечения воздуха из распылительной головки металлизатора 500…520 м/с, давлении сжатого воздуха 0,75…0,80 МПа, рабочем токе дуги 310 А, рабочем напряжении дуги 28…30 В и скорости подачи напыляемой проволоки 50ХФА - 9…10 м/мин., а предварительную подготовку поверхности проводят, используя электрокорунд циркониевый марки 38А-5 зернистостью 60...80 мкм при давлении сжатого воздуха 0,60…0,65 МПа и дистанции обработки 100…110 мм до шероховатости поверхности Rz=80…100 мкм.The task and the specified technical result are achieved due to the fact that in the known method of restoration of the landing holes, including preliminary surface preparation, coating and subsequent machining, ACCORDING TO THE INVENTION, the coating is carried out by supersonic arc spraying at a rate of air flow from the spray head of the metallizer 500 ... 520 m / s, compressed air pressure 0.75 ... 0.80 MPa, working arc current 310 A, working arc voltage 28 ... 30 V and feed speed 50KhFA wire - 9 ... 10 m / min., and preliminary surface preparation is carried out using zirconium oxide grade 38A-5 with a grain size of 60 ... 80 μm at a pressure of 0.60 ... 0.65 MPa compressed air and a processing distance of 100 ... 110 mm to a surface roughness R z = 80 ... 100 microns.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Для нанесения покрытия вначале производят предварительную подготовку поверхность детали. При этом используют электрокорунд циркониевый марки 38А-5 ТУ 3988-001-83301976-2009 зернистостью 60…80 мкм, содержащий не менее 25% оксида циркония, а обработку ведут в специальных камерах (например, типа 02-7112 конструкции ВНИИАвтогенмаш) на следующих режимах: давление сжатого воздуха - 0,60…0,65 МПа, дистанция обработки - 100…110 мм, угол наклона струи воздуха с электрокорундом к обрабатываемой поверхности - 80…90°. Участки детали, прилегающие к обрабатываемой поверхности, должны быть защищены специальными экранами. Предварительную подготовку ведут до получения сплошного матового состояния поверхности шероховатостью Rz=80…100 мкм.For coating, first prepare the surface of the part. In this case, zirconium oxide grade 38A-5 TU 3988-001-83301976-2009 with a grain size of 60 ... 80 μm containing at least 25% zirconium oxide is used, and processing is carried out in special chambers (for example, type 02-7112 of the design of VNIIAvtogenmash) in the following modes : compressed air pressure - 0.60 ... 0.65 MPa, processing distance - 100 ... 110 mm, the angle of inclination of the air stream with electrocorundum to the treated surface - 80 ... 90 °. Parts of the part adjacent to the work surface should be protected by special screens. Preliminary preparation is carried out to obtain a continuous matte surface condition with a roughness of R z = 80 ... 100 microns.
После этого на поверхность детали сверхзвуковым электродуговым напылением наносят покрытие. Нанесение покрытия необходимо производить не позднее чем через 2 часа после предварительной подготовки поверхности. Механизированная установка для напыления содержит сверхзвуковой металлизатор ЭДМ-9ШД или ЭДМ-10ШД тянущего типа, выпускаемый ГНУ «ГОСНИТИ» Россельхозакадемии, блок управления, двухкатушечную кассету для присадочной проволоки, камеру для напыления и источник питания ВДУ-506 мощностью 12 кВт. Ручной металлизатор ЭДМ-9ШД целесообразно использовать для нанесения покрытий на плоские поверхности и поверхности, имеющие сложную конфигурацию, а станочный металлизатор ЭДМ-10ШД - для нанесения покрытий на цилиндрические поверхности деталей. Режимы сверхзвукового электродугового напыления: скорость истечения воздуха из распылительной головки металлизатора - 500…520 м/с, давление сжатого воздуха - 0,75…0,80 МПа, рабочий ток дуги - 310 А, рабочее напряжение дуги - 28…30 В, скорость подачи напыляемой проволоки 50ХФА диаметром 2,0 мм - 9…10 м/мин, расстояние от сопла сверхзвукового металлизатора до напыляемой поверхности - 100…110 мм. При напылении необходимо следить за тем, чтобы температура поверхности, на которую наносится покрытие, не превышала 100…120°С. При увеличении температуры необходимо делать небольшие перерывы для охлаждения детали.After that, a coating is applied to the surface of the part by supersonic electric arc spraying. Coating must be done no later than 2 hours after preliminary surface preparation. The mechanized spraying unit contains a supersonic metalizer EDM-9ShD or EDM-10ShD of a pulling type manufactured by the State Scientific-Research Institute of Technology and Public Administration of the Russian Agricultural Academy, a control unit, a two-coil cassette for filler wire, a spraying chamber, and a 12 kW VDU-506 power source. It is advisable to use the EDM-9ShD manual metallizer for coating on flat surfaces and surfaces having a complex configuration, and the EDM-10ShD machine metallizer for coating on cylindrical surfaces of parts. Modes of supersonic electric arc spraying: air flow rate from the spray head of the metallizer - 500 ... 520 m / s, compressed air pressure - 0.75 ... 0.80 MPa, working arc current - 310 A, working arc voltage - 28 ... 30 V, speed 50KhFA spray wire feed diameter 2.0 mm - 9 ... 10 m / min, the distance from the nozzle of a supersonic metallizer to the spray surface - 100 ... 110 mm. When spraying, it is necessary to ensure that the surface temperature on which the coating is applied does not exceed 100 ... 120 ° C. As the temperature rises, take small breaks to cool the part.
После напыления производят механическую обработку поверхности детали с покрытием. Ее целесообразно осуществлять шлифованием, используя монокорундовые шлифовальные круги марок М7 или М8, а также электрокорундовые круги зернистостью 40…60 на связке Ml или М2 твердостью СТ1, СТ2. Режимы чернового шлифования: скорость вращения круга - 20…25 м/с, глубина резания - до 0,2 мм, подача - до 0,7 м/мин. Режимы чистового шлифования: скорость вращения круга - 25…30 м/с, глубина резания - до 0,05 мм, подача - до 0,4 м/мин.After spraying, the surface of the coated part is machined. It is advisable to carry out grinding, using monocorundum grinding wheels of brands M7 or M8, as well as electrocorundum wheels with a grain size of 40 ... 60 on a bunch of Ml or M2 hardness CT1, CT2. Rough grinding modes: circle rotation speed - 20 ... 25 m / s, cutting depth - up to 0.2 mm, feed - up to 0.7 m / min. Finishing grinding modes: wheel rotation speed - 25 ... 30 m / s, cutting depth - up to 0.05 mm, feed - up to 0.4 m / min.
Прочность сцепления нанесенного покрытия определяли клеевым методом на разрывной машине Р-1,5. Пористость оценивали в соответствии с методикой, изложенной в ГОСТ 9.302 «Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля». Износостойкость оценивали по результатам сравнительных ускоренных испытаний на изнашивание. Испытания проводили в соответствии с ГОСТ 23.224 «Обеспечение износостойкости изделий. Методы оценки износостойкости восстановленных деталей».The adhesion strength of the coating was determined by the adhesive method on a tensile testing machine R-1,5. Porosity was evaluated in accordance with the method described in GOST 9.302 “Metallic and non-metallic inorganic coatings. Control methods". Wear resistance was evaluated according to the results of comparative accelerated wear tests. The tests were carried out in accordance with GOST 23.224 "Ensuring the wear resistance of products. Methods for assessing the wear resistance of reconditioned parts. "
При нанесении покрытия по предлагаемой технологии за счет сверхзвуковой скорости истечения потока воздуха из распылительной головки металлизатора нанесенный слой металла имеет тонкую равномерную микроструктуру по всей толщине с минимальной пористостью и плотной переходной зоной. При этом отсутствуют глобулярные частицы. Оборудование, используемое для нанесения покрытий, позволяет значительно снизить угол факела распыла. В результате прочность сцепления нанесенного покрытия, коэффициент использования напыляемого материала, а также износостойкость и долговечность детали с покрытием существенно увеличиваются (таблица).When coating according to the proposed technology due to the supersonic velocity of the air flow from the spray head of the metallizer, the deposited metal layer has a thin uniform microstructure throughout the thickness with minimal porosity and a dense transition zone. There are no globular particles. The equipment used for coating can significantly reduce the angle of the spray pattern. As a result, the adhesion strength of the applied coating, the utilization rate of the sprayed material, as well as the wear resistance and durability of the coated part increase significantly (table).
Как видно из таблицы, предлагаемый способ нанесения покрытий позволяет в среднем на 15…20% увеличить прочность сцепления нанесенного покрытия и в 3,5…4,5 раза снизить его пористость, а также на 45% увеличить коэффициент использования напыляемого материала и на 50% - износостойкость детали с покрытием. В результате долговечность детали с покрытием увеличивается не менее чем на 40%.As can be seen from the table, the proposed method of coating allows an average of 15 ... 20% to increase the adhesion strength of the applied coating and to reduce its porosity by 3.5 ... 4.5 times, and also increase the utilization rate of the sprayed material by 45% and by 50% - wear resistance of the coated part. As a result, the durability of the coated part is increased by at least 40%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012111036/02A RU2483138C1 (en) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | Coating application method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012111036/02A RU2483138C1 (en) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | Coating application method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2483138C1 true RU2483138C1 (en) | 2013-05-27 |
Family
ID=48791916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012111036/02A RU2483138C1 (en) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | Coating application method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2483138C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1542765A1 (en) * | 1987-08-20 | 1990-02-15 | Восточный филиал Института черной металлургии | Method of reconditioning mounting holes |
| SU1785290A1 (en) * | 1990-10-02 | 1996-06-20 | Институт газа АН УССР | Process of electric arc spraying |
| RU2283364C2 (en) * | 2004-11-09 | 2006-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (СГТУ) | Method of plasma spraying of coats |
| RU2364670C2 (en) * | 2007-10-09 | 2009-08-20 | Зао Ммк "Мосинтраст" | Application method of corrosion protection coating on working surface of rolling and creping cylinders |
| CN101398122B (en) * | 2007-09-29 | 2011-04-06 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | Iron-chromium-boron-silicon/FeS composite solid lubrication thin film and method for making same |
| CN102251204A (en) * | 2011-07-26 | 2011-11-23 | 北京工业大学 | Phosphorus-containing iron-based powder cored wire for preparing amorphous phase-containing coating by arc spraying and coating preparation method |
-
2012
- 2012-03-22 RU RU2012111036/02A patent/RU2483138C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1542765A1 (en) * | 1987-08-20 | 1990-02-15 | Восточный филиал Института черной металлургии | Method of reconditioning mounting holes |
| SU1785290A1 (en) * | 1990-10-02 | 1996-06-20 | Институт газа АН УССР | Process of electric arc spraying |
| RU2283364C2 (en) * | 2004-11-09 | 2006-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (СГТУ) | Method of plasma spraying of coats |
| CN101398122B (en) * | 2007-09-29 | 2011-04-06 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | Iron-chromium-boron-silicon/FeS composite solid lubrication thin film and method for making same |
| RU2364670C2 (en) * | 2007-10-09 | 2009-08-20 | Зао Ммк "Мосинтраст" | Application method of corrosion protection coating on working surface of rolling and creping cylinders |
| CN102251204A (en) * | 2011-07-26 | 2011-11-23 | 北京工业大学 | Phosphorus-containing iron-based powder cored wire for preparing amorphous phase-containing coating by arc spraying and coating preparation method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2601754B2 (en) | Method for improving corrosion and wear resistance of substrates | |
| JP6556349B2 (en) | Manufacturing method of milling roll | |
| Sahab et al. | Impact of plasma spray variables parameters on mechanical and wear behaviour of plasma sprayed Al2O3 3% wt TiO2 coating in abrasion and erosion application | |
| RU2503740C2 (en) | Method of making composite coatings by coaxial laser surfacing | |
| CN103953772B (en) | Tungsten carbide nitrogenizes the superhard wear valve of chromium composite coat | |
| CN106637035A (en) | Wear-resistant coating on valve plate of EB furnace equipment gate valve, and spraying technology thereof | |
| JP5605901B2 (en) | Method for repairing metal material by cold spray method, method for producing powder material for cold spray, and cold spray film | |
| CN108251784A (en) | Emulsification pump plunger sprays the method for composite coating and includes its plunger | |
| CN108642435B (en) | Large-thickness high-temperature protective coating for inner wall of outer ring of turbine and preparation method of large-thickness high-temperature protective coating | |
| CN110952060A (en) | Surface treatment method and coating for power transmission shaft of speed reducer | |
| RU2483138C1 (en) | Coating application method | |
| CN106282884A (en) | A kind of guide rail high connductivity abrasion-resistant coatings and preparation technology thereof | |
| KR20160021318A (en) | A coating method for floating surface parts using the hybrid multi-coating apparatus | |
| RU2485213C1 (en) | Coating application method | |
| CN110791723A (en) | Wear-resistant high-temperature hydrophobic Cr3C2-NiCr coating, preparation method thereof and workpiece | |
| RU2319049C1 (en) | Method of forming antifriction coating on thin-walled steel shells of sliding supports | |
| JPH11302819A (en) | Formation of wear resistant film and forming method | |
| KR100599552B1 (en) | Thermal spray coating method on surface of spindle disk for abrasive wear resistance | |
| RU2486044C1 (en) | Method of reconditioning worn-out parts | |
| CN112941454A (en) | Laser remelting post-treatment method for preparing high-temperature oxidation corrosion resistant MCrAlY coating by supersonic flame thermal spraying | |
| CN107447179B (en) | Composite thermal spraying method | |
| RU2450087C2 (en) | Method to apply coatings | |
| CN106191751A (en) | The method of carbon carbon composite frock surface ORC and made frock | |
| CN111004991A (en) | Preparation method of high-wear-resistance and high-corrosion-resistance protective layer of hot work die steel | |
| CN109161835A (en) | A kind of method that surface of hot die steel prepares AlCrTiN/WC-12Co composite coating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140323 |