RU2714269C1 - Керметный порошок для плазменного напыления - Google Patents
Керметный порошок для плазменного напыления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714269C1 RU2714269C1 RU2018144746A RU2018144746A RU2714269C1 RU 2714269 C1 RU2714269 C1 RU 2714269C1 RU 2018144746 A RU2018144746 A RU 2018144746A RU 2018144746 A RU2018144746 A RU 2018144746A RU 2714269 C1 RU2714269 C1 RU 2714269C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- cermet
- coating
- tic
- carbide
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к материалу керметного порошка для плазменного напыления и может использоваться для формирования износостойких покрытий. Керметный порошок содержит 20-80 массовых процентов карбида титана, упрочняющие фазы CrC, WC, TiN в количестве 20-45% относительно карбида TiC и металлическую матрицу. Обеспечивается повышение микротвердости формируемых покрытий. 5 пр.
Description
Изобретение относится к области металлургии, а более конкретно к изготовлению порошков для напыления покрытий, которые могут быть использованы в качестве покрытий с высокой твердостью.
Известен состав порошка для плазменного напыления TiC-Ni-Mo покрытий с 70 и 85 об. % карбидной фазы (В.И. Калита, К.Б. Поварова, Д.И. Комлев, В.В. Яркин, А.В. Касимцев, Г.У. Лубман, А.В. Антонова. Физико-химические и механические свойства плазменных керметных покрытий TiC-Ni-Mo. Физика и химия обработки материалов 2007, №4, с. 29-36.). При плазменном напылении по порошка такого состава в керметном покрытии теряется до 20 мас. % из содержащегося в карбиде титана углерода. В результате в 2 раза падает твердость карбида, снижается эффективность упрочнения керметного покрытия.
Известен состав порошка для плазменного напыления покрытий с 50 об.% TiC карбидной фазы и матрицей из быстрорежущей стали марки Р6М5 (Г.А. Прибытков, В.И. Калита, Д.И. Комлев, В.В. Коржова, А.А. Радюк, А.В. Барановский, А.Ю. Иванников, М.Г. Криницын, А.Б. Михайлова. Структура и износостойкость плазменных покрытий, напыленных композиционным порошком TiC+P6M5. Физика и химия обработки материалов. 2017, №3, с. 45-55.). При напылении порошком данного состава в керметном покрытии также теряется до 20 мас. % углерода, содержащегося в карбиде титана. В результате в 2 раза падает твердость карбида, снижается эффективность упрочнения керметного покрытия.
Наиболее близким по техническому решению материалом для плазменного напыления к заявляемому составу является порошок, содержащий от 10 до 80 мас. % TiC карбида и от 90 до 20 мас. % матрицы из инструментальной стали (Ellis, John L., М. Kumar Mal, and Stuart E. Tarkan. "Method of producing plasma sprayed titanium carbide tool steel coatings." U.S. Patent No. 3,896,244. 22 Jul. 1975.). По этому патенту изготавливаются более дешевые покрытия, чем при использовании для напыления порошка WC-Co, со средней твердостью 545-680 HV.
Этот патент по способу формирования керметного покрытия и взяли в качестве прототипа. Покрытие, сформированное по способу, указанному в прототипе, имеет следующие недостатки. При напылении кермета состоящего из TiC и стальной матрицы происходит частичное разложение карбида с уменьшением содержания углерода в нем, что приводит к снижению твердости карбида и керметного покрытия в целом, снижается эффективность упрочнения керметного покрытия.
Задачей изобретения является: создание керметного порошка для плазменного напыления, позволяющего повысить микротвердость керметных покрытий.
Техническим результатом изобретения является повышение микротвердости покрытия.
Технический результат достигается тем, что в керметный порошок для плазменного напыления, содержащий 20-80 мас. % карбида титана и металлическую матрицу, согласно изобретению вводят дополнительные упрочняющие фазы Cr3C2, WC, TiN с содержанием 20-45% относительно массы карбида TiC, и покрытие из него наносят на подложку, находящуюся перед началом напыления при температуре от 20 до 400°С.
Получаемый технический результат можно объяснить тем, что при напылении дополнительные упрочняющие фазы растворяются в жидкой матричной фазе, углерод входящий в состав этих фаз взаимодействует с кислородом, растворившимся в этой жидкой матричной фазе, в результате взаимодействия формируются газообразные соединения СО и СО2, а при затвердевании на подложке дополнительные упрочняющие фазы затвердевают в виде нано размерных включений, упрочняя матричную фазу. Размер нано размерных упрочняющих фаз регулируется температурой предварительного подогрева подложки от 20 до 400°С.
Пример 1.
Керметный порошок для напыления 40% TiC - 10% TiN - 5%WC - 5% CrзC2 - 26,2% Ni 20% Cr - 11% Mo - 2,8% C, содержит 50 мас. % дополнительных фаз: WC, Cr3C2, TiN. Порошок напыляли на подложку при ее предварительном подогреве до 400°С. Покрытие имеет микротвердость 25,5 ГПа.
Пример 2.
Керметный порошок для напыления 42% TiC - 6% TiN - 6%WC - 6% Cr3C2 - 26,2% Ni 20% Cr - 11% Мо - 2,8% С, содержит 43 мас. % дополнительных фаз: WC, Cr3C2, TiN. Порошок напыляли на подложку при ее предварительном подогреве до 300°С. Покрытие имеет микротвердость 25,1 ГПа.
Пример 3.
Керметный порошок для напыления 60% TiC - 10% TiN - 5%WC - 5% Cr3C2 - 12,2%(Ni20%Cr) - 5% Mo - 2,8% C, содержит 33 мас. % дополнительных фаз: WC, Cr3C2, TiN. Порошок напыляли на подложку при ее предварительном подогреве до 200°С. Покрытие имеет микротвердость 22,7 ГПа.
Пример 4.
Керметный порошок для напыления 66% TiC - 5% TiN - 4%WC - 5% Cr3C2-12,2%(Ni 20% Cr) - 4% Mo - 3,8% C, содержит 21 мас. % дополнительных фаз: WC, Cr3C2, TiN. Порошок напыляли на подложку при температуре 20°С. Покрытие имеет микротвердость 20,3 ГПа.
Пример 5.
Керметное покрытие напылено по способу, описанному в прототипе 80% TiC - 16%(Ni 20% Cr) - 4% Mo. Покрытие имеет микротвердость 18,2 ГПа.
Таким образом, поставленная задача решена. В предлагаемом составе керметного порошка для напыления покрытий с основной упрочняющей фазой TiC используют дополнительные упрочняющие фазамы Cr3C2, WC, TiN с их общим содержанием относительно карбида TiC от 20 до 45 мас. %. Процесс напыления ведут при начальной температуре подложки, 20-400°С. Микротвердость покрытия повышается относительно микротвердости покрытия, напыленного по способу, описанному в прототипе.
Claims (1)
- Керметный порошок для плазменного напыления, содержащий 20-80 мас. % карбида титана и металлическую матрицу, отличающийся тем, что он содержит дополнительные упрочняющие фазы Cr3C2, WC, TiN в количестве 20-45% относительно упрочняющей фазы карбида TiC.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018144746A RU2714269C1 (ru) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Керметный порошок для плазменного напыления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018144746A RU2714269C1 (ru) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Керметный порошок для плазменного напыления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2714269C1 true RU2714269C1 (ru) | 2020-02-13 |
Family
ID=69625978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018144746A RU2714269C1 (ru) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Керметный порошок для плазменного напыления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2714269C1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2061784C1 (ru) * | 1993-05-19 | 1996-06-10 | Институт структурной макрокинетики РАН | Порошковый композиционный материал для покрытий |
RU2112075C1 (ru) * | 1996-07-22 | 1998-05-27 | Институт химии твердого тела Уральского Отделения РАН | Способ нанесения плазменного покрытия |
US5966585A (en) * | 1984-09-18 | 1999-10-12 | Union Carbide Coatings Service Corporation | Titanium carbide/tungsten boride coatings |
US6436480B1 (en) * | 1999-03-01 | 2002-08-20 | Plasma Technology, Inc. | Thermal spray forming of a composite material having a particle-reinforced matrix |
RU2364482C2 (ru) * | 2006-08-07 | 2009-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" КурскГТУ | Композиция для плазменно-порошковой наплавки износостойких покрытий на детали машин, включающая порошок карбида вольфрама и карбида титана |
US20130014543A1 (en) * | 2010-03-23 | 2013-01-17 | Asahi Glass Company, Limited | Thermal sprayed coating of jig for producing glass sheet, and jig for producing glass sheet |
WO2013178552A1 (en) * | 2012-05-29 | 2013-12-05 | Element Six Gmbh | Polycrystalline material, bodies comprising same, tools comprising same and method for making same |
WO2015101699A1 (en) * | 2014-01-03 | 2015-07-09 | Wärtsilä Finland Oy | Plasma-transfer-arc-welding (pta) coating for use on valve seats, method for manufacturing, pta coating, and use of the pta coating on valve seat surfaces |
-
2018
- 2018-12-18 RU RU2018144746A patent/RU2714269C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5966585A (en) * | 1984-09-18 | 1999-10-12 | Union Carbide Coatings Service Corporation | Titanium carbide/tungsten boride coatings |
RU2061784C1 (ru) * | 1993-05-19 | 1996-06-10 | Институт структурной макрокинетики РАН | Порошковый композиционный материал для покрытий |
RU2112075C1 (ru) * | 1996-07-22 | 1998-05-27 | Институт химии твердого тела Уральского Отделения РАН | Способ нанесения плазменного покрытия |
US6436480B1 (en) * | 1999-03-01 | 2002-08-20 | Plasma Technology, Inc. | Thermal spray forming of a composite material having a particle-reinforced matrix |
RU2364482C2 (ru) * | 2006-08-07 | 2009-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" КурскГТУ | Композиция для плазменно-порошковой наплавки износостойких покрытий на детали машин, включающая порошок карбида вольфрама и карбида титана |
US20130014543A1 (en) * | 2010-03-23 | 2013-01-17 | Asahi Glass Company, Limited | Thermal sprayed coating of jig for producing glass sheet, and jig for producing glass sheet |
WO2013178552A1 (en) * | 2012-05-29 | 2013-12-05 | Element Six Gmbh | Polycrystalline material, bodies comprising same, tools comprising same and method for making same |
WO2015101699A1 (en) * | 2014-01-03 | 2015-07-09 | Wärtsilä Finland Oy | Plasma-transfer-arc-welding (pta) coating for use on valve seats, method for manufacturing, pta coating, and use of the pta coating on valve seat surfaces |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Buytoz et al. | Dry sliding wear behavior of TIG welding clad WC composite coatings | |
US10308999B2 (en) | Iron-based alloy coating and method for manufacturing the same | |
KR101279840B1 (ko) | 표면경화처리 합금철 물질 | |
JP7104626B2 (ja) | 切削工具 | |
US9982332B2 (en) | Hardface coating systems and methods for metal alloys and other materials for wear and corrosion resistant applications | |
RU2014113180A (ru) | Порошок из кермета | |
US20130045334A1 (en) | Hardface coating systems and methods for metal alloys and other materials for wear and corrosion resistant applications | |
JP5703272B2 (ja) | 耐摩耗性材料 | |
Solonenko et al. | Effect of the microstructure of SHS powders of titanium carbide–nichrome on the properties of detonation coatings | |
RU2714269C1 (ru) | Керметный порошок для плазменного напыления | |
Burkov et al. | Electrospark deposition of tungsten carbide powder on titanium alloy Ti6Al4V | |
JPH08134635A (ja) | ドライプロセス蒸着用Al−Ti合金ターゲット材 | |
EP1872891B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von hochverschleißfesten Oberflächen durch Lichtbogenauftragsschweißung zur Herstellung einer Verschleißschutzplatte | |
Stulov et al. | Protective ceramic coatings on the base of the refractory metals carbides | |
JP4097972B2 (ja) | 物理的蒸着用ターゲットおよびその製造方法 | |
RU2697147C1 (ru) | Борированный порошок для плазменного напыления | |
DE69915866T2 (de) | Verfahren zur herstellung von beschichtungen auf titanbasis | |
WO2014105239A1 (en) | Hardface coating systems and methods for metal alloys and other materials for wear and corrosion resistant applications | |
JPH05195199A (ja) | 耐摩耗性、耐食性に優れた硼化物系超硬質コーティン グ薄膜の製造方法 | |
Panasyuk et al. | Physicochemical principles of the formation of composite materials based on titanium diboride | |
RU2205094C2 (ru) | Способ электронно-лучевой наплавки | |
Corujeira Gallo et al. | In situ synthesis of TiC-Fe composite overlays from low cost TiO 2 precursors using plasma transferred Arc deposition | |
Kryukova et al. | Numerical and experimental study of electron-beam coatings with modifying particles FeB and FeTi | |
WO2009115156A2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines dispersionsgehärteten gegenstandes der carbid-nanopartikel enthält | |
US4717537A (en) | Process for making metallic alloys using precarburized ferroalloys |