RU2748004C1 - 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
- RU2748004C1 RU2748004C1 RU2020136694A RU2020136694A RU2748004C1 RU 2748004 C1 RU2748004 C1 RU 2748004C1 RU 2020136694 A RU2020136694 A RU 2020136694A RU 2020136694 A RU2020136694 A RU 2020136694A RU 2748004 C1 RU2748004 C1 RU 2748004C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- wear
- nickel
- powder material
- self
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C23C4/073—Metallic material containing MCrAl or MCrAlY alloys, where M is nickel, cobalt or iron, with or without non-metal elements
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)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым материалам для нанесения износостойких покрытий методами газотермического напыления на различные детали машин и оборудования, подвергаемые интенсивному абразивному износу в процессе их эксплуатации. Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом, состоит из смеси порошка сплава на основе никеля, содержащего хром, бор, кремний, железо и углерод, и порошка оксида алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок оксида алюминия - 10, порошок сплава на основе никеля - 90. Изобретение направлено на улучшение структуры наносимого слоя, достижение высокой термостойкости и химической устойчивости компонентов порошкового материала, влияющие на качество наносимого на поверхность покрытия. 4 пр., 3 табл.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии для получения износостойких покрытий методами газотермического наплавления на различных деталях машин и оборудования, подвергающихся интенсивному абразивному износу в процессе их 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 порошковый материал для получения износостойких покрытий (патент №2055936 RU, С23С 4/04, С22С 29/02, опубл. 10.03.1996), содержащий карбид титана и сплав алюминия с одним и более компонентами из группы: железо, никель, кобальт, титан, цирконий, тантал, хром, кремний, включающий, мас. %: алюминий 30-99; компонент из группы: железо, никель, кобальт, титан, цирконий, тантал, хром, кремний остальное при следующем соотношении компонентов, мас. %: карбид - титана 10-90; сплав - остальное. Данный порошковый материал обеспечивает высокую износостойкость упрочняемых изделий.
Прототипом изобретения является порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия методом само распространяющегося высокотемпературного синтеза (патент №2728124 RU, С23С 4/067, С23С 4/10, С22С 32/00, опубл. 28.07.2020), отличающийся тем, что он состоит из смеси порошка сплава на основе никеля, содержащий хром, бор, кремний, железо и углерод, и порошка оксида алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. %: порошок оксида алюминия - 10, порошок сплава на основе никеля - 90.
Недостатком известных порошковых материалов является недостаточная износостойкость и прочность сцепления получаемых покрытий с основой поверхности металла.
Технической задачей изобретения является улучшение структуры наплавленного слоя, достижение высокой термостойкости и химической устойчивости компонентов порошкового материала, влияющие на качество наплавляемой поверхности.
Техническая задача обеспечивается тем, что порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом, состоит из смеси порошка сплава на основе никеля, содержащего хром, бор, кремний, железо, углерод, и дополнительно содержит порошок оксида алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас. %: порошок оксида алюминия - 10, порошок сплава на основе никеля - 90.
Нанесенное предлагаемым порошковым материалом покрытие представляет собой композиционный материал, структура которого образована матрицей на основе никелевого порошка, в объеме которого распределены частицы оксиды алюминия.
Высокая вязкость нанесенного покрытия обеспечивается наличием в составе наплавляемого порошка пластичного никелевого сплава, а необходимая твердость наплавленного слоя достигается путем добавления в состав оксида алюминия. Сочетание вязкости и твердости является результатом достижения повышенной износостойкости получаемого наплавленного слоя.
Для экспериментальной проверки предлагаемого решения были подготовлены 4 образца порошковых материалов для нанесения износостойкого газотермического покрытия при следующем соотношении компонентов смеси, мас. % (таблица 1):
Для проведения экспериментов использовали порошковую смесь ПГ-12Н-02 и металлический компонент оксид алюминия Al2O3. Соотношение оксида алюминия и порошковой смеси варьировали в составе исходной смеси для синтеза. В таблице 2 приведены соотношения компонентов порошковых материалов.
Из указанных соотношений компонентов 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 алюминия Al2O3. Соотношение оксидной и матричной составляющих в частицах порошка варьировали составом исходной смеси для синтеза.
Нанесение покрытий осуществляли на установке газопламенного наплавления, 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 2380°С, расстояние от среза сопла мундштука до наплавляемой поверхности 180 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 3.
Из данных таблицы 3 следует, что введение в состав порошкового материала для нанесения износостойкого покрытия оксида алюминия приводит к существенному повышению износостойкости получаемого покрытия. В результате проведенных экспериментов выявлено, что состав 2 является оптимальным, 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 почвообрабатывающих машин, работающих в интенсивном контакте с абразивной средой.
Claims (1)
- Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом, состоящий из смеси порошка сплава на основе никеля, содержащего хром, бор, кремний, железо и углерод, отличающийся тем, что дополнительно содержит порошок оксида алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок оксида алюминия - 10, порошок сплава на основе никеля - 90.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020136694A RU2748004C1 (ru) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020136694A RU2748004C1 (ru) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2748004C1 true RU2748004C1 (ru) | 2021-05-18 |
Family
ID=75919768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020136694A RU2748004C1 (ru) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2748004C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2791250C1 (ru) * | 2022-02-17 | 2023-03-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИГиЛ СО РАН) | Композиционное износостойкое покрытие |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2042728C1 (ru) * | 1993-05-06 | 1995-08-27 | Институт физико-технических проблем Севера СО РАН | Порошковый материал для газотермического напыления |
| 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 |
| WO2001094664A2 (en) * | 2000-06-08 | 2001-12-13 | Surface Engineered Products Corporation | Coating system for high temperature stainless steel |
| KR101765025B1 (ko) * | 2014-10-02 | 2017-08-03 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 허스 롤 및 그 제조 방법 |
| RU2728124C1 (ru) * | 2019-11-05 | 2020-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом |
-
2020
- 2020-11-06 RU RU2020136694A patent/RU2748004C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2042728C1 (ru) * | 1993-05-06 | 1995-08-27 | Институт физико-технических проблем Севера СО РАН | Порошковый материал для газотермического напыления |
| 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 |
| WO2001094664A2 (en) * | 2000-06-08 | 2001-12-13 | Surface Engineered Products Corporation | Coating system for high temperature stainless steel |
| KR101765025B1 (ko) * | 2014-10-02 | 2017-08-03 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 허스 롤 및 그 제조 방법 |
| RU2728124C1 (ru) * | 2019-11-05 | 2020-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2791250C1 (ru) * | 2022-02-17 | 2023-03-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИГиЛ СО РАН) | Композиционное износостойкое покрытие |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1186474C (zh) | 喷雾用粉末及其制造方法 | |
| Katsich et al. | Erosive wear of hardfaced Fe–Cr–C alloys at elevated temperature | |
| Liu et al. | Dry sliding wear behavior and corrosion resistance of NiCrBSi coating deposited by activated combustion-high velocity air fuel spray process | |
| Praveen et al. | Parametric optimisation of high-velocity oxy-fuel nickel-chromium-silicon-boron and aluminium-oxide coating to improve erosion wear resistance | |
| CH625836A5 (ru) | ||
| CN1122377A (zh) | 一种分散在金属铬铝钇基涂层中的碳化物颗粒的生产方法 | |
| US5966585A (en) | Titanium carbide/tungsten boride coatings | |
| JPS6331545B2 (ru) | ||
| 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 | |
| Ping et al. | Effect of Cr3C2 addition on the microstructure and properties of laser cladding NiCrBSi coatings | |
| EP1077272A1 (en) | Titanium carbide/tungsten boride coatings | |
| RU2728124C1 (ru) | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом | |
| RU2748004C1 (ru) | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом | |
| JPH03229850A (ja) | 種々の物品用のタングステンクロムカーバイド―ニッケルコーティング | |
| Richert | The wear resistance of thermal spray the tungsten and chromium carbides coatings | |
| 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 | |
| Rombouts et al. | Development and characterization of nickel based tungsten carbide laser cladded coatings | |
| Kuo et al. | Microstructure and wear characteristics of hypoeutectic, eutectic and hypereutectic (Cr, Fe) 23C6 carbides in hardfacing alloys | |
| US6652991B1 (en) | Ductile NiAl intermetallic compositions | |
| Kai et al. | Fabrication of conventional and nanostructured NiCrC coatings via HVAF technique | |
| Penyashki et al. | COMPARATIVE STUDIES OF TRIBOLOGICAL CHARACTERISTICS OF CARBON STEELS WITH GAS FLAME COATINGS FROM NEW MULTI-COMPONENT CARBIDE COMPOSITE MATERIALS. | |
| Arji et al. | Sand slurry erosive wear of thermal sprayed coating of stellite | |
| RU2803173C1 (ru) | Композиционный состав порошкообразного материала для плазменного напыления |