RU2728124C1 - Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом - Google Patents
Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728124C1 RU2728124C1 RU2019135343A RU2019135343A RU2728124C1 RU 2728124 C1 RU2728124 C1 RU 2728124C1 RU 2019135343 A RU2019135343 A RU 2019135343A RU 2019135343 A RU2019135343 A RU 2019135343A RU 2728124 C1 RU2728124 C1 RU 2728124C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- wear
- nickel
- silicon oxide
- coating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
-
- 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
- C23C4/06—Metallic material
- C23C4/067—Metallic material containing free particles of non-metal elements, e.g. carbon, silicon, boron, phosphorus or arsenic
-
- 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)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к материалам для нанесения композиционных износостойких покрытий методами газотермического наплавления и может быть использовано для получения износостойких покрытий рабочих органов машин, таких как землеройные, бурильные, почвообрабатывающие и посевные, работающих в интенсивном контакте с абразивной средой. Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза состоит из смеси порошка сплава на основе никеля, содержащего хром, бор, кремний, железо и углерод, и порошка оксида кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок оксида кремния - 10, порошок сплава на основе никеля - 90. Покрытие, полученное из порошкового материала, обеспечивает высокую износостойкость поверхности рабочих органов машин за счет получения в покрытии структуры, образованной матрицей металлического порошка на основе никеля, в объеме которой распределены частицы оксида кремния. 2 табл.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии для нанесения композиционных износостойких покрытий методами газотермического наплавления и может быть использовано для получения износостойких покрытий, подвергающихся интенсивному абразивному износу в процессе эксплуатации.
Известен износостойкий материал (патент №2062813 RU, C22C 29/10 C22C 1/04, опубл. 27.06.1996), содержащий карбид титана, никель, углерод, железо и кобальт при следующем соотношении компонентов, мас. %: карбид титана 10-60; никель 4-15; углерод 0,2-1,5; кобальт 1-6; железо остальное. Описываемый материал характеризуется высокой износостойкостью.
Известен композиционный порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия (патент №2060297 RU,C23C4/04, С22С 29/00, опубл. 20.05.1996), содержащий интерметаллическое соединение, состоящее из двух или более металлов в соотношении, соответствующем стехиометрии образуемого ими интерметаллического соединения, и дисперсное твердое тугоплавкое соединение при следующем соотношении компонентов, мас. %: твердое тугоплавкое соединение 5-95; интерметаллическое соединение остальное, причем средний размер частиц твердого тугоплавкого соединения в частицах порошкового материала составляет 0,1-160 мкм.
Прототипом изобретения является порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом (патент №2055936 RU, С23С 4/04, С22С 29/02, опубл. 10.03.1996), содержащий карбид титана и сплав алюминия с одним или более компонентами из группы: железо, никель, кобальт, титан, цирконий, тантал, хром, кремний, при следующем соотношении компонентов в сплаве, мас. %: алюминий - 30-99; компонент, из группы: железо, никель, кобальт, титан, цирконий, тантал, хром, кремний остальное, причем соотношение компонентов в порошковом материале составляет, мас. %: карбид титана - 10-90, сплав -остальное.
Недостатками известных порошковых материалов являются недостаточная прочность сцепления получаемых покрытий с основой поверхности металла, затруднительное регулирование физико-механических характеристик, а так же сложность изготовления данных порошковых материалов.
Технической задачей изобретения является обеспечение высокой прочности сцепления покрытия с основой поверхности металла, улучшение физико-механических характеристик нанесенного покрытия, упрощение технологии получения порошкового материала.
Техническая задача обеспечивается тем, что порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза состоит из смеси порошка сплава на основе никеля, содержащего хром, бор, кремний, железо и углерод, и порошка оксида кремния, при следующем соотношении компонентов, мас. %: порошок оксида кремния - 10, порошок сплава на основе никеля - 90.
Нанесенное предлагаемым порошковым материалом покрытие представляет собой порошка сплава на основе никеля, в объеме которой содержатся хром, бор, кремний, железо и углерод.
Вязкость нанесенного покрытия обеспечивается наличием в составе наплавляемого порошка пластичного никелевого сплава, а необходимая твердость наплавленного слоя достигается путем добавления в состав оксида кремния. Сочетание вязкости и твердости является результатом достижения повышенной износостойкости получаемого наплавленного слоя.
Для экспериментальной проверки предлагаемого решения были подготовлены 4 состава порошковых материалов для нанесения износостойкого газотермического покрытия при следующем соотношении компонентов смеси, мас. %:
1. Оксид кремния - 5, порошковая смесь - 95;
2. Оксид кремния - 10, порошковая смесь - 90;
3. Оксид кремния - 15, порошковая смесь - 85;
4. Оксид кремния - 20, порошковая смесь - 80.
Для проведения экспериментов использовали порошковую смесь ПГ-12Н-02 и керамический компонент оксид кремния SiO2. Соотношение оксида кремния и порошковой смеси варьировали в составе исходной смеси для синтеза. В таблице 1 приведены соотношения компонентов порошковых материалов.
Из указанных соотношений получены образцы порошковых материалов для нанесения износостойкого газотермического покрытия различного состава методом самораспространяющегося
высокотемпературного синтеза в восстановительной среде. Средний диаметр зерен готового смешанного материала составлял 90 мкм, максимальный 160 мкм, и минимальный 45 мкм.
Структура частиц, полученных порошковых материалов, включала матрицу на основе сплава никеля с распределенными в ней частицами оксида кремния SiO2.
Смешивание компонентов производилось на лабораторной планетарной шаровой мельнице «Активатор 2SL». Нанесение покрытий осуществляли технологией газопламенного наплавления с использованием установки состоящей из горелки наплавочной модели EuroJet XS-8, пропанобутановая смесь в качестве горючего газа и кислорода при следующих режимах: пропанобутановая смесь - 0,5 бар, кислород - 2 бар, температура пламени факела горелки составляла приблизительно 2400°С, расстояние от среза сопла мундштука до наплавляемой поверхности 160-200 мм, скорость перемещения частиц на выходе около 200 м/с, толщина наносимого слоя составляла 0,4-0,6 мм, на плоские образцы из стали 65Г, предварительно подвергнутые пескоструйной обработке. Структуру частиц полученных порошков исследовали методом оптической металлографии на приборе «Metaval», растровой электронной микроскопии на приборе «TeslaBS-300». Микротвердость наплавленных покрытий измеряли на приборе ПМТ-3. Испытания на износостойкость проводили на стенде для ускоренных испытаний рабочих органов почвообрабатывающих машин согласно ГОСТ 33687-2015 "Машины и орудия для поверхностной обработки почвы. Методы испытаний".В качестве материала для сравнения использовали образец из стали 65Г. Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице 2.
Из данных таблицы 2 следует, что введение в состав порошкового материала для нанесения износостойкого покрытия оксида кремния приводит к существенному повышению износостойкости получаемого покрытия. В результате проведенных экспериментов выявлено, что оптимальным является состав 2, приведенный в таблице 1. В связи с тем, что относительная износостойкость нанесенного покрытия составом 2 является выше, чем в составах 1, 3, 4, следовательно, порошковый 
материал, полученный на основе состава 2, способен обеспечить высокую износостойкость поверхности рабочих органов машин, таких как, землеройные, бурильные, почвообрабатывающие и посевные, работающих в интенсивном контакте с абразивной средой.
Claims (1)
- Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, отличающийся тем, что он состоит из смеси порошка сплава на основе никеля, содержащего хром, бор, кремний, железо и углерод, и порошка оксида кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок оксида кремния - 10, порошок сплава на основе никеля - 90.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019135343A RU2728124C1 (ru) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019135343A RU2728124C1 (ru) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2728124C1 true RU2728124C1 (ru) | 2020-07-28 |
Family
ID=72085642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019135343A RU2728124C1 (ru) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2728124C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2748004C1 (ru) * | 2020-11-06 | 2021-05-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03226552A (ja) * | 1990-01-30 | 1991-10-07 | Nippon Steel Corp | 高温耐摩耗・耐ビルドアップ性に優れた溶射材料およびその被覆物品 |
| SU1754786A1 (ru) * | 1989-12-08 | 1992-08-15 | Минский Филиал Научно-Производственного Объединения "Техэнергохимпром" | Порошкова композици дл газотермического напылени покрытий |
| SU1249958A1 (ru) * | 1983-07-19 | 1995-06-09 | Институт металлургии Уральского научного центра АН СССР | Порошковая смесь для газотермических покрытий |
| RU2055936C1 (ru) * | 1993-11-01 | 1996-03-10 | Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом |
| JP3226552B2 (ja) * | 1997-08-15 | 2001-11-05 | 旭化成株式会社 | オフセット印刷版の製造方法 |
| UA86595U (ru) * | 2013-05-23 | 2014-01-10 | Институт Проблем Материаловедения Им. И.Н. Францевича Нан Украины | КОМПОЗИЦИОННЫЙ порошковый материал ДЛЯ газотермических ПОКРЫТИЙ с повышенной износостойкостью |
-
2019
- 2019-11-05 RU RU2019135343A patent/RU2728124C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1249958A1 (ru) * | 1983-07-19 | 1995-06-09 | Институт металлургии Уральского научного центра АН СССР | Порошковая смесь для газотермических покрытий |
| SU1754786A1 (ru) * | 1989-12-08 | 1992-08-15 | Минский Филиал Научно-Производственного Объединения "Техэнергохимпром" | Порошкова композици дл газотермического напылени покрытий |
| JPH03226552A (ja) * | 1990-01-30 | 1991-10-07 | Nippon Steel Corp | 高温耐摩耗・耐ビルドアップ性に優れた溶射材料およびその被覆物品 |
| RU2055936C1 (ru) * | 1993-11-01 | 1996-03-10 | Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом |
| JP3226552B2 (ja) * | 1997-08-15 | 2001-11-05 | 旭化成株式会社 | オフセット印刷版の製造方法 |
| UA86595U (ru) * | 2013-05-23 | 2014-01-10 | Институт Проблем Материаловедения Им. И.Н. Францевича Нан Украины | КОМПОЗИЦИОННЫЙ порошковый материал ДЛЯ газотермических ПОКРЫТИЙ с повышенной износостойкостью |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2748004C1 (ru) * | 2020-11-06 | 2021-05-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1186474C (zh) | 喷雾用粉末及其制造方法 | |
| Gurumoorthy et al. | Microstructural aspects of plasma transferred arc surfaced Ni-based hardfacing alloy | |
| JP6063744B2 (ja) | 高硬度オーバーレイの製造のための原料粉末 | |
| CH625836A5 (ru) | ||
| TW200303927A (en) | Corrosion resistant powder and coating | |
| US5966585A (en) | Titanium carbide/tungsten boride coatings | |
| Karimi et al. | High-temperature oxidation behaviour of WC-FeAl composite fabricated by spark plasma sintering | |
| Chen et al. | Sliding wear behaviour of laser clad coatings based upon a nickel-based self-fluxing alloy co-deposited with conventional and nanostructured tungsten carbide–cobalt hardmetals | |
| Sari et al. | Improvement of wear resistance of wire drawing rolls with Cr–Ni–B–Si+ WC thermal spraying powders | |
| EP1077272A1 (en) | Titanium carbide/tungsten boride coatings | |
| RU2728124C1 (ru) | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом | |
| Hong et al. | In-situ reinforced phase evolution and wear resistance of nickel-based composite coatings fabricated by wide-band laser cladding with Nb addition | |
| US3627979A (en) | Welding electrode | |
| RU2748004C1 (ru) | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом | |
| JP2019090098A (ja) | 焼結体および摩擦攪拌接合ツール | |
| JP3091690B2 (ja) | ＴｉＢ２系コーティングの製造方法 | |
| Zdravecká et al. | Tribological Behavior of Thermally Sprayed Coatings with Different Chemical Composition and Modified by Remelting. | |
| Pyachin et al. | Electrospark coatings based on WC-Co alloys with aluminium oxide and carbon additives | |
| Kuo et al. | Microstructure and wear characteristics of hypoeutectic, eutectic and hypereutectic (Cr, Fe) 23C6 carbides in hardfacing alloys | |
| Richardson et al. | Developing diamond MMCs to improve durability in aggressive abrasive conditions | |
| Penyashki et al. | COMPARATIVE STUDIES OF TRIBOLOGICAL CHARACTERISTICS OF CARBON STEELS WITH GAS FLAME COATINGS FROM NEW MULTI-COMPONENT CARBIDE COMPOSITE MATERIALS. | |
| JP6178689B2 (ja) | タングステン耐熱合金、摩擦攪拌接合工具、および製造方法 | |
| EA033694B1 (ru) | Состав для газотермического напыления износостойких покрытий | |
| Arji et al. | Sand slurry erosive wear of thermal sprayed coating of stellite | |
| Paustovskii et al. | Laws of formation of electrospark coatings from alloys of the Ni–Cr–Al–Y system |