RU2605018C1 - Method of high-temperature multilayer composite on metal surface producing - Google Patents

Method of high-temperature multilayer composite on metal surface producing Download PDF

Info

Publication number
RU2605018C1
RU2605018C1 RU2015124181/02A RU2015124181A RU2605018C1 RU 2605018 C1 RU2605018 C1 RU 2605018C1 RU 2015124181/02 A RU2015124181/02 A RU 2015124181/02A RU 2015124181 A RU2015124181 A RU 2015124181A RU 2605018 C1 RU2605018 C1 RU 2605018C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
layer
hvof
heating
mechanically activated
Prior art date
Application number
RU2015124181/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Олегович Русинов
Жесфина Михайловна Бледнова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority to RU2015124181/02A priority Critical patent/RU2605018C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2605018C1 publication Critical patent/RU2605018C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06Metallic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metal science, chemical-thermal treatment of metal articles, to production of structural purpose nano-structured materials, to friction and wear problem, and can be used for machines parts durability increasing in any industry. Method of producing high-temperature multilayer composite on metal part surface using HVOF involves surface treatment with HVOF in shielding atmosphere of preliminarily mechanically activated NiAl powder with shape memory effect to produce layer with thickness of 120-500 mqm with further plastic deformation at heating below temperature of martensitic transformation beginning, production of high-temperature layer by HVOF in shielding atmosphere of preliminarily mechanically activated mixture of Si, Y, BN, C, Co, Ni3Al powders, with their ratio wt%: Si 4-13, Y 2-3, BN 12-20, C 2-8, Co 3-10, Ni3Al is rest, with thickness of 150-500 mqm. It is followed by heating at temperature of 30-35 °C above solidus followed by ageing in two stages. At first stage performing heating to temperature of 1,000-1,100 °C with holding for 1-1.5 hours, at second stage is heating to temperature of 900-950 °C with holding for 2.5-3 hours. As shielding atmosphere in HVOF argon is used.
EFFECT: enabling higher heat-resistant characteristics, process time and costs reducing.
1 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области металловедения, химико-термической обработке металлических изделий к созданию наноструктурированных материалов конструкционного назначения, к проблеме трения и износа и может быть использовано для повышения долговечности деталей машин в любой отрасли промышленности.The invention relates to the field of metal science, chemical-thermal treatment of metal products to the creation of nanostructured materials for structural purposes, to the problem of friction and wear and can be used to increase the durability of machine parts in any industry.

Так, например известен:So, for example, it is known:

- способ формирования жаростойких покрытий на основе алюминида никеля NiAl на стальных деталях, включающий никелирование, нанесение алюминиевого слоя жидкофазным способом и проведение диффузионного отжига, алюминиевый слой наносят из расплава технически чистого алюминия при температуре 800-850°C в течение 3-4 с и проводят диффузионный отжиг при температуре 950-1100°C в течение 6-10 ч (патент РФ №2507310); недостатком данного способа является длительность процесса, низкие износостойкие и жаропрочные характеристики;- a method of forming heat-resistant coatings based on nickel aluminide NiAl on steel parts, including nickel plating, applying the aluminum layer by a liquid-phase method and conducting diffusion annealing, the aluminum layer is applied from a melt of technically pure aluminum at a temperature of 800-850 ° C for 3-4 s and is carried out diffusion annealing at a temperature of 950-1100 ° C for 6-10 hours (RF patent No. 2507310); the disadvantage of this method is the duration of the process, low wear-resistant and heat-resistant characteristics;

- способ получения жаростойкого покрытия на рабочих лопатках турбин газотурбинных двигателей или энергетических установок, включающий ионно-имплантационную обработку поверхности лопатки, формирование внутреннего жаростойкого слоя и нанесение внешнего жаростойкого слоя из сплава Al-Si-Y с его ионной имплантацией, ионно-имплантационную обработку поверхности лопатки производят ионами одного или нескольких элементов Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, в качестве материала для формирования внутреннего жаростойкого слоя используют сплав состава: Cr - от 18% до 30%, Al - от 5% до 13%, Y - от 0,2% до 0,65%, Ni - остальное, а в качестве материала для формирования внешнего жаростойкого слоя используют сплав состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0% до 2,0%; Al - остальное, причем нанесение внешнего жаростойкого слоя чередуют с периодической имплантацией ионами одного или нескольких элементов Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si с формированием внешнего жаростойкого слоя в виде микрослоев, разделенных имплантированными микро- или нанослоями (патент РФ №2441104).- a method of obtaining a heat-resistant coating on the working blades of turbines of gas turbine engines or power plants, including ion implantation treatment of the surface of the blade, the formation of an internal heat-resistant layer and the application of an external heat-resistant layer of Al-Si-Y alloy with its ion implantation, ion-implantation treatment of the surface of the blade produced by ions of one or more elements Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, an alloy composition is used as a material for forming the internal heat-resistant layer: Cr - from 18% to 30%, Al - from 5% to 13%, Y - from 0.2% to 0.65%, Ni - the rest, and an alloy with the composition: Si - from 4.0% to 12.0%; Y - from 1.0% to 2.0%; Al - the rest, and the application of an external heat-resistant layer is alternated with periodic implantation by ions of one or more elements of Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si with the formation of an external heat-resistant layer in the form of microlayers separated by implanted micro- or nanolayers (patent RF №2441104).

Недостатком данного метода нанесения покрытия является длительность процесса, высокая стоимость, малая толщина жаростойкого слоя и, как следствие, низкая жаропрочность.The disadvantage of this coating method is the duration of the process, the high cost, the small thickness of the heat-resistant layer and, as a consequence, low heat resistance.

В качестве наиболее близкого аналога, заявляемого изобретения, выбран способ получения высокотемпературного многослойного композита на поверхности металлической детали с помощью высокоскоростного газопламенного напыления (патент РФ №2513533).As the closest analogue of the claimed invention, the selected method of obtaining a high-temperature multilayer composite on the surface of a metal part using high-speed flame spraying (RF patent No. 2513533).

Задачей предлагаемого изобретения является получение многослойного наноструктурированного жаропрочного композита, содержащего слой из материала с эффектом памяти формы - жаропрочный слой.The objective of the invention is to obtain a multilayer nanostructured heat-resistant composite containing a layer of material with a shape memory effect - heat-resistant layer.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение жаропрочных характеристик, снижение времени и стоимости процесса.The technical result of the proposed method is to increase the heat-resistant characteristics, reducing the time and cost of the process.

Технический результат достигается предложенным способом получения высокотемпературного многослойного композита на поверхности металлической детали с помощью высокоскоростного газопламенного напыления, в котором обработку поверхности осуществляют высокоскоростным газопламенным напылением в защитной атмосфере предварительно механически активированного порошка NiAl с эффектом памяти формы с получением слоя толщиной 120-500 мкм с последующим пластическим деформированием при нагреве ниже температуры начала мартенситного превращения, высокотемпературный слой получают путем высокоскоростного газопламенного напыления в защитной атмосфере предварительно механически активированной смеси порошков из Si, Y, BN, С, Со, Ni3Al при их соотношении, вес. %: Si 4-13, Y 2-3, BN 12-20, C 2-8, Co 3-10, Ni3Al - остальное, толщиной 150-500 мкм, с получением многослойного композита, затем осуществляют нагрев при температуре на 30-35°C выше солидуса с последующим его старением в две ступени, на первой ступени осуществляют нагрев до температуры 1000-1100°C с выдержкой 1-1,5 часа, на второй ступени нагрев до температуры 900-950°C с выдержкой 2,5-3 часа. При этом в качестве защитной атмосферы при высокоскоростном газопламенном напылении используют аргон.The technical result is achieved by the proposed method for producing a high-temperature multilayer composite on the surface of a metal part using high-speed flame spraying, in which the surface treatment is carried out by high-speed flame spraying in a protective atmosphere of pre-mechanically activated NiAl powder with a shape memory effect to obtain a layer with a thickness of 120-500 μm followed by a plastic deformation upon heating below the temperature of the onset of martensitic transformation, high-temperature layer is obtained by high-speed flame spraying in a protective atmosphere of a pre-mechanically activated mixture of powders of Si, Y, BN, C, Co, Ni 3 Al at their ratio, weight. %: Si 4-13, Y 2-3, BN 12-20, C 2-8, Co 3-10, Ni 3 Al - the rest, with a thickness of 150-500 microns, to obtain a multilayer composite, then carry out heating at a temperature of 30-35 ° C above the solidus with its subsequent aging in two stages, in the first stage they are heated to a temperature of 1000-1100 ° C with a holding time of 1-1.5 hours, in the second stage they are heated to a temperature of 900-950 ° C with a holding of 2 5-3 hours. Moreover, argon is used as a protective atmosphere for high-speed flame spraying.

В процессе высокоскоростного газопламенного напыления механически активированных порошков происходит выделение энергии, накопленной в процессе механической активации, что обеспечивает более надежную адгезию и повышение прочностных свойств многослойного композита, а высокая скорость напыления обеспечивает формирование наноразмерной структуры. Указанная последовательность напыления порошков при формировании композита «слой из материала с эффектом памяти формы - упрочняющий слой» обеспечивает увеличение его жаропрочности, а слой из материала с эффектом памяти формы блокирует или замедляет распространение дефектов в процессе эксплуатации, что способствует повышению долговечности и прочностных свойств.During high-speed gas-flame spraying of mechanically activated powders, the energy accumulated during mechanical activation is released, which provides more reliable adhesion and increase the strength properties of the multilayer composite, and a high deposition rate ensures the formation of a nanoscale structure. The indicated sequence of powder spraying during the formation of the composite “layer of a material with a shape memory effect - a reinforcing layer” provides an increase in its heat resistance, and a layer of a material with a shape memory effect blocks or slows the spread of defects during operation, which contributes to an increase in durability and strength properties.

Второй слой следующего химического состава Si-Y-BN-C-Co-Ni3Al обладает повышенной жаропрочностью. Старение проводится для повышения жаропрочных характеристик многослойного композита.The second layer of the following chemical composition Si-Y-BN-C-Co-Ni 3 Al has increased heat resistance. Aging is carried out to increase the heat-resistant characteristics of a multilayer composite.

На первом этапе проводится механическая активация порошка NiAl, смеси порошков при следующем содержании компонентов, вес. %: Si 4-13, Y 2-3, BN 12-20, С 2-8, Co 3-10, Ni3Al - остальное, подвергают перемешиванию и измельчению в шаровой мельнице с использованием мелющих тел (в виде шаров), содержащих WC-CrC-Ni. Механическая активация порошков осуществляется в шаровой мельнице АГО-2У. Загрузка и обработка порошков производится в инертной атмосфере (среда аргона) со следующими параметрами: частота вращения барабана 1200-1500 мин-1, частота вращения водила 900-1000 мин-1, диаметр шаров 6 мм, время работы 15 мин.At the first stage, mechanical activation of NiAl powder, a mixture of powders is carried out with the following content of components, weight. %: Si 4-13, Y 2-3, BN 12-20, C 2-8, Co 3-10, Ni 3 Al - the rest is subjected to mixing and grinding in a ball mill using grinding media (in the form of balls), containing WC-CrC-Ni. The mechanical activation of the powders is carried out in an AGO-2U ball mill. The powders are loaded and processed in an inert atmosphere (argon medium) with the following parameters: drum rotation frequency 1200-1500 min -1 , carrier speed 900-1000 min -1 , ball diameter 6 mm, operating time 15 min.

На втором этапе проводится высокоскоростное газопламенное напыление в защитной атмосфере (среда аргона) механически активированных порошков. В камере при помощи вакуумного насоса создается вакуум, далее этот вакуум заполняется аргоном из металлического баллона. Далее механически активированные порошки NiAl, Si-Y-BN-C-Co-Ni3Al засыпают в порошковые дозаторы, связанные шлангами подачи порошков к соплу газопламенной горелки. Сопло газопламенной горелки имеет два канала для ввода порошков: первый канал сопла, связанный с порошковым дозатором, для подачи в зону напыления механически активированного порошка NiAl, второй канал сопла, связанный с порошковым дозатором, для подачи в зону напыления механически активированной смеси порошков из Si-Y-BN-C-Co-Ni3Al. Раздельная подача механически активированных порошков в зону напыления возможна за счет конструкции сопла газопламенной горелки.At the second stage, high-speed flame spraying is carried out in a protective atmosphere (argon medium) of mechanically activated powders. A vacuum is created in the chamber using a vacuum pump, then this vacuum is filled with argon from a metal cylinder. Next, mechanically activated powders NiAl, Si-Y-BN-C-Co-Ni- 3 Al are filled into powder dispensers connected by powder supply hoses to the nozzle of a gas-flame burner. The nozzle of the gas-flame burner has two channels for introducing powders: the first channel of the nozzle connected to the powder dispenser, for feeding mechanically activated NiAl powder into the spraying zone, the second channel of the nozzle connected to the powder dispenser, for supplying a mechanically activated mixture of Si- powders to the spraying zone Y-BN-C-Co-Ni 3 Al. Separate supply of mechanically activated powders to the spraying zone is possible due to the design of the nozzle of a gas-flame burner.

Высокотемпературный многослойный композит на поверхности металлической детали получают следующим образом: сначала происходит напыление первого слоя на основе механически активированного порошка с эффектом памяти формы NiAl толщиной 120-500 мкм на металлическую деталь; далее на первый слой с эффектом памяти формы на основе NiAl наносим второй слой механически активированной смеси порошков из Si-YrBN-C-Co-Ni3Al толщиной 150-500 мкм, после нанесения первого слоя с эффектом памяти формы осуществляют его пластическое деформирование на величину до 6% от толщины первого слоя с помощью пресса, состоящего из верхней и нижней траверс. Контроль температуры процесса осуществляют пирометром. Вакуумная камера со смотровым окном расположена на раме. В процессе поверхностного пластического деформирования осуществляют нагрев детали с первым слоем при помощи трансформатора, соединенного с нижней траверсой пресса. Весь процесс получения высокотемпературного многослойного композита осуществляется автоматически при помощи блока управления, к которому при помощи шлангов подсоединены баллоны с газами. Нагрев образца с композитом для отжига осуществляют с помощью трансформатора. Вакуумная камера смонтирована на раме.A high-temperature multilayer composite on the surface of a metal part is obtained as follows: first, a first layer is deposited on the basis of a mechanically activated powder with a memory effect of NiAl form with a thickness of 120-500 microns on a metal part; Next, on the first layer with a shape memory effect based on NiAl, we apply a second layer of a mechanically activated powder mixture of Si-YrBN-C-Co-Ni 3 Al with a thickness of 150-500 μm, after applying the first layer with a shape memory effect, it is plastic deformed by up to 6% of the thickness of the first layer using a press consisting of upper and lower traverse. The process temperature is controlled by a pyrometer. A vacuum chamber with a viewing window is located on the frame. In the process of surface plastic deformation, the part is heated with the first layer using a transformer connected to the lower press beam. The whole process of obtaining a high-temperature multilayer composite is carried out automatically using the control unit, to which gas cylinders are connected using hoses. The sample with the composite for annealing is heated using a transformer. The vacuum chamber is mounted on the frame.

После получения композита проводят нагрев при температуре на 30-35°C выше температуры солидуса с выдержкой в течение 0,5-1 часа с последующим старением в две ступени: 1 ступень - 1000-1100°C, выдержка 1-1,5 часа; 2 ступень - 900-950°C, выдержка 2,5-3 часа. Нагрев осуществляется при помощи трансформатора. After receiving the composite, heating is carried out at a temperature of 30-35 ° C above the solidus temperature with aging for 0.5-1 hours, followed by aging in two steps: 1 step - 1000-1100 ° C, holding 1-1.5 hours; 2 stage - 900-950 ° C, exposure 2.5-3 hours. Heating is carried out using a transformer.

ПримерExample

На первом этапе проводится механическая активация порошка NiAl, смеси порошков при следующем содержании компонентов, вес. % кремний Si - 12; иттрий Y - 3; нитрид бора BN - 20; графит С - 5; кобальт Co - 5; Ni3Al - остальное, подвергают перемешиванию и измельчению в шаровой мельнице с использованием мелющих тел (в виде шаров), содержащих WC-CrC-Ni. Механическая активация порошков осуществляется в шаровой мельнице АГО-2У. Загрузка и обработка порошков производятся в инертной атмосфере (среда аргона) со следующими параметрами: частота вращения барабана 1300 мин-1, частота вращения водила 950 мин-1, диаметр шаров 6 мм, время работы 15 мин. На втором этапе проводится высокоскоростное газопламенное напыление в защитной атмосфере (среда аргона) механически активированных порошков. В камере при помощи вакуумного насоса создается вакуум, далее этот вакуум заполняется аргоном из металлического баллона. Далее механически активированный порошок из NiAl и механически активированную смесь порошков из Si-Y-BN-C-Co-Ni3Al засыпают в порошковые дозаторы, связанные шлангами подачи порошков к соплу газопламенной горелки. Сопло газопламенной горелки имеет два канала для ввода порошков: первый канал сопла, связанный с порошковым дозатором, для подачи в зону напыления механически активированного порошка NiAl, второй канал сопла, связанный с порошковым дозатором, для подачи в зону напыления механически активированной смеси порошков на основе Si-Y-BN-C-Co-Ni3Al. Раздельная подача механически активированных порошков в зону напыления возможна за счет конструкции сопла газопламенной горелки. Высокотемпературный многослойный композит на металлической поверхности получаем следующим образом: сначала производится напыление первого слоя механически активированного порошка с эффектом памяти формы NiAl толщиной 500 мкм на поверхность металлической детали; далее на первый слой с эффектом памяти формы на основе NiAl наносим второй слой - механически активированную смесь порошков из Si-Y-BN-C-Co-Ni3Al толщиной 300 мкм, после нанесения первого слоя с эффектом памяти формы осуществляют его пластическое деформирование на величину 5% от толщины первого слоя с помощью пресса, состоящего из верхней и нижней траверс. Контроль температуры процесса осуществляют пирометром. Вакуумная камера со смотровым окном расположена на раме. В процессе пластического деформирования осуществляют нагрев детали с первым слоем при помощи трансформатора, соединенного с нижней траверсой пресса. Весь процесс получения высокотемпературного многослойного композита на поверхности металлической детали осуществляется автоматически при помощи блока управления, к которому при помощи шлангов подсоединены баллоны с газами. Нагрев образца с композитом для отжига осуществляют с помощью трансформатора. Вакуумная камера смонтирована на раме. Затем осуществляют нагрев при температуре на 35°C выше температуры солидуса с выдержкой в течение 0,5 часа с последующим старением в две ступени: 1 ступень - 1100°C, выдержка 1 час; 2 ступень - 900°C, выдержка 3 часа. Нагрев осуществляется при помощи трансформатора. Результаты испытаний сведены в таблицу 1.At the first stage, mechanical activation of NiAl powder, a mixture of powders is carried out with the following components, weight. % silicon Si - 12; yttrium Y - 3; boron nitride BN - 20; graphite C - 5; cobalt Co - 5; Ni 3 Al - the rest is subjected to mixing and grinding in a ball mill using grinding media (in the form of balls) containing WC-CrC-Ni. The mechanical activation of the powders is carried out in an AGO-2U ball mill. The powders are loaded and processed in an inert atmosphere (argon medium) with the following parameters: drum rotation speed 1300 min -1 , carrier rotation speed 950 min -1 , ball diameter 6 mm, operating time 15 min. At the second stage, high-speed flame spraying is carried out in a protective atmosphere (argon medium) of mechanically activated powders. A vacuum is created in the chamber using a vacuum pump, then this vacuum is filled with argon from a metal cylinder. Next, a mechanically activated powder from NiAl and a mechanically activated mixture of powders from Si-Y-BN-C-Co-Ni 3 Al are filled into powder dispensers connected by powder supply hoses to the nozzle of a gas-flame burner. The nozzle of the gas-flame burner has two channels for introducing powders: the first channel of the nozzle connected to the powder dispenser, for feeding mechanically activated NiAl powder into the spraying zone, the second channel of the nozzle connected to the powder dispenser, for supplying a mechanically activated mixture of powders based on Si to the spraying zone -Y-BN-C-Co-Ni 3 Al. Separate supply of mechanically activated powders to the spraying zone is possible due to the design of the nozzle of a gas-flame burner. We obtain a high-temperature multilayer composite on a metal surface as follows: first, a first layer of mechanically activated powder is deposited with a memory effect of NiAl form with a thickness of 500 μm on the surface of a metal part; Next, on the first layer with a shape memory effect based on NiAl, we apply a second layer - a mechanically activated mixture of powders of Si-Y-BN-C-Co-Ni 3 Al with a thickness of 300 μm, after applying the first layer with a shape memory effect, it is plastic deformed 5% of the thickness of the first layer using a press consisting of upper and lower traverse. The process temperature is controlled by a pyrometer. A vacuum chamber with a viewing window is located on the frame. In the process of plastic deformation, the part is heated with the first layer by means of a transformer connected to the lower beam of the press. The whole process of obtaining a high-temperature multilayer composite on the surface of a metal part is carried out automatically using the control unit, to which gas cylinders are connected using hoses. The sample with the composite for annealing is heated using a transformer. The vacuum chamber is mounted on the frame. Then heating is carried out at a temperature 35 ° C higher than the solidus temperature with aging for 0.5 hour, followed by aging in two stages: 1 stage - 1100 ° C, aging 1 hour; 2 stage - 900 ° C, exposure 3 hours. Heating is carried out using a transformer. The test results are summarized in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Как видно из таблицы 1, полученный высокотемпературный многослойный композит на поверхности металлической детали с эффектом памяти формы обладает повышенными механическими свойствами, статической и циклической жаростойкостью.As can be seen from table 1, the obtained high-temperature multilayer composite on the surface of a metal part with a shape memory effect has improved mechanical properties, static and cyclic heat resistance.

Claims (2)

1. Способ получения высокотемпературного многослойного композита на поверхности металлической детали с помощью высокоскоростного газопламенного напыления, отличающийся тем, что обработку поверхности осуществляют высокоскоростным газопламенным напылением в защитной атмосфере предварительно механически активированного порошка NiAl с эффектом памяти формы с получением слоя толщиной 120-500 мкм с последующим пластическим деформированием при нагреве ниже температуры начала мартенситного превращения, высокотемпературный слой получают путем высокоскоростного газопламенного напыления в защитной атмосфере предварительно механически активированной смеси порошков из Si, Y, BN, С, Со, Ni3Al при их соотношении, вес. %: Si 4-13, Y 2-3, BN 12-20, С 2-8, Со 3-10, Ni3Al - остальное, толщиной 150-500 мкм, затем осуществляют нагрев при температуре на 30-35°C выше солидуса с последующим старением в две ступени, на первой ступени осуществляют нагрев до температуры 1000-1100°C с выдержкой 1-1,5 часа, на второй ступени - нагрев до температуры 900-950°C с выдержкой 2,5-3 часа.1. A method of obtaining a high-temperature multilayer composite on the surface of a metal part using high-speed flame spraying, characterized in that the surface treatment is carried out by high-speed flame spraying in a protective atmosphere of a pre-mechanically activated NiAl powder with a shape memory effect to obtain a layer with a thickness of 120-500 μm followed by a plastic deformation upon heating below the temperature of the onset of martensitic transformation, a high-temperature layer is obtained moreover, high-speed flame spraying in a protective atmosphere of a pre-mechanically activated mixture of powders of Si, Y, BN, C, Co, Ni 3 Al with their ratio, weight. %: Si 4-13, Y 2-3, BN 12-20, C 2-8, Co 3-10, Ni 3 Al - the rest, with a thickness of 150-500 microns, then they are heated at a temperature of 30-35 ° C above the solidus, followed by aging in two stages, the first stage is heated to a temperature of 1000-1100 ° C with an exposure of 1-1.5 hours, the second stage is heated to a temperature of 900-950 ° C with an exposure of 2.5-3 hours . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве защитной атмосферы при высокоскоростном газопламенном напылении используют аргон. 2. The method according to p. 1, characterized in that argon is used as a protective atmosphere for high-speed flame spraying.
RU2015124181/02A 2015-06-22 2015-06-22 Method of high-temperature multilayer composite on metal surface producing RU2605018C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124181/02A RU2605018C1 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Method of high-temperature multilayer composite on metal surface producing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124181/02A RU2605018C1 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Method of high-temperature multilayer composite on metal surface producing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2605018C1 true RU2605018C1 (en) 2016-12-20

Family

ID=58697426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015124181/02A RU2605018C1 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Method of high-temperature multilayer composite on metal surface producing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2605018C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110241373A (en) * 2018-03-09 2019-09-17 三菱重工业株式会社 The manufacturing method of metal formed article
RU2753636C1 (en) * 2020-12-01 2021-08-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method for obtaining wear-resistant coating
RU2760316C1 (en) * 2021-04-21 2021-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method for producing multilayer high-entropy composite coatings

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2384650C2 (en) * 2007-05-08 2010-03-20 Белер Эдельшталь Гмбх Instrument with covering
US20100227141A1 (en) * 2009-03-05 2010-09-09 Gm Global Technology Operations, Inc. Protective coating for industrial parts
RU2513533C2 (en) * 2008-12-05 2014-04-20 Андритц Ой Method and device to perfect cutting machine blade locking structure
RU2521780C1 (en) * 2013-02-04 2014-07-10 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "Плазма" ООО НПП "Плазма" Application method of heat-protective wear-resistant coating onto parts from cast iron and steel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2384650C2 (en) * 2007-05-08 2010-03-20 Белер Эдельшталь Гмбх Instrument with covering
RU2513533C2 (en) * 2008-12-05 2014-04-20 Андритц Ой Method and device to perfect cutting machine blade locking structure
US20100227141A1 (en) * 2009-03-05 2010-09-09 Gm Global Technology Operations, Inc. Protective coating for industrial parts
RU2521780C1 (en) * 2013-02-04 2014-07-10 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "Плазма" ООО НПП "Плазма" Application method of heat-protective wear-resistant coating onto parts from cast iron and steel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110241373A (en) * 2018-03-09 2019-09-17 三菱重工业株式会社 The manufacturing method of metal formed article
RU2753636C1 (en) * 2020-12-01 2021-08-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method for obtaining wear-resistant coating
RU2760316C1 (en) * 2021-04-21 2021-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method for producing multilayer high-entropy composite coatings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wielage et al. Iron-based coatings arc-sprayed with cored wires for applications at elevated temperatures
RU2605018C1 (en) Method of high-temperature multilayer composite on metal surface producing
Liu et al. In situ synthesis of TiN/Ti3Al intermetallic matrix composite coatings on Ti6Al4V alloy
JP6239831B2 (en) Thermal barrier coating method
RU2625618C1 (en) Method of making multi-layer compositive coating
RU2567764C2 (en) High-power plasma evaporation of heat-insulating coating on gas turbine blades and device to this end
CN103590002A (en) Preparation method for Al-Cr coating on nickel-based superalloy
Mahmood et al. Effects of laser irradiation on the mechanical response of polycrystalline titanium
Hao et al. Improvement of surface microhardness and wear resistance of WC/Co hard alloy by high current pulsed electron beam irradiation
Grigor’ev et al. Complex surface modification of carbide tool by Nb+ Hf+ Ti alloying followed by hardfacing (Ti+ Al) N
Yang et al. Intermittent vacuum gas nitriding of TB8 titanium alloy
JP6463078B2 (en) Manufacturing method of coated tool
JPWO2013137233A1 (en) Cermet film, coated metal body having the film, method for producing cermet film, and method for producing coated metal body
RU2599073C1 (en) Method of ion-plasma application of multilayer coating on articles from aluminium alloys
RU2009135494A (en) METHOD FOR FORMING HEAT PROTECTIVE COATING
Zhang et al. Synthesis of TiN/Ti3Al composite coatings on Ti6Al4V alloy by plasma spraying and laser nitriding
RU2403316C2 (en) Ion-plasma coating application method
RU2766404C1 (en) Multi-layer heat-resistant coating on parts of heat resistant alloys
RU2605717C1 (en) Method of producing multilayer composite coatings
JP6645644B2 (en) Method for surface nitriding of titanium material
RU2667571C1 (en) Method for increasing wear-resistance of centrifugal pump parts
RU2585580C1 (en) Method for protection against erosion and salt corrosion of blades of turbo machines from alloyed steels
Lee et al. Improved Deposition Efficiency of Cold-Sprayed CoNiCrAlY with Pure Ni Coatings and Its High-Temperature Oxidation Behavior after Pre-Treatment in Low Oxygen Partial Pressure
RU2559612C1 (en) Method of protection of turbine machine blades from alloyed steel against erosion and salt corrosion
Saeed et al. Pulsed dc discharge in the presence of active screen for nitriding of high carbon steel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180623