RU2485213C1 - Coating application method - Google Patents
Coating application method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2485213C1 RU2485213C1 RU2012116673/02A RU2012116673A RU2485213C1 RU 2485213 C1 RU2485213 C1 RU 2485213C1 RU 2012116673/02 A RU2012116673/02 A RU 2012116673/02A RU 2012116673 A RU2012116673 A RU 2012116673A RU 2485213 C1 RU2485213 C1 RU 2485213C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- spraying
- mpa
- compressed air
- air pressure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
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, С23С 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.
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 БИ №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 BI 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, нанесение покрытия послойно двумя видами газотермического напыления (электродуговым и газопламенным напылением) из материалов с различными физико-механическими свойствами и последующую механическую обработку покрытия [А.С. СССР 1542765, В23Р 6/00, опубл. в БИ №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, coating layer by layer with two types of thermal spraying (electric arc and flame spraying) from materials with different physical and mechanical properties and subsequent mechanical processing of the coating [A .FROM. USSR 1542765, B23P 6/00, publ. in BI 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 предварительную подготовку поверхности проводят используя электрокорунд белый марки 23А зернистостью 80…100 мкм при давлении сжатого воздуха 0,55…0,60 МПа и дистанции обработки 90…100 мм до шероховатости поверхности Rz=120…140 мкм, а нанесение покрытия осуществляют сверхзвуковым электродуговым напылением, одновременно распыляя различные по химическому составу проволоки марок Нп-30Х13 и 65ГА при скорости истечения воздуха из распылительной головки металлизатора 530…540 м/с, давлении сжатого воздуха 0,80…0,85 МПа и рабочем токе дуги 330 А.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 preliminary surface preparation is carried out using white aluminum oxide grade 23A with a grain size of 80 ... 100 μm under compressed pressure air 0.55 ... 0.60 MPa and processing distance 90 ... 100 mm and the surface roughness R z = 120 ... 140 mm, and the coating is carried supersonic ovym electric arc spraying while the spraying of different chemical composition of the wire marks Hn 30Ch13 65GA and at the expiry of the air velocity of the spray head metallizer 530 ... 540 m / s, the compressed air pressure of 0.80 ... 0.85 MPa and operating an arc current of 330 A.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Для нанесения покрытия вначале производят предварительную подготовку поверхности детали. При этом используют электрокорунд белый марки 23А ТУ 2-036-00221066-019-97 зернистостью 80…100 мкм, а обработку ведут в специальных камерах (например, типа 02-7112 конструкции ВНИИАвтогенмаш или 026-07.00.000 разработки ВНПО «Ремдеталь») на следующих режимах: давление сжатого воздуха - 0,55…0,60 МПа, дистанция обработки - 90…100 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=120…140 мкм.For coating, first prepare the surface of the part. In this case, white aluminum oxide grade 23A TU 2-036-00221066-019-97 with a grain size of 80 ... 100 microns is used, and processing is carried out in special chambers (for example, type 02-7112 of the design of VNIIAvtogenmash or 026-07.00.000 developed by VNPO Remdetal) in the following modes: compressed air pressure - 0.55 ... 0.60 MPa, processing distance - 90 ... 100 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 state of the surface with a roughness of R z = 120 ... 140 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. При напылении одновременно используют проволоки марок Нп-30Х13 ГОСТ 10543 и 65ГА ГОСТ 1071 диаметром 2,0 мм. Режимы сверхзвукового электродугового напыления: скорость истечения воздуха из распылительной головки металлизатора - 530…540 м/с, давление сжатого воздуха - 0,80…0,85 МПа, рабочий ток дуги - 330 А, рабочее напряжение дуги - 28…30 В, скорость подачи напыляемых проволок - 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. When spraying, at the same time, wires of the grades Np-30X13 GOST 10543 and 65GA GOST 1071 with a diameter of 2.0 mm are used. Modes of supersonic electric arc spraying: air flow rate from the spray head of the metallizer - 530 ... 540 m / s, compressed air pressure - 0.80 ... 0.85 MPa, working arc current - 330 A, working arc voltage - 28 ... 30 V, speed filing of sprayed wires - 9 ... 10 m / min, the distance from the nozzle of a supersonic metallizer to the sprayed surface is 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 проводят 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 M1 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 grades M7 or M8, as well as electrocorundum grinding wheels with a grain size of 40 ... 60 on a bond M1 or M2 with a hardness of 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 равномерную микроструктуру по всей толщине с минимальной пористостью и плотной переходной зоной. При этом отсутствуют глобулярные частицы. Одновременное использование при напылении двух проволок, имеющих различный химический состав, позволяет получить покрытие с высокими твердостью и износостойкостью. 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 applying the coating according to the proposed technology due to the supersonic velocity of the air flow from the spray head of the metallizer, the applied metal layer has a uniform microstructure throughout the thickness with minimal porosity and a dense transition zone. There are no globular particles. The simultaneous use of two wires having a different chemical composition during spraying makes it possible to obtain a coating with high hardness and wear resistance. 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 20…25% 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 60% - износостойкость детали с покрытием. В результате долговечность детали с покрытием увеличивается не менее чем на 50%.As can be seen from the table, the proposed method of coating allows an average of 20 ... 25% to increase the adhesion strength of the applied coating and to reduce its porosity by 3.5 ... 4.5 times, and also to increase the utilization rate of the sprayed material by 45% and by 60% - wear resistance of the coated part. As a result, the durability of the coated part is increased by at least 50%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012116673/02A RU2485213C1 (en) | 2012-04-24 | 2012-04-24 | Coating application method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012116673/02A RU2485213C1 (en) | 2012-04-24 | 2012-04-24 | Coating application method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2485213C1 true RU2485213C1 (en) | 2013-06-20 |
Family
ID=48786310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012116673/02A RU2485213C1 (en) | 2012-04-24 | 2012-04-24 | Coating application method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2485213C1 (en) |
Citations (5)
| 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 |
| RU95101057A (en) * | 1995-01-24 | 1996-11-10 | Новороссийская государственная морская академия | High-speed electric arc wire metallizing apparatus |
| EP0958061A1 (en) * | 1997-02-14 | 1999-11-24 | Ford Global Technologies, Inc. | Improved plasma transferred wire arc thermal spray apparatus and method |
| EP0907760B1 (en) * | 1996-06-28 | 2000-05-03 | Metalspray International LC | Thermal spraying method and apparatus |
| RU2215817C2 (en) * | 2001-09-07 | 2003-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью ТОПАС | Powder wire for electric-arc spraying of wear- resistant coat |
-
2012
- 2012-04-24 RU RU2012116673/02A patent/RU2485213C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| 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 |
| RU95101057A (en) * | 1995-01-24 | 1996-11-10 | Новороссийская государственная морская академия | High-speed electric arc wire metallizing apparatus |
| EP0907760B1 (en) * | 1996-06-28 | 2000-05-03 | Metalspray International LC | Thermal spraying method and apparatus |
| EP0958061A1 (en) * | 1997-02-14 | 1999-11-24 | Ford Global Technologies, Inc. | Improved plasma transferred wire arc thermal spray apparatus and method |
| RU2215817C2 (en) * | 2001-09-07 | 2003-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью ТОПАС | Powder wire for electric-arc spraying of wear- resistant coat |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2601754B2 (en) | Method for improving corrosion and wear resistance of substrates | |
| RU2503740C2 (en) | Method of making composite coatings by coaxial laser surfacing | |
| US11008645B2 (en) | Wear-resistant Cu—Ni—Sn coating | |
| RU2625618C1 (en) | Method of making multi-layer compositive coating | |
| CN108048784A (en) | A kind of method that plasma thermal sprayed prepares nitride enhancing high-entropy alloy coating | |
| JP5605901B2 (en) | Method for repairing metal material by cold spray method, method for producing powder material for cold spray, and cold spray film | |
| CN108251784B (en) | Method for spraying composite coating on plunger of emulsion pump and plunger comprising method | |
| RU2205897C1 (en) | Coating method | |
| RU2485213C1 (en) | Coating application method | |
| CN107904547A (en) | A kind of preparation method of titanium alloy Wear-resistant, high-temperature resistant coating | |
| CN111004991A (en) | Preparation method of high-wear-resistance and high-corrosion-resistance protective layer of hot work die steel | |
| RU2483138C1 (en) | Coating application method | |
| Dayı et al. | Repairing Al7075 surface using cold spray technology with different metal/ceramic powders | |
| RU2605717C1 (en) | Method of producing multilayer composite coatings | |
| RU2450087C2 (en) | Method to apply coatings | |
| RU2742861C2 (en) | Method of reducing titanium parts | |
| RU2486044C1 (en) | Method of reconditioning worn-out parts | |
| Rodriguez et al. | Effect of heat treatment on properties of nickel hard surface alloy deposited by HVOF | |
| RU2487191C1 (en) | Method of coat application on metal back layer | |
| US20230058272A1 (en) | Angle grind coating apparatus and a method thereof | |
| EA039515B1 (en) | Method for hardening a part of a sliding friction unit | |
| KR100599552B1 (en) | Thermal spray coating method on surface of spindle disk for abrasive wear resistance | |
| CN112538601A (en) | Manufacturing method of reusable shielding tool based on metal/polymer composite structure for thermal spraying | |
| CN107460431A (en) | A kind of method for improving 6061 aluminum alloy surface plasma spraying Ni60A anchoring strength of coating | |
| CN108220863A (en) | It is a kind of to utilize the method for spraying two layers of coatings restoring worn parts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140425 |