RU2489519C2 - Method for sputtering of coating to product from natural stone or from metal material, and device for its implementation - Google Patents
Method for sputtering of coating to product from natural stone or from metal material, and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2489519C2 RU2489519C2 RU2011123407/02A RU2011123407A RU2489519C2 RU 2489519 C2 RU2489519 C2 RU 2489519C2 RU 2011123407/02 A RU2011123407/02 A RU 2011123407/02A RU 2011123407 A RU2011123407 A RU 2011123407A RU 2489519 C2 RU2489519 C2 RU 2489519C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- spraying
- coating
- copper
- sprayed
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и устройствам напыления покрытий на поверхности изделий холодным газодинамическим напылением, в том числе на поверхностях художественных изделий и объемных форм, выполненных из натурального камня или из металлического материала - монументальной скульптуре, элементах архитектурного декора зданий, мостов и других сооружений градостроительства, подвергающихся воздействию атмосферы (в экстерьере), музейных экспонатах, предметах декоративно-прикладного искусства (в интерьере).The invention relates to methods and devices for spraying coatings on the surface of products with cold gas-dynamic spraying, including on the surfaces of art products and volumetric shapes made of natural stone or metal material - a monumental sculpture, elements of the architectural decoration of buildings, bridges and other urban structures undergoing exposure to the atmosphere (in the exterior), museum exhibits, objects of decorative art (in the interior).
Изобретение может быть использовано в процессах реставрации, консервации, воссоздания объектов культурного наследия и может быть применено к вновь создаваемым изделиям перечисленного выше характера.The invention can be used in the processes of restoration, conservation, recreation of cultural heritage objects and can be applied to newly created products of the above nature.
Известен способ напыления металлосодержащих покрытий на объекты из медных сплавов по патенту Российской Федерации №2203347 (опубл. 27.04.2003). В качестве напыляемого материала используются порошки меди или медных сплавов, при напылении которых плазменным способом на поверхности памятника образуется защитно-декоративное покрытие.A known method of spraying metal-containing coatings on objects from copper alloys according to the patent of the Russian Federation No. 2203347 (publ. 04/27/2003). Powders of copper or copper alloys are used as the sprayed material, when sprayed with a plasma method, a protective and decorative coating is formed on the surface of the monument.
Основными недостатками указанного способа являются:The main disadvantages of this method are:
1. Высокая температура в потоке плазмы (более 6000°С) и в пятне напыления (не менее 500°С), что вызывает негативные процессы, связанные с короблением, поводками, изменением структуры металла памятников старины, выполненных, как правило, из меди или медных сплавов с большим содержанием примесей.1. High temperature in the plasma stream (more than 6000 ° C) and in the spraying spot (not less than 500 ° C), which causes negative processes associated with warping, leashes, changes in the metal structure of antiquities, made, as a rule, of copper or copper alloys with a high content of impurities.
2. Как следствие, температурные напряжения в покрытии, уровень которых соизмерим, а иногда и превосходит адгезионную прочность и приводит к отслоению его от поверхности изделия.2. As a result, temperature stresses in the coating, the level of which is comparable, and sometimes even exceeds the adhesive strength and leads to its delamination from the surface of the product.
3. Интенсивный тепло- и электроэрозионный износ электродов плазмотрона обуславливает сложность поддержания необходимых режимов напыления, стабильного горения дуги, обеспечения качества напыления, а использование в качестве рабочего газа воздуха с большим содержанием кислорода значительно усиливает эти процессы, снижая ресурс работы плазмотрона до 8-10 часов, вызывая активное окисление металлосодержащих частиц, особенно в струе за пределами плазмотрона.3. The intense heat and electroerosive wear of the plasma torch electrodes makes it difficult to maintain the necessary spraying conditions, stable arc burning, and the quality of the spraying, and the use of air with a high oxygen content as a working gas significantly enhances these processes, reducing the life of the plasma torch to 8-10 hours , causing active oxidation of metal-containing particles, especially in a jet outside the plasma torch.
4. Невозможность использования порошков металлов менее 5 мкм, порошков ультра- и наноразмерного уровня, в связи с их выгоранием в высокотемпературном потоке.4. The inability to use metal powders less than 5 microns, powders of ultra- and nanoscale levels, due to their burnout in a high-temperature stream.
5. В процессе кристаллизации плазменного покрытия сквозь него происходит газовыделение с поверхности напыляемого изделия с образованием сквозных пор, что требует дополнительной обработки для обеспечения защиты изделия от коррозии.5. In the process of crystallization of the plasma coating through it there is gas evolution from the surface of the sprayed product with the formation of through pores, which requires additional processing to protect the product from corrosion.
Известен способ нанесения металлосодержащих покрытий на объекты из медных сплавов по патенту Российской Федерации №2201473 (опубл. 27.03.2003). В качестве напыляемого материала используются порошки меди или медных сплавов, а также цинка. Напыление осуществляют плазмотронами, газопламенными горелками, дуговыми металлизаторами и детонационно-газовыми пушками. В результате образуется пористая поверхность, поры которой дополнительно пропитываются ингибиторами коррозии.A known method of applying metal-containing coatings on objects made of copper alloys according to the patent of the Russian Federation No. 2201473 (publ. 03/27/2003). Powders of copper or copper alloys, as well as zinc, are used as the sprayed material. The spraying is carried out by plasmatrons, gas-flame burners, arc metallizers and detonation-gas guns. As a result, a porous surface forms, the pores of which are additionally impregnated with corrosion inhibitors.
Основными недостатками указанного способа, дополнительно, кроме отмеченных выше (см. недостатки к патенту Российской Федерации №2203347), являются:The main disadvantages of this method, in addition to those noted above (see disadvantages of the patent of the Russian Federation No. 2203347), are:
1. При использовании электродугового напыления вне зависимости от применяемого напыляемого материала (проволочного, шнурового, порошкового) на поверхности образуется грубое покрытие с высокой степенью шероховатости. Напыленный слой неустойчив к ударным, механическим, колебательным нагрузкам и к скручиванию.1. When using electric arc spraying, regardless of the applied sprayed material (wire, cord, powder), a rough coating with a high degree of roughness is formed on the surface. The sprayed layer is unstable to shock, mechanical, vibrational loads and torsion.
2. Слой из частично окисленных напыленных частиц имеет сравнительно меньшую защитную способность по сравнению со сплошным слоем закиси или окиси меди.2. A layer of partially oxidized sprayed particles has a relatively lower protective ability compared to a continuous layer of nitrous or copper oxide.
3. К недостаткам детонационного напыления следует отнести низкую производительность, недостаточную надежность, большой уровень ударного нагружения и акустического шума; близкого к 140 дБ, что вызывает необходимость работать в закрытом, звукоизолированном боксе.3. The disadvantages of detonation spraying include low productivity, lack of reliability, a large level of shock loading and acoustic noise; close to 140 dB, which makes it necessary to work in a closed, soundproof box.
4. Использование горючих газов в газопламенном и детонационном способе напылении привносит значительное содержание в покрытии углерода, азота, других соединений, которые в исходном металле скульптуры содержатся в допустимых примесных пределах.4. The use of combustible gases in the flame and detonation spraying method introduces a significant content in the coating of carbon, nitrogen, and other compounds that are contained in the acceptable impurity limits in the source metal of the sculpture.
5. Невозможность напыления минералов - основных сульфатов и карбонатов меди, соответствующих по химическому составу натуральной патине.5. The impossibility of spraying minerals - basic sulfates and carbonates of copper, corresponding in chemical composition to natural patina.
Известен способ реставрации объемных художественных произведений по патенту Российской Федерации №2381106 (опубл. 10.02.2010). Основные недостатки данного способа:A known method of restoration of volumetric artistic works according to the patent of the Russian Federation No. 2381106 (publ. 02/10/2010). The main disadvantages of this method:
1. Необходимо использовать высокотемпературный поток сжатого воздуха для нагрева частиц до 200-800°С, что вызывает негативные явления (см. недостатки к патенту Российской Федерации №2203347).1. It is necessary to use a high-temperature stream of compressed air to heat particles to 200-800 ° C, which causes negative phenomena (see drawbacks to the patent of the Russian Federation No. 2203347).
2. Низкие скорость напыляемых частиц и их кинетическая энергия приводят к пониженному коэффициенту использования порошка и соответственно к пониженной производительности способа.2. The low speed of the sprayed particles and their kinetic energy lead to a reduced coefficient of powder use and, accordingly, to a reduced productivity of the method.
3. Необходимость применения смеси порошка металла и в большом количестве оксида (см. п.3 формулы) «не менее 5 мас.ч. алюминия, остальное оксид алюминия», требует создания высокопроизводительной системы утилизации при низкой производительности напыления.3. The need to use a mixture of metal powder and in a large amount of oxide (see paragraph 3 of the formula) "not less than 5 parts by weight aluminum, the rest is aluminum oxide ”, requires the creation of a high-performance recycling system with low spraying performance.
Известен способ герметизации шва заливкой сплавом на основе свинца, позволяющего осуществить надежную герметизацию шва без дополнительной механической или химической обработки по патенту Российской Федерации №2284400 (опубл. 27.02.2005).A known method of sealing a weld by pouring an alloy based on lead, which allows for reliable sealing of a weld without additional mechanical or chemical treatment according to the patent of the Russian Federation No. 2284400 (publ. February 27, 2005).
Основные недостатки данного способа:The main disadvantages of this method:
1. Не указан материал (металл или сплав), из которого выполнены объекты («памятники монументальной скульптуры и архитектуры»), в том числе и швы, создаваемые предлагаемым способом.1. The material (metal or alloy) from which the objects are made (“monuments of monumental sculpture and architecture”), including the seams created by the proposed method, is not indicated.
2. Ограничением способа является температура 320-350°С заливки расплава, которая при толщине оболочек (металлических) подавляющего числа скульптур, не превышающих 1-3 мм, может привести к перегреву тонкостенных паяемых оболочек скульптур, изменению структуры ее материала и короблению, т.е. к изменению пластики авторской поверхности.2. The limitation of the method is the temperature of 320-350 ° C of pouring the melt, which, with the thickness of the shells (metal) of the overwhelming number of sculptures not exceeding 1-3 mm, can lead to overheating of thin-walled soldered shells of sculptures, a change in the structure of its material and warpage, t. e. to change the plastics of the author’s surface.
3. Использование формовочного материала с литниковой системой создает усложнение процесса заделки швов, тогда как при использовании газодинамического напыления достаточно обеспечить заделку трещины листовым (или другим по сортаменту) материалом из того же свинцового сплава (вместо засыпки инородных сухих негорючих материалов) с последующей зачеканкой его в трещине и окончательном напылении порошковым материалом из соответствующего сплава свинца.3. The use of molding material with a sprue system complicates the process of sealing joints, while when using gas-dynamic spraying, it is sufficient to ensure that the crack is closed with sheet (or another assortment) material from the same lead alloy (instead of backfilling foreign dry non-combustible materials) with its subsequent embossing crack and final spraying with powder material from the corresponding lead alloy.
4. При заливке свинцом трещин по указанному способу, а также при растирании расплава свинца на монументальных скульптурах, выполненных из меди, например на медно-выколотных скульптурах Исаакиевского собора, наблюдается возникновение воздушных пузырьков, полостей и пор вследствие газообразования при взаимодействии расплава и флюса.4. When lead is filled with cracks according to the specified method, as well as when the lead melt is rubbed on monumental sculptures made of copper, for example, copper-punctured sculptures of St. Isaac's Cathedral, air bubbles, cavities and pores appear due to gas formation during the interaction of the melt and flux.
Известен способ реставрации скульптурных монументальных произведений из листовой нержавеющей стали путем напыления на поверхность скульптуры материалом из группы титан, титан-палладий, титан-алюминий, титан-ванадий по патенту Российской Федерации №2209138 (опубл. 27.07.2003).A known method of restoration of sculptural monumental works of stainless steel sheet by spraying on the surface of the sculpture with material from the group of titanium, titanium-palladium, titanium-aluminum, titanium-vanadium according to the patent of the Russian Federation No. 2209138 (published on July 27, 2003).
Недостатками указанного способа являются:The disadvantages of this method are:
1. Необходимость в разборке скульптуры для проведения реставрационных работ, что для, например, произведений, находящихся под охраной государства, является недопустимым.1. The need for dismantling the sculpture for restoration work, which, for example, works under the protection of the state, is unacceptable.
2. Использование магнетронного напыления, которое осуществляется в установках камерного типа, рабочий объем которых очень мал даже для элементов монументальной скульптуры и является ограничением при реставрации монументальной скульптуры.2. The use of magnetron sputtering, which is carried out in chamber-type installations, the working volume of which is very small even for elements of monumental sculpture and is a limitation in the restoration of monumental sculpture.
3. Использование при реставрации различных методов напыления (магнетронного, электродугового, плазменного) является многодельным, достаточно дорогим, долговременным.3. The use of various spraying methods (magnetron, electric arc, plasma) during restoration is busy, quite expensive, and long-term.
4. Дополнительный подогрев поверхности элемента скульптуры до 400-500°С при нанесении покрытий методами магнетронного или плазменного напыления в вакууме ограничивает их применяемость в таком виде получения поверхности для элементов, имеющих толщину имеющих толщину до 1-3 мм, в связи с термодеформациями и последующим изменением авторской пластики элемента. Восстановление первоначальной пластики в дальнейшем практически невозможно.4. Additional heating of the surface of the sculpture element to 400-500 ° C during coating by magnetron or plasma spraying in vacuum limits their applicability in this form of surface preparation for elements having a thickness of up to 1-3 mm, due to thermal deformations and subsequent change of the author’s plastic element. Restoring the original plastic in the future is almost impossible.
5. Покрытия из группы титан, титан-палладий, титан-алюминий, титан-ванадий возможны только для скульптур, выполненных из нержавеющей стали и, не могут быть применены для скульптур, выполненных из меди, медных сплавов, цинка и чугуна. Поскольку в случае исторических скульптур из цветных металлов применение указанных материалов инородно и недопустимо вообще. Применение же для скульптур (других художественных форм) из чугуна недопустим, поскольку применяемое оборудование (за исключением оборудования холодного газодинамического напыления) в процессе использования вызывает значительный перегрев оболочки скульптуры, что может привести к трещинообразованию.5. Coatings from the group titanium, titanium-palladium, titanium-aluminum, titanium-vanadium are possible only for sculptures made of stainless steel and cannot be used for sculptures made of copper, copper alloys, zinc and cast iron. Since in the case of historical sculptures of non-ferrous metals, the use of these materials is foreign and unacceptable in general. Cast iron sculptures (other art forms) are unacceptable, since the equipment used (with the exception of cold gas-dynamic spraying equipment) during use causes significant overheating of the sculpture shell, which can lead to crack formation.
Известен припой для пайки цинка и его сплавов по патенту Российской Федерации №218378 (опубл. 27.09.1999).Known solder for brazing zinc and its alloys according to the patent of the Russian Federation No. 218378 (publ. 09/27/1999).
Недостатками припоя является:The disadvantages of solder are:
1. Большое содержание олова в сплаве (не менее 66,8%), что не соответствует традиционно используемому при создании и реставрации исторических памятников из металла - третнику (сплаву из двух третей свинца и одной трети олова), обеспечивающем наибольшую прочность из всех других, разрешенных к применению в реставрации оловянно-свинцовых сплавов.1. The high content of tin in the alloy (at least 66.8%), which does not correspond to the traditionally used in the creation and restoration of historical monuments of metal - tertiary (an alloy of two-thirds of lead and one-third of tin), which provides the greatest strength of all others, allowed for use in the restoration of tin-lead alloys.
2. Содержание в сплаве индия до 1,2%, висмута до 0,5%, лития до 0,3%, являются инородными примесями в составе оловянно-свинцовых сплавов, традиционно используемых при создании и реставрации исторических памятников из металла;2. The content in the alloy of indium up to 1.2%, bismuth up to 0.5%, lithium up to 0.3%, are foreign impurities in the composition of tin-lead alloys, traditionally used in the creation and restoration of historical monuments of metal;
3. Температура пайки таким сплавом не менее 150°С, что превосходит температуру в пятне напыления газодинамическим способом оловянно-свинцовым сплавом, например ПОС-30, ПОС-40.3. The temperature of soldering with such an alloy is not less than 150 ° С, which exceeds the temperature in the spraying spot by a gas-dynamic method with a tin-lead alloy, for example POS-30, POS-40.
Известен соединительный шов в деталях из цинка и его сплавов и способ его получения по патенту Российской Федерации №2146190 (опубл. 10.03.2000).Known connecting seam in parts of zinc and its alloys and the method of its production according to the patent of the Russian Federation No. 2146190 (publ. 10.03.2000).
Недостатками такого шва является:The disadvantages of this seam is:
1. Использование в качестве источника нагрева основного и присадочного металлов для получения паяного шва применяют струю газа (аргона или воздуха), нагретого до температуры 650-750°С (выше температуры плавления основного металла), может негативно сказаться на структуре оболочки исторического высокохудожественного произведения.1. The use of a base and filler metal as a heating source to obtain a soldered seam uses a stream of gas (argon or air) heated to a temperature of 650-750 ° C (above the melting temperature of the base metal), can negatively affect the structure of the shell of a historical highly artistic work.
2. В паяном соединении, выполненном с применением в качестве припоя эвтектического сплава олова с цинком, прочность соединения недостаточна.2. In a brazed joint made using a eutectic tin-zinc alloy as solder, the joint strength is insufficient.
Из теории и практики напыления покрытий известно, что основной энергией образования связей между напыляемыми частицами и деталью является тепловая - при термических способах (плазменном, газопламенном, электродуговом и т.п.) и кинетическая - при холодном газодинамическом напылении (ХГН). Однако известен вклад химической энергии и, в частности, исследования наших авторов (В.М. Бузник, В.М. Фомин, А.П. Алхимов, В.Ф. Косарев и др. Металлополимерные нанокомпозиты (получение, свойства, применение). - Новосибирск: Изд. СО РАН, 2005. 260 с.), показали ее важную роль в образовании прочных связей, в частности, за счет механоактивации частиц в твердом состоянии в шаровых мельницах. Использование активированных частиц порошка позволяет существенно снизить температурное воздействие газопорошкового потока на изделие, что крайне важно при реставрации памятников старины. Но быстрый спад активности механоактивированных частиц при использовании шаровых мельниц не позволяет в полной мере использовать этот энергетический выигрыш и привел к необходимости поиска иного способа активации.From the theory and practice of coating spraying, it is known that the main energy for the formation of bonds between the sprayed particles and the part is thermal - with thermal methods (plasma, gas-flame, electric arc, etc.) and kinetic - with cold gas-dynamic spraying (CGN). However, the contribution of chemical energy is known and, in particular, the studies of our authors (V.M. Buznik, V.M. Fomin, A.P. Alkhimov, V.F. Kosarev, and others. Metal-polymer nanocomposites (production, properties, applications). - Novosibirsk: Publishing House of the SB RAS, 2005. 260 p.), Showed its important role in the formation of strong bonds, in particular, due to mechanical activation of particles in the solid state in ball mills. The use of activated powder particles can significantly reduce the temperature effect of the gas powder flow on the product, which is extremely important when restoring antiquities. But the rapid decline in the activity of mechanically activated particles when using ball mills does not allow full use of this energy gain and has led to the need to find a different activation method.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ напыления высокодисперсных порошковых материалов и устройство для его осуществления по патенту Российской Федерации №2399695 (опубл. 20.09.2010 г.).The closest technical solution to the proposed invention is a method of spraying highly dispersed powder materials and a device for its implementation according to the patent of the Russian Federation No. 2399695 (publ. September 20, 2010).
Основными недостатками способа является отсутствие возможности осуществлять в процессе напыления покрытия механоактивацию и фрагментацию частиц, размером 5-200 мкм, а также агрегатов из нескольких высокодисперсных частиц размером 0,03-4,99 мкм, образующихся на центрах конденсации, что вызывает необходимость повышать температуру рабочего газа до 300°С для энергетического обеспечения прочной связи покрытия с изделием.The main disadvantages of the method is the inability to carry out mechanical activation and fragmentation of particles with a size of 5-200 microns, as well as aggregates of several finely dispersed particles of 0.03-4.99 microns, formed on the condensation centers during coating spraying, which necessitates increasing the temperature of the working gas up to 300 ° С for energy providing a strong bond between the coating and the product.
В процессе проведенных исследований был найден другой способ активации частиц в твердом состоянии, используемый при холодном газодинамическом напылении (ХГН), представленный в предлагаемом изобретении.In the process of the research, another method was found for the activation of particles in the solid state, used in cold gas-dynamic spraying (CGN), presented in the present invention.
Предлагаемым изобретением решается задача значительного снижения температурного и силового воздействия на охраняемые произведения культурного наследия; повышения качества покрытий и, в частности, адгезионно-когезионной прочности; производительности процесса и повышения эффективности устройства за счет расширения его функциональных возможностей, в том числе за счет проведения механоактивации, и снижения энергопотребления при реализации способа ХГН.The proposed invention solves the problem of significantly reducing the temperature and power effects on protected works of cultural heritage; improving the quality of coatings and, in particular, adhesive-cohesive strength; process productivity and increasing the efficiency of the device by expanding its functionality, including through mechanical activation, and reducing energy consumption when implementing the CGN method.
Данный технический результат достигается благодаря использованию предлагаемых изобретений в консервационных и реставрационных работах на объектах культурного наследия или при изготовлении и отделке вновь создаваемых изделий, преимущественно на монументальных скульптурах, выполненных из металла, преимущественно из меди и медных сплавов (бронза, томпак, латунь) и цинковых сплавов (шпиатр) и других материалов.This technical result is achieved through the use of the proposed inventions in conservation and restoration work on cultural heritage sites or in the manufacture and decoration of newly created products, mainly on monumental sculptures made of metal, mainly from copper and copper alloys (bronze, tombac, brass) and zinc alloys (shpiatr) and other materials.
Для достижения названного технического результата в предлагаемом способе напыления покрытия на изделие из натурального камня или из металлического материала, включающий формирование сверхзвукового газопорошкового потока, ускорение его в сверхзвуковом сопле и перенос на напыляемую поверхность изделия. Новым в предлагаемом способе является то, что формируют газопорошковый поток, содержащий частицы порошка дисперсностью в диапазоне 0,03-200 мкм, после ускорения на выходе из сопла газопорошковый поток дополнительно подвергают ударной механоактивации при соударении с частично экранирующей преградой так, что частицы порошка дисперсностью 0,03-4,99 мкм напыляют на обрабатываемую поверхность изделия без соударения с экранирующей преградой, а частицы порошка дисперсностью 5-200 мкм перед напылением покрытия на обрабатываемую поверхность соударяются с частично экранирующей преградой и дополнительно измельчаются, при этом процесс ведут послойно, при комнатной температуре или температуре, соответствующей вязкохрупкому переходу материала частиц, при этом частично экранирующую преграду выполняют в виде остроконечного тела, представляющего собой конус, клин или пирамиду из материала из ряда химически пассивных к материалу напыляемых порошков, которое устанавливают острым углом в направлении к срезу сопла, с обеспечением расположения его боковой поверхности под углом а не более 15° к оси сопла, при этом площадь миделевого сечения преграды выбирают меньше площади сечения среза сопла.To achieve the named technical result in the proposed method of spraying a coating on a product made of natural stone or metal material, including the formation of a supersonic gas powder stream, accelerating it in a supersonic nozzle and transferring it to the sprayed surface of the product. New in the proposed method is that they form a gas-powder stream containing powder particles with a dispersion in the range of 0.03-200 μm, after accelerating at the exit from the nozzle, the gas-powder stream is additionally subjected to mechanical shock during impact with a partially shielding barrier so that the powder particles have a dispersion of 0 , 03-4.99 microns are sprayed onto the workpiece surface without impact with a shielding barrier, and powder particles with a fineness of 5-200 microns before impact spraying on the workpiece surface partly shielding the barrier and additionally crushed, while the process is carried out in layers, at room temperature or at a temperature corresponding to the viscous-brittle transition of the particle material, while the partially shielding barrier is made in the form of a pointed body, which is a cone, wedge or a pyramid of material from a number of chemically passive to the material of sprayed powders, which is set by an acute angle in the direction of the nozzle exit, with the provision of the location of its side surface at an angle of not more than 15 to the nozzle axis, the mid-section area of the barrier is selected smaller than the area of the nozzle section.
В качестве порошка для напыления покрытия при реставрации, изготовлении и отделки вновь создаваемых изделий (скульптур) из меди, используют порошки меди или свинца плакированного медью;As a powder for spraying the coating during restoration, manufacture and decoration of newly created copper products, sculptures are used of copper or lead clad with copper;
в качестве порошка для напыления покрытия скульптур, выполненных из шпиатра, а также оболочек скульптур и их элементов, соединенных оловянно-свинцовым припоем, используют порошки цинка или смесь цинка с оловом и свинцом или свинец, плакированный цинком;as a powder for spraying the coatings of sculptures made of a spyatre, as well as shells of sculptures and their elements connected by tin-lead solder, zinc powders or a mixture of zinc with tin and lead or lead plated with zinc are used;
в качестве порошка для напыления покрытия поверхности бронзовых скульптур, выполненных в технике литья «по выплавляемым моделям», участков поверхностей оловянно-свинцовых припоев на бронзовой скульптуре, используют порошки бронзы и порошки цветных металлов, плакированных бронзой;bronze powders and non-ferrous metal powders plated with bronze are used as a powder for spraying the coating of the surface of bronze sculptures made using the "lost wax model" casting technique, surface sections of tin-lead solders on a bronze sculpture;
в качестве порошка для напыления покрытия поверхности латунных и томпаковых (полутомпаковых) изделий, участков поверхностей оловянно-свинцовых припоев на изделиях из медно-цинковых сплавов, используют порошки латуни, меди, медно-цинковой порошковой смеси, или порошки цветных металлов, плакированных латунью.as a powder for spraying the surface coating of brass and tompak (half-pack) products, surface areas of tin-lead solders on products from copper-zinc alloys, use powders of brass, copper, copper-zinc powder mixture, or powders of non-ferrous metals plated with brass.
Во всех вышеуказанных случаях использования предлагаемых порошков, толщина получаемого покрытия находится в пределах 40-100 мкм, при этом обеспечивается сохранение авторской поверхности, а с другой стороны, является достаточной для обеспечения прочности, однородности и монолитности в месте, где находился дефект. При заделке сквозных отверстий в оболочке скульптуры, после вставки предварительно подготовленных пластин третника (или материала оболочки скульптуры) и закрытия сквозного отверстия, производят напыление по границе отверстия порошком третника или материала оболочки скульптуры и далее углубление напыляют порошком вровень с поверхностью оболочки материалом порошка, соответствующим материалу оболочки скульптуры.In all the above cases of using the proposed powders, the thickness of the resulting coating is in the range of 40-100 μm, while maintaining the author's surface, and on the other hand, is sufficient to ensure strength, uniformity and monolithicity in the place where the defect was located. When sealing through holes in the sculpture shell, after inserting pre-prepared tertiary plates (or sculpture shell material) and closing the through hole, the tertiary powder or sculpture shell material is sprayed along the hole boundary and then the recess is sprayed with the powder flush with the powder surface corresponding to the material shell sculpture.
При заделке несквозных дефектов в оболочке скульптуры, производят заполнение углублений напылением порошка третника или материала, близкого по составу материалу оболочки скульптуры.When filling non-through defects in the shell of the sculpture, the cavities are filled by spraying a tertiary powder or material similar in composition to the shell material of the sculpture.
При напылении искусственного декоративно-защитного покрытия (патины) на поверхности скульптур из меди и медных сплавов последовательно напыляют компоненты патины:When spraying artificial decorative protective coating (patina) on the surface of sculptures made of copper and copper alloys, patina components are sequentially sprayed:
- куприт, толщиной 5-20 мкм;- cuprite, 5-20 microns thick;
- тенорит, толщиной 3-10 мкм;- tenorite, 3-10 microns thick;
- основной сульфат меди (брошантит, антлерит и т.п.), или основной карбонат меди (малахит, азурит и др.), или основной хлорид меди (атакамит, нантокит, боталлакит), толщиной 15-25 мкм с исходным размером порошка не более 30 мкм. Таким образом, производится существенно более основательная защита металлической поверхности скульптур из меди и медных сплавов по сравнению с традиционно применяемыми химическими способами (Бондаренко С.М., Дегтярев М.А., Кузнецов С.В. Современные технологии создания патины на художественных произведениях из металла. Журнал «Реликвия. Реставрация, Консервация, Музеи». Санкт-Петербург, №22/2010, с.24-27).- basic copper sulfate (brocantite, antlerite, etc.), or basic copper carbonate (malachite, azurite, etc.), or basic copper chloride (atacamite, nantokite, botallakite), 15-25 microns thick with the original powder size not more than 30 microns. Thus, a much more thorough protection of the metal surface of sculptures made of copper and copper alloys is made in comparison with traditionally used chemical methods (Bondarenko S.M., Degtyarev M.A., Kuznetsov S.V. Modern technologies for creating patina on metal works of art . Magazine "Relic. Restoration, Preservation, Museums. St. Petersburg, No. 22/2010, p.24-27).
Напыление покрытий порошками цветных металлов и их сплавами производится как на всю реставрируемую поверхность, так и на участки утрат, непосредственно на памятники без разборки конструкций и их элементов, с утилизацией не закрепившихся частиц.Coatings are sprayed with non-ferrous metal powders and their alloys both on the entire restored surface and on loss sites, directly on monuments without disassembling structures and their elements, with the disposal of non-fixed particles.
Напыление покрытия на поверхность из натурального камня - гранита, кварцита или малахита в виде рисунков, барельефов или надписей осуществляют через трафарет или без него послойно. При этом сначала напыляют слой, содержащий металл с повышенной адгезией к натуральному камню, затем на него напыляют покрытие из порошка декоративного металла, сплава или их смеси либо порошка керамики, плакированной металлом или сплавом.The coating is sprayed onto a surface made of natural stone - granite, quartzite or malachite in the form of drawings, bas-reliefs or inscriptions - in layers or without stencil. First, a layer containing a metal with enhanced adhesion to natural stone is sprayed, then a coating of decorative metal powder, an alloy or a mixture thereof, or ceramic powder clad with a metal or alloy is sprayed onto it.
Способ реализуется с помощью газодинамического напыления поверхности изделия частицами порошка с дисперсностью 0,03-200 мкм из металлов, сплавов, смесей перечисленных материалов с керамикой и минералами, или плакированных металлом порошковых материалов, например, керамики, плакированной металлом или сплавом. Применяют также перечисленные порошковые материалы для напыления покрытия совместно с обрабатывающим материалом, в качестве которого используют высокодисперсные 1-40 мкм инертные керамические порошки, частицы которых имеют острые грани или сфероидизированную форму, или грубодисперсные, предпочтительно сфероидизированные частицы с размером 70-300 мкм, из сплавов железа.The method is implemented by gas-dynamic spraying of the surface of a product with powder particles with a dispersion of 0.03-200 microns from metals, alloys, mixtures of the listed materials with ceramics and minerals, or metal-clad powder materials, for example, ceramic clad with a metal or alloy. The listed powder materials are also used for spraying the coating together with the processing material, which is used as fine dispersed 1-40 microns inert ceramic powders, particles of which have sharp edges or a spheroidized shape, or coarse, preferably spheroidized particles with a size of 70-300 microns, from alloys gland.
Применяемая система механоактивации в данном способе, кроме того, экранирует изделие от прямых ударов крупных частиц порошка с дисперсностью 5-200 мкм и агрегатов, переводя их в высокодисперсную фракцию.The applied mechanical activation system in this method, in addition, shields the product from direct impacts of large powder particles with a fineness of 5-200 microns and aggregates, translating them into a highly dispersed fraction.
При этом температуру поверхности и порошкового напыляемого материала поддерживают ниже температуры рекристаллизации низкоплавкого компонента напыляемого порошкового материала, и после напыления, при необходимости, проводят доводку полученного покрытия механической обработкой.In this case, the surface temperature and the powder sprayed material are maintained below the recrystallization temperature of the low-melting component of the sprayed powder material, and after spraying, if necessary, the resulting coating is finished by machining.
Напыляемым частицам порошка задают скорость более 200 м/с, а частицам обрабатывающего материала при их использовании - скорость менее 100 м/с, обеспечивающую ударно-импульсное прессование частиц напыляемого материала. Процесс осуществляют с одновременным отсосом, улавливанием и последующей сепарацией частиц материалов. Необходимая температура рабочего газа регулируется автоматически.The sprayed powder particles are set to a speed of more than 200 m / s, and the particles of the processing material, when used, are set to a speed of less than 100 m / s, providing shock-pulse pressing of the particles of the sprayed material. The process is carried out with simultaneous suction, capture and subsequent separation of particles of materials. The required temperature of the working gas is automatically adjusted.
В зависимости от требований к допустимой температуре напыляемой поверхности изделия в качестве рабочего газа могут использоваться как подогреваемые: воздух, азот, пар, аргон и другие инертные газы. Например, при напылении на металлические каркасы скульптур, обладающих малым временем температурной релаксации, не возникает повышение температуры в массиве изделия выше 100°С. Использование воздушно-гелиевой смеси (или чистого гелия) позволяет работать при температуре окружающей среды, что важно при напылении на особо тонкие изделия.Depending on the requirements for the permissible temperature of the sprayed surface of the product, the working gas can be used as heated gas: air, nitrogen, steam, argon and other inert gases. For example, when spraying sculptures with a short temperature relaxation time on metal frames, there is no increase in temperature in the product array above 100 ° C. Using an air-helium mixture (or pure helium) allows you to work at ambient temperature, which is important when spraying on very thin products.
Для реализации представленного способа предлагается устройство для напыления покрытия на изделие из натурального камня или из металлического материала, содержащее источник сжатого газа, дозатор порошка, нагреватель газа, сверхзвуковое сопло, на срезе которого соосно ему установлена частично экранирующая преграда, система контроля и управления параметрами газопорошкового потока. Новым в предлагаемом устройстве является то, что частично экранирующая преграда выполнена в виде остроконечного тела, представляющего собой конус, клин или пирамиду из материала из ряда химически пассивных к материалу напыляемых порошков, установленного острым углом в направлении к срезу сопла так, что его боковая поверхность расположена под углом α не более 15° к оси сопла. При этом площадь миделевого сечения преграды меньше площади сечения среза сопла.To implement the presented method, a device is proposed for spraying a coating on a product made of natural stone or metal material containing a source of compressed gas, a powder dispenser, a gas heater, a supersonic nozzle, at the cut of which a partially shielding barrier is coaxial to it, and a system for monitoring and controlling the parameters of the gas-powder flow . New in the proposed device is that the partially shielding barrier is made in the form of a pointed body, which is a cone, wedge or pyramid of material from a number of chemically passive sprayed powders to the material, set by an acute angle towards the nozzle exit so that its side surface is located at an angle α of not more than 15 ° to the axis of the nozzle. Moreover, the area of the mid-section of the barrier is less than the sectional area of the nozzle exit.
В предлагаемом устройстве использовали остроконечные тела, представляющие собой конус, клин или пирамиду, площади миделевых сечений, которых меньше площади сечения среза сопла.In the proposed device used gabled bodies, which are a cone, a wedge or a pyramid, the area of the mid-section, which is less than the cross-sectional area of the nozzle exit.
Использование остроконечного тела установленного за срезом сопла и механически с ним связанного, обеспечивает трансформацию газопорошковой сверхзвуковой струи, а именно отклоняет газовый поток и малоинерционные частицы на небольшой угол, которые обтекают тело без соударения с его поверхностью и напыляются на изделие. А инерционные частицы соударяются с поверхностью тела, их оксидные пленки или сами частицы (при наличии дефектов структуры - микротрещины, поры) или вредные примеси (водородное, серное, фосфорное охрупчивание) хрупко разрушаются. При этом частицы либо активируются при ударе без существенного изменения размера, либо разрушаются до высокодисперсного состояния, обеспечивающего меньшую инерционность, затем отражаются от тела, ускоряются в сверхзвуковой струе и переносятся на поверхность изделия с образованием покрытия.The use of the pointed body of the nozzle mounted behind the cut and mechanically connected with it ensures the transformation of the supersonic gas-powder jet, namely, it deflects the gas flow and low-inertia particles at a small angle, which flow around the body without impact with its surface and are sprayed onto the product. And inertial particles collide with the surface of the body, their oxide films or the particles themselves (in the presence of structural defects - microcracks, pores) or harmful impurities (hydrogen, sulfur, phosphorus embrittlement) are brittlely destroyed. In this case, the particles are either activated upon impact without a significant change in size, or are destroyed to a finely dispersed state providing less inertia, then reflected from the body, accelerated in a supersonic stream and transferred to the surface of the product with the formation of a coating.
Предлагаемые изобретения поясняются чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг.1 - схема устройства для напыления покрытия на изделие из натурального камня или из металлического материала; на фиг.2 - вид «А» на фиг.1 - экранирующая преграда, выполненная в виде остроконечного тела, и устройство для его закрепления, на фиг.3, фиг.4 и фиг.5 показаны остроконечные тела, представляющие собой конус, пирамиду и клин.figure 1 is a diagram of a device for spraying a coating on a product made of natural stone or metal material; figure 2 is a view of "A" in figure 1 - a shielding barrier made in the form of a pointed body, and a device for securing it, in figure 3, figure 4 and figure 5 shows the pointed body, which is a cone, a pyramid and wedge.
На схеме предлагаемого устройства изображены источник сжатого газа 1, система регулировки скорости газа, расхода частиц напыляемого порошка и контроля параметров газопорошкового потока 2, дозатор порошка 3, нагреватель газа 4, сверхзвуковое сопло 5 с диаметром на срезе dex, остроконечные тела в виде конуса с диаметром db - 6; пирамиды - 7; клина - 8 и узел крепления их 9. На схеме также показана сверхзвуковая газопорошковая струя 10, присоединенный косой скачок уплотнения 11, высоконапорная сверхзвуковая газопорошковая струя 12, напыляемое изделие 13.The diagram of the proposed device shows a source of compressed gas 1, a system for adjusting the gas velocity, particle flow rate of the sprayed powder and control of the parameters of the gas powder stream 2, a powder dispenser 3, a gas heater 4, a
Реализация предлагаемого способа и устройства осуществляется следующим образом.Implementation of the proposed method and device is as follows.
Для напыления покрытия сжатый рабочий газ (воздух, азот, гелий) от источника 1 по пневмопроводу подают раздельно в дозатор порошка 3 и нагреватель газа 4, из которых он поступает в сверхзвуковое сопло 5, и устанавливают рабочий режим. После этого в дозвуковую область сопла вводят газопорошковую смесь, ускоряют ее в сверхзвуковом сопле 5 и формируют газопорошковую сверхзвуковую струю 10, которую направляют на любое остроконечное тело 6, представляющее собой конус, клин или пирамиду, закрепленное посредством узла 9.To spray the coating, the compressed working gas (air, nitrogen, helium) from the source 1 is fed through a pneumatic pipeline separately to the powder dispenser 3 and the gas heater 4, from which it enters the
При натекании сверхзвуковой газопорошковой струи 10 на частично экранирующую преграду, выполненную в виде остроконечного тела 6, частицы порошка определенного диаметра, выбранные из диапазона 0,03-4,99 мкм, увлекаются высоконапорной сверхзвуковой газопорошковой струей 12, формируемой между поверхностью тела и присоединенного к его вершине косого скачка уплотнения 11. Эта струя, натекающая на напыляемое изделие 13, обеспечивает высокие скорости частиц порошка дисперсностью 0,03-4,99 мкм, которые напыляются на обрабатываемую поверхность изделия, не соударяясь с поверхностью остроконечного тела 6. Частицы порошка дисперсностью 5-200 мкм перед напылением на обрабатываемую поверхность 13, будучи инерционными, соударяются с поверхностью остроконечного тела 6, механоактивируются или измельчаются, при этом процесс соударения частиц ведут при комнатной температуре частиц или соответствующей вязкохрупкому переходу материала частиц. После этого механоактивированные или измельченные частицы порошка также увлекаются высоконапорной сверхзвуковой газопорошковой струей 12 и переносятся на напыляемую поверхность изделия 13. При перемещении сверхзвукового сопла 5 относительно напыляемого изделия 13 напыляется покрытие, без сквозных пор, прочно соединенное с поверхностью подложки, тем самым исключающее коррозию напыляемого изделия. Использование остроконечных тел, представляющих собой конус на фиг.3, пирамиду на фиг.4 и клин на фиг.5, боковые поверхности которых выполнены под углом α не более 15° к оси сопла, при этом площадь миделевого сечения преграды должна быть меньше площади сечения среза сопла, что позволяет расширить функциональные возможности устройства и получить заданные покрытия.When a supersonic gas-powder jet 10 flows on a partially shielding barrier made in the form of a pointed body 6, powder particles of a certain diameter selected from the range 0.03–4.99 μm are carried away by a high-pressure supersonic gas-powder jet 12 formed between the surface of the body and attached to it the top of the oblique shock of the seal 11. This jet flowing onto the sprayed product 13 provides high speeds of powder particles with a dispersion of 0.03-4.99 μm, which are sprayed onto the workpiece surface, n e colliding with the surface of the pointed body 6. Powder particles with a particle size of 5-200 μm before spraying onto the treated surface 13, being inertial, impact with the surface of the pointed body 6, mechanically activated or crushed, while the process of particle collision is carried out at room temperature of the particles or the corresponding viscous-brittle transition particle material. After that, mechanically activated or ground powder particles are also carried away by a high-pressure supersonic gas-powder jet 12 and transferred to the sprayed surface of the product 13. When the
Предлагаемое изобретение поясняется конкретными примерами.The invention is illustrated by specific examples.
Пример 1.Example 1
На пяти скульптурах ангелов Исаакиевского собора, расположенных под аттиками, выполненных в технике выколотной скульптуры из меди, с использованием участков, покрытых третником и омедненных гальванопластическим способом, выполнялись реставрационные работы.At five sculptures of angels of St. Isaac's Cathedral, located under the attics, made in the technique of punctured sculpture of copper, using areas covered with a tertiary and copper-plated galvanoplastic method, restoration work was performed.
Участки поверхности скульптуры из третника, которые с течением времени потеряли гальванопластический медный слой, сначала заделывались в местах, имеющих каверны, трещины, сквозные отверстия газодинамическим способом, путем напыления смеси порошков олова и свинца в стехиометрическом соотношении, обеспечивающем получение в напыленном покрытии состава, соответствующего составу третника. Размер частиц порошков - менее 40 мкм. При заделке сквозных отверстий использовались пластины третника, которые вводились в отверстие, распрямлялись, закрывая отверстие и образуя углубление, а затем напылялись газодинамическим способом с механоактивацией. Пластины в процессе работы удерживались заранее вставленным стержнем из третника, который после припыления пластины по периметру отверстия удалялся. После выглаживания заделанных дефектов в соответствии с пластикой скульптуры в месте реставрации третниковая поверхность омеднялась также предложенным в данной заявке способом газодинамического напыления частицами порошка меди размером менее 40 мкм. Медная поверхность скульптуры, имеющая такие же дефекты (каверны, углубления и т.д.), реставрировалась аналогичным образом, иногда взамен третника использовался порошок меди.The surface areas of the tertiary sculpture, which over time lost the galvanoplastic copper layer, were first repaired in places with caverns, cracks, through holes in a gas-dynamic manner, by spraying a mixture of tin and lead powders in a stoichiometric ratio, providing a composition corresponding to the composition in the sprayed coating tertiary. The particle size of the powders is less than 40 microns. When sealing through holes, tertiary plates were used, which were inserted into the hole, straightened, closing the hole and forming a recess, and then sprayed in a gas-dynamic manner with mechanical activation. During operation, the plates were held by a pre-inserted rod of tertiary, which was removed after the plate was dusted along the perimeter of the hole. After smoothing the fixed defects in accordance with the sculpture plastic at the restoration site, the tertiary surface was also copper-plated by the method of gas-dynamic spraying with copper powder particles smaller than 40 microns in size proposed in this application. The copper surface of the sculpture, which had the same defects (cavities, indentations, etc.), was restored in the same way, sometimes copper powder was used instead of the tertiary.
Пример 2.Example 2
Производилась реставрация медной облицовки флюгера в виде фигуры летящего ангела с крестом, венчающего шпиль Петропавловского собора. Реставрация заключалась в омеднении основной обшивки под последующее золочение, от которой отслоилась тонкая медная же фольга, на которой был прочеканен авторский рельеф (тончайший рисунок оперения крыльев), а также в заделке трещин и дыр в обшивке флюгера и креста. Восполнение утраченной фольги производилось напылением медного порошкового материала фракцией менее 40 мкм. При этом на границе утраченной и существующей фольги в процессе напыления выявлялись участки не прилегания существующей фольги, которая под действием двухфазного потока высокодисперсных частиц и воздуха отслаивалась. Таким образом, были найдены и удалены дефектные участки начеканенной меди.The copper cladding of the weather vane was restored in the form of a figure of a flying angel with a cross crowning the spire of the Peter and Paul Cathedral. The restoration consisted of coppering the main skin for subsequent gilding, from which a thin copper foil peeled off, on which the author's relief was carved (the finest drawing of the plumage of the wings), as well as the sealing of cracks and holes in the skin of the weather vane and cross. Replenishment of the lost foil was carried out by spraying a copper powder material with a fraction of less than 40 microns. At the same time, at the boundary of the lost and existing foil during the deposition process, areas of non-adherence of the existing foil were revealed, which peeled off under the action of a two-phase flow of fine particles and air. Thus, defective areas of minted copper were found and removed.
Трещины и прорехи заделывались путем напыления смеси порошков олова и свинца в стехиометрическом соотношении, обеспечивающем получение в напыленном покрытии состава, соответствующего составу третника. Вначале в месте дефекта с оборотной стороны отверстие закрывалось пластинкой третника, припылялось к оболочке структуры третниковой смесью, чем обеспечивалось надежное крепление пластины к оболочке и заделка отверстия. Затем с авторской стороны полученное углубление заделывалось порошковой третниковой смесью или медью. Мелкие трещины заделывались напылением меди по предлагаемому изобретению. Размер частиц порошков - менее 40 мкм. После напыления и выглаживания напыленной поверхности в соответствии с пластикой поверхность дополнительно припылялась слоем меди толщиной 40-60 мкм и прочеканивалась в соответствии с авторским замыслом.Cracks and gaps were repaired by spraying a mixture of tin and lead powders in a stoichiometric ratio, providing a composition corresponding to the tertiary composition in the sprayed coating. Initially, at the place of the defect on the reverse side, the hole was closed with a tertiary plate, dusted with a tertiary mixture to the structure shell, which ensured reliable fastening of the plate to the shell and seal of the hole. Then, from the author's side, the resulting depression was sealed with a powder tertiary mixture or copper. Small cracks were repaired by spraying copper according to the invention. The particle size of the powders is less than 40 microns. After spraying and smoothing the sprayed surface in accordance with the plastic, the surface was additionally dusted with a layer of copper with a thickness of 40-60 microns and was minted in accordance with the author's intention.
Пример 3.Example 3
Проводилась реставрация шпиатровых люстр XIX века Екатерининского (Белоколонного) зала Таврического дворца для последующей позолоты.The restoration of the 19th-century spyware chandeliers of the Catherine (White-Column) Hall of the Tauride Palace was carried out for subsequent gilding.
Высокодисперсный порошок свинца методом ХГН наносился на поверхность свинцовых выколотных ободов на люстрах, которые с течением времени и под воздействием коррозии, превратились в перфорированную фольгу.The finely dispersed lead powder by the CGN method was applied to the surface of lead punctured rims on chandeliers, which, over time and under the influence of corrosion, turned into perforated foil.
Также на элементах люстр, выполненных из шпиатра, производилось восполнение утрат по предложенному изобретению путем напыления смеси порошков цинка, олова и свинца в стехиометрическом соотношении, обеспечивающем получение в напыленном покрытии состава, соответствующего составу шпиатра.Also, on the chandelier elements made of a spatula, the losses according to the proposed invention were compensated by spraying a mixture of zinc, tin and lead powders in a stoichiometric ratio, providing a composition corresponding to the composition of the spatula in the sprayed coating.
Пример 4Example 4
В настоящее время производятся реставрационные работы по согласованной с Комитетом по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры (КГИОП) и Заказчиком (Исаакиевский собор) методикам на скульптуре «Апостол Павел», расположенной на северном портике и скульптурной группе «Ангелы со светильником» на юго-западном аттике Исаакиевского собора. При реставрации используется тот же способ газодинамического напыления, изложенный в Примере 1, а также патинирование по предлагаемому изобретению, представленному в настоящей заявке взамен традиционно применяемому химическому патинированию (Дегтярев М.А. Виды покрытий и предъявляемые к ним технические требования при реставрации монументальной бронзовой и медной скульптуры / Скульптура XVIII-XIX веков на открытом воздухе. Проблемы сохранения и экспонирования. Государственный музей городской скульптуры, Санкт-Петербург, 2010 г., с.78-81).Currently, restoration work is being carried out in accordance with the methods approved by the Committee on State Control, Use and Protection of Monuments of History and Culture (KGIOP) and the Customer (St. Isaac's Cathedral) on the sculpture "Apostle Paul" located on the northern portico and on the sculpture group "Angels with the Lamp" on the southwestern attic of St. Isaac's Cathedral. During restoration, the same gas-dynamic spraying method described in Example 1 is used, as well as patination according to the invention presented in this application instead of the traditionally applied chemical patination (Degtyarev M.A. Types of coatings and technical requirements for them during restoration of monumental bronze and copper sculptures / Sculpture of the XVIII-XIX centuries in the open air. Problems of conservation and exposure. State Museum of Urban Sculpture, St. Petersburg, 2010, pp. 78-81).
Применение предлагаемых изобретений, относящихся к напылению покрытий на изделия из натурального камня или из металлического материала, а также примеры их реализации показывают возможность напыления покрытия различного функционального назначения с использованием механоактивации. Изобретение обеспечивает снижение температурного и силового воздействия, в том числе на охраняемые произведения культурного наследия при проведении консервационных и реставрационных работ, повышения качества напыленных покрытий и снижения энергопотребления.The use of the proposed inventions related to the spraying of coatings on products made of natural stone or metal material, as well as examples of their implementation show the possibility of spraying coatings for various functional purposes using mechanical activation. The invention provides a reduction in temperature and power effects, including on protected works of cultural heritage during conservation and restoration work, improving the quality of sprayed coatings and reducing energy consumption.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011123407/02A RU2489519C2 (en) | 2011-06-08 | 2011-06-08 | Method for sputtering of coating to product from natural stone or from metal material, and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011123407/02A RU2489519C2 (en) | 2011-06-08 | 2011-06-08 | Method for sputtering of coating to product from natural stone or from metal material, and device for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011123407A RU2011123407A (en) | 2012-12-20 |
| RU2489519C2 true RU2489519C2 (en) | 2013-08-10 |
Family
ID=49159639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011123407/02A RU2489519C2 (en) | 2011-06-08 | 2011-06-08 | Method for sputtering of coating to product from natural stone or from metal material, and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2489519C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677575C1 (en) * | 2018-06-06 | 2019-01-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of obtaining intermetallic coatings using mechanochemical synthesis and subsequent laser treatment |
| RU2699691C2 (en) * | 2017-12-08 | 2019-09-09 | Матвей Антонович Дегтярев | Method of restoration of art works and their elements made of ferrous metal |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2160640C1 (en) * | 1999-07-21 | 2000-12-20 | Оао По "Энергопром-Стройзащита" | Nozzle of gas-dynamic tool |
| EP1579921A2 (en) * | 2004-03-24 | 2005-09-28 | Delphi Technologies, Inc. | Improved kinetic spray nozzle system design |
| JP2008093635A (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Plasma Giken Kogyo Kk | Nozzle for cold spray and cold spray device |
| RU2381106C1 (en) * | 2008-11-21 | 2010-02-10 | Александр Михайлович Кабанов | Method for restoration of three-dimensional art works |
| RU2399695C1 (en) * | 2008-12-29 | 2010-09-20 | Учреждение Российской академии наук Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения РАН (ИТПМ СО РАН) | Procedure for sputtering fine-grade powder materials and device for its implementation |
-
2011
- 2011-06-08 RU RU2011123407/02A patent/RU2489519C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2160640C1 (en) * | 1999-07-21 | 2000-12-20 | Оао По "Энергопром-Стройзащита" | Nozzle of gas-dynamic tool |
| EP1579921A2 (en) * | 2004-03-24 | 2005-09-28 | Delphi Technologies, Inc. | Improved kinetic spray nozzle system design |
| JP2008093635A (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Plasma Giken Kogyo Kk | Nozzle for cold spray and cold spray device |
| RU2381106C1 (en) * | 2008-11-21 | 2010-02-10 | Александр Михайлович Кабанов | Method for restoration of three-dimensional art works |
| RU2399695C1 (en) * | 2008-12-29 | 2010-09-20 | Учреждение Российской академии наук Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения РАН (ИТПМ СО РАН) | Procedure for sputtering fine-grade powder materials and device for its implementation |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699691C2 (en) * | 2017-12-08 | 2019-09-09 | Матвей Антонович Дегтярев | Method of restoration of art works and their elements made of ferrous metal |
| RU2677575C1 (en) * | 2018-06-06 | 2019-01-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of obtaining intermetallic coatings using mechanochemical synthesis and subsequent laser treatment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011123407A (en) | 2012-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7624910B2 (en) | Perforated composites for joining of metallic and composite materials | |
| AU677404B2 (en) | Welded composite panels | |
| JP4398436B2 (en) | Ceramic spray coating coated member having excellent heat radiation characteristics, etc. and method for producing the same | |
| US7455881B2 (en) | Methods for coating a magnesium component | |
| CZ346896A3 (en) | Process of applying metallic binding layer for ceramic heat-insulating layers to metallic building elements | |
| RU2503740C2 (en) | Method of making composite coatings by coaxial laser surfacing | |
| Astarita et al. | Study of the laser remelting of a cold sprayed titanium layer | |
| Monette et al. | Supersonic particle deposition as an additive technology: methods, challenges, and applications | |
| RU2489519C2 (en) | Method for sputtering of coating to product from natural stone or from metal material, and device for its implementation | |
| JP5230312B2 (en) | Coating method using plasma shock wave | |
| US20160319417A1 (en) | Thermal Spray for Corrosion Protection | |
| Lawrence et al. | Carbon steel wettability characteristics enhancement for improved enamelling using a 1.2 kW high power diode laser | |
| RU2475365C2 (en) | Method of making special coatings and solid bodies on art articles from metallic and non-metallic materials | |
| JP2002332560A (en) | Laser-assisted high-speed flame thermal spraying method and device | |
| Costil et al. | Laser-induced surface texturing of metal or organic substrates for structural adhesive bonding | |
| RU2699691C2 (en) | Method of restoration of art works and their elements made of ferrous metal | |
| US20070218300A1 (en) | Method of applying a coating to an article via magnetic pulse welding | |
| GB2320929A (en) | Electric arc spray process for applying a heat transfer enhancement metallic coating | |
| Řehořek et al. | COLD GAS DYNAMIC SPRAY DEPOSITION AS ADDITIVE MANUFACTURING OF ARCHITECTURED MATERIALS. | |
| KR100743188B1 (en) | Manufacturing Method Nano-Structured Super-High Hardness WC-Co Coating | |
| Chakraborty et al. | Improvement of thermal plasma sprayed coating adhesion strength by laser microtexturing of aluminum | |
| CN103448321A (en) | Fluororesin composite material anchored by spray coating | |
| WO2024006968A2 (en) | Microtexturized substrates and methods for producing the same | |
| RU2203347C2 (en) | Method for applying corrosion resistant coating on article of copper alloys at imparting predetermined color to article surface | |
| US20210317558A1 (en) | Method for coating a component and coated component |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200609 |