RU2501865C1 - Method of hardening articles from aluminium alloys - Google Patents
Method of hardening articles from aluminium alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2501865C1 RU2501865C1 RU2012134117/02A RU2012134117A RU2501865C1 RU 2501865 C1 RU2501865 C1 RU 2501865C1 RU 2012134117/02 A RU2012134117/02 A RU 2012134117/02A RU 2012134117 A RU2012134117 A RU 2012134117A RU 2501865 C1 RU2501865 C1 RU 2501865C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working surface
- irradiation
- coating
- wear
- product
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
Данное изобретение относится к области металлургии, в частности к технике вакуумно-плазменного напыления путем нанесения металлосодержащих покрытий различного назначения.This invention relates to the field of metallurgy, in particular to the technique of vacuum-plasma spraying by applying metal-containing coatings for various purposes.
Из уровня известны способы упрочнения изделий из твердого сплава при помощи износостойкого покрытия, например, нанесения покрытия вакуумно-дуговым методом с помощью холодного катода. Сущность метода в том, что к катоду и аноду подводится ток, катодом является охлаждаемая мишень из материала который необходимо нанести на изделие, а анод это подложка с деталями (Андреев А.А., Саблев Л.П., Григорьев С.Н. «Вакуумно-дуговые покрытия», г.Харьков, Ризопечать, 2010 г., с.172-173).Methods for hardening hard alloy products using a wear-resistant coating are known from the level, for example, coating by a vacuum-arc method using a cold cathode. The essence of the method is that a current is supplied to the cathode and anode, the cathode is a cooled target of the material that must be applied to the product, and the anode is a substrate with parts (Andreev A.A., Sablev L.P., Grigoriev S.N. Vacuum-arc coatings ”, Kharkov, Rizopechat, 2010, p.172-173).
Известные способы имеют один существенный недостаток в связи с разницей в твердости покрытия и основы, в результате проявляется «эффект скорлупы», т.е. хрупкое покрытие продавливается.The known methods have one significant drawback due to the difference in the hardness of the coating and the base, as a result, the "shell effect", i.e. brittle coating pushes through.
Наиболее близким техническим решением по технической сути и достигаемому результату является способ нанесения покрытий на изделия из твердых сплавов, включающий облучение рабочих поверхностей или изделий пучками заряженных частиц с последующим нанесением на них износостойкого покрытия (Патент на изобретение №2415966, С23С 14/24, 2009 г.).The closest technical solution in terms of technical essence and the achieved result is a method for coating hard metal products, including irradiating work surfaces or products with charged particle beams followed by applying a wear-resistant coating to them (Patent for invention No. 2415966, С23С 14/24, 2009 .).
К недостаткам данного известного из уровня техники способа следует отнести тот факт, что поверхность после облучения подвержена растрескиванию из-за несбалансированности разницы между внутренними напряжениями в пограничных слоях и в покрытии.The disadvantages of this known from the prior art method include the fact that the surface after exposure to cracking due to the imbalance of the difference between the internal stresses in the boundary layers and in the coating.
В основу заявленной полезной модели поставлена задача исключения трещинообразования в поверхностном слое изделия посредством образования на рабочей поверхности легированного подслоя.The claimed utility model is based on the task of eliminating crack formation in the surface layer of the product by forming an alloyed sublayer on the working surface.
Поставленная задача решается посредством того, что в способе упрочнения изделий из твердых сплавов, включающем облучение рабочей поверхности с дальнейшим нанесением на рабочую поверхность износостойкого покрытия, согласно изобретению, перед облучением рабочей поверхности проводят нанесение металлического слоя из карбидообразующих элементов 4-5 группы, а облучение проводят электронным пучком при длительности импульса 4-6 мкс и плотностью энергии в пучке 4.5-6 Дж/см2.The problem is solved by the fact that in the method of hardening products from hard alloys, including irradiating the working surface with further applying a wear-resistant coating to the working surface, according to the invention, before irradiating the working surface, a metal layer is applied from carbide forming elements of group 4-5, and the irradiation is carried out an electron beam with a pulse duration of 4-6 μs and an energy density in the beam of 4.5-6 J / cm 2 .
Способ нанесения покрытия осуществляется следующим образом.The coating method is as follows.
Изначально на рабочую поверхность твердосплавного инструмента распыляют при помощи магнетронов сплав, содержащий карбидообразующие элементы Zr, Hf, Nb. Затем облучают сильноточным электронным пучком с длительностью импульса от 4 до 6 мкс, плотностью энергии в пучке 4.5 - 6 Дж/см2. Облучение проводится в рабочем газе, представляющем собой смесь газов: аргона и азота. В результате на поверхности инструмента удается получить слой до 10 мкм из гетерофазного сплава W-Hf-Nb-C, с пределом прочности на разрыв в несколько раз большим, чем у исходного твердого сплава и повышающим его высокотемпературную прочность. Это позволяет избежать растрескивания поверхности и повысить ее микротвердость до 1700 HV25. Затем после облучения образцы, либо переносят рабочую камеру установки для нанесения покрытий вакуумно-дуговым методом либо в той же камере, осуществляют процесс формирования на облученных поверхностях функциональных износостойких покрытий толщиной не менее 5 мкм. Во время нанесения износостойкого покрытия твердый сплав подвергается воздействию температуры, по крайней мере, в течение двух часов (нагрев, очистка, собственно нанесение покрытия, остывание). При этом происходит дополнительная термообработка модифицированного слоя, снижающая внутренние напряжения. Вышеизложенное подтверждается экспериментальными данными, приведенными в таблице и графических материалах, где:Initially, an alloy containing carbide-forming elements Zr, Hf, Nb is sprayed onto the working surface of the carbide tool using magnetrons. Then irradiated with a high-current electron beam with a pulse duration of 4 to 6 μs, the energy density in the beam of 4.5 - 6 J / cm 2 . Irradiation is carried out in a working gas, which is a mixture of gases: argon and nitrogen. As a result, it is possible to obtain a layer of up to 10 μm from the heterophasic alloy W-Hf-Nb-C on the surface of the tool, with a tensile strength several times greater than that of the initial hard alloy and increasing its high temperature strength. This avoids surface cracking and increases its microhardness to 1700 HV 25 . Then, after irradiation, the samples either transfer the working chamber of the installation for coating by the vacuum-arc method or in the same chamber, carry out the process of forming functional wear-resistant coatings with a thickness of at least 5 μm on the irradiated surfaces. During the application of a wear-resistant coating, the hard alloy is exposed to temperature for at least two hours (heating, cleaning, coating itself, cooling). In this case, additional heat treatment of the modified layer occurs, which reduces internal stresses. The foregoing is confirmed by the experimental data given in the table and graphic materials, where:
- на фиг.1 изображена фрактограмма кросс-сечения режущей кромки обработанной пластины;- figure 1 shows a fractogram of a cross-section of the cutting edge of the machined plate;
- на фиг.2 - фрактограмма структуры поверхностного слоя обработанной пластины.- figure 2 is a fractogram of the structure of the surface layer of the processed plate.
Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, позволяет исключить трещинообразование на поверхностном слое рабочей поверхности изделия.Thus, the claimed combination of essential features set forth in the claims allows to exclude cracking on the surface layer of the working surface of the product.
Анализ заявленного технического решения показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.An analysis of the claimed technical solution showed that the characteristics indicated in the independent claim are interrelated with each other with the formation of a stable set of necessary attributes unknown at the priority date from the prior art sufficient to obtain the required synergetic (super-total) technical result.
Указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.The signs indicated in the independent paragraph of the formula are essential and interconnected with each other with the formation of a stable set of necessary signs, sufficient to obtain the required synergetic (super-total) technical result.
Свойства, регламентированные в заявленном соединении отдельными признаками общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных.The properties regulated in the claimed compound by individual features are well known in the art and do not require additional ones.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для использования в металлургии и может быть реализован в качестве способа нанесения покрытия на изделия из твердых сплавов;- an object embodying the claimed technical solution, when it is implemented, is intended for use in metallurgy and can be implemented as a method of coating hard alloy products;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the claimed object in the form as described in the independent claim of the utility model formula, the possibility of its implementation using the means and methods known from the prior art on the priority date as described in the application materials is confirmed;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- the object embodying the claimed technical solution, when implemented, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.
Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям условию патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed object meets the requirements of the patentability condition of “novelty” and “industrial applicability” under applicable law.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012134117/02A RU2501865C1 (en) | 2012-08-09 | 2012-08-09 | Method of hardening articles from aluminium alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012134117/02A RU2501865C1 (en) | 2012-08-09 | 2012-08-09 | Method of hardening articles from aluminium alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2501865C1 true RU2501865C1 (en) | 2013-12-20 |
Family
ID=49785174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012134117/02A RU2501865C1 (en) | 2012-08-09 | 2012-08-09 | Method of hardening articles from aluminium alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2501865C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2736288C1 (en) * | 2020-05-28 | 2020-11-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Method of restoring working metal-ceramic surfaces of parts and articles |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19716294C1 (en) * | 1997-04-18 | 1998-05-28 | Daimler Benz Ag | Apparatus and method for inductive hardening of profiled camshafts |
| RU2125103C1 (en) * | 1997-02-21 | 1999-01-20 | Валерий Анатольевич Петров | Cutting tool and method of surface thermal hardening of its cutting part |
| RU2259407C1 (en) * | 2003-12-15 | 2005-08-27 | Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН | Method of increasing of a wear resistance of the cemented carbide tool or a hardware product |
| RU2415966C1 (en) * | 2009-11-30 | 2011-04-10 | Учреждение Российской академии наук Институт сильноточной электроники Сибирского отделения РАН | Procedure for coating items out of hard alloys |
-
2012
- 2012-08-09 RU RU2012134117/02A patent/RU2501865C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2125103C1 (en) * | 1997-02-21 | 1999-01-20 | Валерий Анатольевич Петров | Cutting tool and method of surface thermal hardening of its cutting part |
| DE19716294C1 (en) * | 1997-04-18 | 1998-05-28 | Daimler Benz Ag | Apparatus and method for inductive hardening of profiled camshafts |
| RU2259407C1 (en) * | 2003-12-15 | 2005-08-27 | Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН | Method of increasing of a wear resistance of the cemented carbide tool or a hardware product |
| RU2415966C1 (en) * | 2009-11-30 | 2011-04-10 | Учреждение Российской академии наук Институт сильноточной электроники Сибирского отделения РАН | Procedure for coating items out of hard alloys |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2736288C1 (en) * | 2020-05-28 | 2020-11-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Method of restoring working metal-ceramic surfaces of parts and articles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3077571B1 (en) | Method of producing hot-stamped article | |
| Kartal et al. | The growth of single Fe2B phase on low carbon steel via phase homogenization in electrochemical boriding (PHEB) | |
| Wu et al. | Effects of additives on corrosion and wear resistance of micro-arc oxidation coatings on TiAl alloy | |
| Grigor’ev et al. | Complex surface modification of carbide tool by Nb+ Hf+ Ti alloying followed by hardfacing (Ti+ Al) N | |
| Bartkowska et al. | Laser surface modification of boronickelized medium carbon steel | |
| CN106795634B (en) | Method for producing a steel component provided with a metallic corrosion protection layer, and steel component | |
| Guozhi et al. | Effect of laser remelting on corrosion behavior of plasma-sprayed Ni-coated WC coatings | |
| RU2501865C1 (en) | Method of hardening articles from aluminium alloys | |
| RU2415966C1 (en) | Procedure for coating items out of hard alloys | |
| KR101615613B1 (en) | Cermet thermal spray powder, roller for molten metal plating bath, article in molten metal plating bath | |
| CA2848145C (en) | Method for coating a steel sheet with a metal layer | |
| Zou et al. | Oxidation protection of AISI H13 steel by high current pulsed electron beam treatment | |
| KR20130074647A (en) | Coated steel sheet and method for manufacturing the same | |
| Hashemi et al. | Laser surface heat treatment of electroless Ni–P–SiC coating on Al356 alloy | |
| KR20210112323A (en) | Aluminum-based coating for flat steel products for press-form hardening of parts | |
| CN1255579C (en) | Method for in situ growing high-hardness wear resistant ceramic coating layer on titanium alloy surface | |
| Fedorov et al. | Special features of electron-beam alloying of replaceable polyhedral hard-alloy plates under a complex surface treatment | |
| RU2462516C2 (en) | Method of surface treatment of products of heat resisting alloys | |
| CN108431286A (en) | Inhibit the hot-forming product and its manufacturing method of microcrack | |
| RU2599950C1 (en) | Method for ion-plasma nitriding of parts from tool steel | |
| CN104593782A (en) | Method for preparing alumel by adopting electron beam irradiation | |
| Renk et al. | Laser inertial fusion dry-wall materials response to pulsed ions at power-plant level fluences | |
| RU2167216C1 (en) | Process of hardening of hard-alloy cutting tool | |
| RU2789642C1 (en) | Carbide insert chemical heat treatment method | |
| EA031920B1 (en) | Method for applying a wear-resistant coating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160810 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180323 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190810 |