RU2777807C1 - Method for increasing the strength of a coated part - Google Patents
Method for increasing the strength of a coated part Download PDFInfo
- Publication number
- RU2777807C1 RU2777807C1 RU2021139848A RU2021139848A RU2777807C1 RU 2777807 C1 RU2777807 C1 RU 2777807C1 RU 2021139848 A RU2021139848 A RU 2021139848A RU 2021139848 A RU2021139848 A RU 2021139848A RU 2777807 C1 RU2777807 C1 RU 2777807C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adhesive layer
- coating
- intermediate adhesive
- strength
- speed
- Prior art date
Links
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 41
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 claims abstract description 41
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 6
- 230000035882 stress Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 27
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 description 2
- 229920002469 poly(p-dioxane) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам повышения прочности деталей с покрытиями из металлов и их сплавов.The invention relates to the field of mechanical engineering, and in particular to methods for increasing the strength of parts coated with metals and their alloys.
Аналогом изобретения является патент РФ № 2625508, способ повышения прочности детали с покрытием, включающий поверхностно-пластическое деформирование путем обкатки деформирующим элементом, при этом поверхностно-пластическое деформирование осуществляют с одновременным пропусканием через зону контакта деформирующего элемента с обрабатываемой поверхностью детали импульсного электрического тока силой 2-5 кА, напряжением 2-3 В, длительностью импульса 0,08-0,2 с и с частотой импульсов 0,16-0,4 Гц, при этом поверхностно-пластическое деформирование осуществляют в радиальном направлении с силой прижима 50-3000 Н, со скоростью перемещения пятна деформации 50-100⋅10-3 м/с при продольной подачей 0,08-0,12 мм/об.An analogue of the invention is the patent of the Russian Federation No. 2625508, a method for increasing the strength of a coated part, including surface-plastic deformation by rolling with a deforming element, while surface-plastic deformation is carried out while passing through the contact zone of the deforming element with the treated surface of the part of a pulsed electric current with a force of 2- 5 kA, voltage 2-3 V, pulse duration 0.08-0.2 s and pulse frequency 0.16-0.4 Hz, while surface-plastic deformation is carried out in the radial direction with a pressing force of 50-3000 N, with a deformation spot displacement speed of 50-100⋅10 -3 m/s with a longitudinal feed of 0.08-0.12 mm/rev.
Недостатком данного способа является получение детали с низкими эксплуатационными свойствами, обусловленные появлением трещин и раковин вдоль границ раздела покрытие-подложка и между слоями покрытия в результате возникновения остаточных напряжений при сплавлении материала покрытия с материалом подложки. К недостаткам предложенного способа также относится невозможность его применения для повышения адгезионной прочности детали с покрытиями из металлов и их сплавов, что связанно с ограничением толщины покрытия и его разрушением при толщине менее 1 мм.The disadvantage of this method is the production of parts with low performance properties, due to the appearance of cracks and cavities along the coating-substrate interface and between the coating layers as a result of the occurrence of residual stresses when the coating material is fused to the substrate material. The disadvantages of the proposed method also include the impossibility of using it to increase the adhesive strength of a part coated with metals and their alloys, which is associated with the limitation of the coating thickness and its destruction at a thickness of less than 1 mm.
Аналогом изобретения является патент РФ № 2625619, способ повышения прочности детали с покрытием, включающий поверхностно-пластическое деформирование путем обкатки деформирующим элементом с последующим упрочнением покрытия ультразвуковой обработкой с частотой ультразвуковых колебаний 18-22 кГц упрочняющим элементом, при этом расстояние между деформирующим и упрочняющим элементами составляет 10-30 мм, а линейная скорость перемещения пятна деформации деформирующих и упрочняющих элементов 50-100⋅10-3 м/с при продольной подаче 0,08-0,12 мм/об, при этом сила прижима деформирующего элемента составляет 50-3000 Н, а упрочняющего элемента составляет 100-1000 Н.An analogue of the invention is the patent of the Russian Federation No. 2625619, a method for increasing the strength of a coated part, including surface-plastic deformation by rolling with a deforming element, followed by hardening of the coating by ultrasonic treatment with a frequency of ultrasonic vibrations of 18-22 kHz by a strengthening element, while the distance between the deforming and strengthening elements is 10-30 mm, and the linear speed of movement of the deformation spot of the deforming and strengthening elements is 50-100⋅10 -3 m/s with a longitudinal feed of 0.08-0.12 mm/rev, while the pressing force of the deforming element is 50-3000 N , and the strengthening element is 100-1000 N.
Недостатком данного способа является получение детали с низкими эксплуатационными свойствами, обусловленные низкой адгезией между покрытием и подложкой. К недостаткам предложенного способа можно отнести невозможность его применения для повышения адгезионной прочности детали с покрытиями из металлов и их сплавов, что связано с ограничением толщины покрытия более 0,5 мм.The disadvantage of this method is to obtain parts with low performance properties due to low adhesion between the coating and the substrate. The disadvantages of the proposed method include the impossibility of using it to increase the adhesive strength of a part coated with metals and their alloys, which is associated with a limitation of the coating thickness of more than 0.5 mm.
Также известен способ повышения прочности детали с покрытием (патент РФ № 2725786), включающий поверхностно-пластическое деформирование путем обкатки деформирующим элементом, с последующим упрочнением покрытия ультразвуковой обработкой упрочняющим элементом с одновременной обработкой путем пропускания высокочастотных импульсов разряда тока через упрочняющий элемент в зону обработки к поверхности покрытия с частотой импульсных разрядов 22- 24 кГц одиночными импульсами тока плотностью 1-2⋅105 А/см2 и длительностью 1-2⋅10-5 с, с усилием прижима упрочняющего элемента во время ультразвуковой обработки 1500-2000 Н, при частоте колебаний 22-24 кГц, амплитуде 20-60 мкм, линейной скорости перемещения пятна деформации упрочняющего элемента 1-2⋅10-3 м/мин и продольной подаче 0,01-0,02 мм/об.Also known is a method for increasing the strength of a coated part (RF patent No. 2725786), including surface-plastic deformation by rolling with a deforming element, followed by hardening of the coating by ultrasonic treatment with a strengthening element with simultaneous processing by passing high-frequency current discharge pulses through the strengthening element into the treatment zone to the surface coatings with a frequency of pulsed discharges of 22-24 kHz by single current pulses with a density of 1-2⋅10 5 A/cm 2 and a duration of 1-2⋅10 -5 s, with a pressing force of the strengthening element during ultrasonic treatment of 1500-2000 N, at a frequency fluctuations 22-24 kHz, amplitude 20-60 µm, linear speed of movement of the strain spot of the reinforcing element 1-2⋅10 -3 m/min and longitudinal feed 0.01-0.02 mm/rev.
Недостатком данного способа является получение детали с низкими эксплуатационными характеристиками, что обусловлено низкой адгезионной прочностью между покрытием и подложкой. Недостатком данного способа также является получение неравномерного сварного шва по толщине, что связано с проскакиванием части импульса разряда тока через предыдущую сварную точку (так называемый эффект шунтирования), что снижает эффективность от пропускаемого импульса разряда тока для формирования следующего сварной точки формируемого шва. Эффект шунтирования обусловлен тем, что разряд тока проскакивает по пути наименьшего сопротивления, поэтому в ряде случаев при высокой пористости покрытия все импульсы разрядов тока (полностью или основная часть разряда пропускаемого импульса тока) могут проскакивать через первую сварную точку формируемого шва и, таким образом, может не формироваться сварной шов, так как плотности тока проскакиваемого импульса разряда может быть недостаточно для нагрева материалов покрытия и подложки вдоль границы раздела до температуры их плавления. Таким образом, из-за проскакивания части пропускаемого разряда через ближайшую сварную точку формируемого шва (ток шунтирования) сварной шов не равномерен по толщине или вовсе может не сформироваться. Для решения данной проблемы может послужить повышение давления прижатия, с целью обеспечения более плотного сопряжения материалов покрытия-подложки по границе в месте, через которое будет пропускаться импульс разряда тока. Повышение величины силы прижатия, благодаря пластической деформации, может быть частично или полностью снижена пористость (поры). Однако при увеличении силы прижима возникают значительные деформации, превышающие предел пластической деформации и приводящие к возникновению трещин в покрытии или в ряде случаев растрескиванию и отслаиванию покрытия. При этом неравномерность по толщине сварного шва является источником возникновения остаточных напряжений приводящих к дальнейшему растрескиванию покрытия.The disadvantage of this method is to obtain parts with poor performance, due to the low adhesive strength between the coating and the substrate. The disadvantage of this method is also obtaining an uneven weld in thickness, which is associated with the slippage of a part of the current discharge pulse through the previous weld point (the so-called shunting effect), which reduces the efficiency of the passed current discharge pulse for the formation of the next weld point of the formed seam. The shunting effect is due to the fact that the current discharge slips along the path of least resistance, therefore, in some cases, with a high porosity of the coating, all current discharge pulses (completely or the main part of the discharge of the transmitted current pulse) can slip through the first weld point of the formed seam and, thus, can not to form a weld, since the current density of the jumping discharge pulse may not be enough to heat the coating and substrate materials along the interface to their melting temperature. Thus, due to the slippage of a part of the passed discharge through the nearest weld point of the formed seam (shunt current), the weld seam is not uniform in thickness or may not be formed at all. To solve this problem, an increase in the pressing pressure can serve to ensure a tighter mating of the coating-substrate materials along the boundary at the place through which the current discharge pulse will be passed. Increasing the magnitude of the pressing force, due to plastic deformation, can partially or completely reduce the porosity (pores). However, with an increase in the pressing force, significant deformations occur that exceed the limit of plastic deformation and lead to cracks in the coating or, in some cases, cracking and peeling of the coating. In this case, the uneven thickness of the weld is a source of residual stresses leading to further cracking of the coating.
Задачей изобретения является усовершенствование способа повышения прочности детали с покрытием из металлов и их сплавов, позволяющее обеспечить повышение физико-механических свойств детали с покрытием.The objective of the invention is to improve the method for increasing the strength of a part coated with metals and their alloys, which makes it possible to increase the physical and mechanical properties of the coated part.
Техническим результатом изобретения является повышение адгезионной прочности между поверхностью детали и покрытием, снижение остаточных напряжений и дефектов вдоль границ раздела покрытие-подложка, а также повышение когезионной прочности.The technical result of the invention is to increase the adhesion strength between the surface of the part and the coating, to reduce residual stresses and defects along the coating-substrate interface, and to increase the cohesive strength.
Технический результат достигается тем, что способ повышения прочности детали с покрытием, включающий поверхностно-пластическое деформирование путем обкатки деформирующим элементом, отличающийся тем, что дополнительно наносят промежуточный адгезионный слой между поверхностью детали и покрытием с последующей обработкой детали путем нагрева поверхности детали с покрытием токами высокой частоты до достижения температуры плавления по всей толщине промежуточного адгезионного слоя и выдержкой при данной температуре до полного оплавления промежуточного адгезионного слоя, а поверхностно-пластическое деформирование осуществляют после полного оплавления промежуточного адгезионного слоя в радиальном направлении при усилии прижима 3100-5000 Н со скоростью перемещения пятна деформации деформирующего элемента при продольной подаче, скорость которой равна скорости перемещения детали относительно индуктора, обеспечивающей обработку всей нагретой поверхности за время выдержки.The technical result is achieved by the fact that a method for increasing the strength of a coated part, including surface-plastic deformation by rolling with a deforming element, characterized in that an intermediate adhesive layer is additionally applied between the surface of the part and the coating, followed by processing the part by heating the surface of the coated part with high-frequency currents until the melting temperature is reached over the entire thickness of the intermediate adhesive layer and holding at this temperature until the intermediate adhesive layer is completely melted, and surface-plastic deformation is carried out after the intermediate adhesive layer is completely melted in the radial direction with a pressing force of 3100-5000 N at a speed of movement of the deformation spot of the deforming element at longitudinal feed, the speed of which is equal to the speed of movement of the part relative to the inductor, which provides processing of the entire heated surface during the exposure time.
В качестве промежуточного адгезионного слоя покрытия используют легкоплавкие металлы и их сплавы, температура плавления которых ниже не менее чем на 100°С температуры плавления материалов поверхности детали и подложки.Low-melting metals and their alloys are used as an intermediate adhesive layer of the coating, the melting point of which is at least 100°C lower than the melting point of the surface materials of the part and the substrate.
Нанесения промежуточного адгезионного слоя между поверхностью детали и покрытием является известным технологическим приемом для повышения адгезионной прочности. Повышение адгезионной прочности обеспечивается тем, что в качестве промежуточного адгезионного слоя используется материал, схожий по атомному радиусу и типу формируемой кристаллической решетки с материалами подложки и покрытия детали. При этом материал промежуточного адгезионного слоя имеет хорошую растворимость (как в жидком, так и в твердом состоянии) с материалами подложки и покрытия детали, что обеспечивает повышение адгезионной прочности. Applying an intermediate adhesive layer between the surface of the part and the coating is a well-known technological method for increasing the adhesive strength. An increase in adhesive strength is ensured by the fact that a material similar in atomic radius and type of formed crystal lattice to the materials of the substrate and coating of the part is used as an intermediate adhesive layer. At the same time, the material of the intermediate adhesive layer has good solubility (both in liquid and solid state) with the materials of the substrate and coating of the part, which ensures an increase in adhesive strength.
Использование в качестве промежуточного адгезионного слоя легкоплавких металлов и их сплавов, температура плавления которых ниже не менее чем на 100°С температуры плавления материалов поверхности детали и покрытия, за счет оплавления материала промежуточного адгезионного слоя в готовой детали с покрытием при сохранении твердофазного состояния материалов детали и покрытия, позволяет обеспечить значительное повышение значения адгезионной прочности. Такое оплавление материала для промежуточного адгезионного слоя обеспечивается за счет использования технологии поверхностного нагрева токами высокой частоты (ТВЧ), при этом глубина нагреваемого слоя может регулироваться режимами обработки ТВЧ, а температура, как режимами, так и временем выдержки. При нагреве и выдержке ТВЧ поверхности детали с покрытием промежуточный адгезионный слой достигает температуры плавления и находится в переходном состоянии от кристаллического к жидкому и постепенно переходит в жидкую фазу, при этом материалы покрытия и материал в прилегающем к покрытию поверхностном слое детали достигают температур близких по значению к температуре плавления, в результате чего происходит процесс образования ими взаимной связи с взаимной растворимостью элементов и их взаимопроникновению. В свою очередь, материал промежуточного адгезионного слоя, благодаря нахождению в жидком состоянии, обеспечивает полную заполняемость границы раздела и неровностей поверхности между поверхностью детали и покрытием, а также заполняя поры, находящиеся вдоль границы раздела. Это приводит к повышению адгезионной прочности как химической ее части за счет обеспечения взаимной растворимости материалов поверхности детали и покрытия, а также промежуточного адгезионного слоя между ними, и механической - за счет заполнения всех пор и неровностей вдоль границы раздела покрытие-подложка материалом промежуточного адгезионного слоя в жидком состоянии.The use of low-melting metals and their alloys as an intermediate adhesive layer, the melting point of which is at least 100 ° C lower than the melting point of the materials of the surface of the part and the coating, due to the melting of the material of the intermediate adhesive layer in the finished part with the coating while maintaining the solid state of the materials of the part and coating, allows you to provide a significant increase in the value of adhesive strength. Such melting of the material for the intermediate adhesive layer is ensured by using the technology of surface heating with high frequency currents (HFC), while the depth of the heated layer can be controlled by the HFC processing modes, and the temperature, by both the modes and the exposure time. During heating and exposure of the surface of the coated part to the high-frequency frequency, the intermediate adhesive layer reaches the melting point and is in a transition state from crystalline to liquid and gradually passes into the liquid phase, while the coating materials and the material in the surface layer adjacent to the coating of the part reach temperatures close in value to melting temperature, as a result of which there is a process of formation of their mutual connection with the mutual solubility of the elements and their interpenetration. In turn, the material of the intermediate adhesive layer, due to being in a liquid state, provides complete filling of the interface and surface irregularities between the surface of the part and the coating, as well as filling the pores along the interface. This leads to an increase in adhesion strength as its chemical part by ensuring the mutual solubility of the surface materials of the part and the coating, as well as the intermediate adhesive layer between them, and mechanical - by filling all the pores and irregularities along the coating-substrate interface with the material of the intermediate adhesive layer in liquid state.
Проведение поверхностно-пластического деформирования после полного оплавления промежуточного адгезионного слоя, путем обкатки деформирующим элементом, в радиальном направлении с силой прижима 3100-5000 Н со скоростью перемещения пятна деформации деформирующего элемента при продольной подаче, скорость которой равна скорости перемещения детали относительно индуктора, обеспечивающей обработку всей нагретой поверхности за время выдержки, позволяет избежать образования возможных раковин и пор в результате кристаллизации материала промежуточного адгезионного слоя, как в самом слое, так и на границах взаимодействия с поверхностью детали и покрытием. Carrying out surface-plastic deformation after complete melting of the intermediate adhesive layer, by rolling with a deforming element, in the radial direction with a pressing force of 3100-5000 N at the speed of moving the deformation spot of the deforming element with a longitudinal feed, the speed of which is equal to the speed of movement of the part relative to the inductor, providing processing of the entire heated surface during the holding time, avoids the formation of possible shells and pores as a result of crystallization of the material of the intermediate adhesive layer, both in the layer itself and at the boundaries of interaction with the surface of the part and the coating.
Совокупность предложенных технологических приемов позволяет избежать возникновения больших по значению остаточных напряжений, так как при определенных режимах проведения поверхностно-пластического деформирования будут происходить релаксационные процессы, а в случае необходимости также за счет предложенных технологических приемов при поверхностно-пластическом деформировании можно обеспечить поверхностный наклеп. Проведение поверхностно-пластического деформирования при высокой температуре позволяет увеличить плотность покрытия и уменьшить пористость, а также создает дополнительные условия для взаимной диффузии между непровзаимодействовавшими напыленными частицами покрытия, что в совокупности с вышеперечисленным повышает когезию слоев покрытия.The combination of the proposed technological methods makes it possible to avoid the occurrence of large residual stresses, since relaxation processes will occur under certain modes of surface plastic deformation, and, if necessary, surface work hardening can also be provided due to the proposed technological methods during surface plastic deformation. Carrying out surface-plastic deformation at high temperature makes it possible to increase the coating density and reduce porosity, and also creates additional conditions for mutual diffusion between non-interacting sprayed coating particles, which, together with the above, increases the cohesion of the coating layers.
При этом предлагаемый способ повышения прочности детали с покрытием имитирует процесс сварки/наплавки и, как и предлагаемые способы с использованием приемов контактной сварки, повышает адгезионную прочность, приближая ее к значениям металлургическим (значениям сварного шва). Однако, в отличие от существующих приемов, обеспечивает равномерную толщину оплавленного слоя по всей границе раздела подложка-покрытие, что позволяет избежать всех факторов для появления остаточных напряжений, появления трещин и др., а также гарантирует получение равномерного по толщине по всей границе раздела покрытие-подложка оплавленного слоя. Причем толщину оплавленного слоя можно точно контролировать, что позволяет полностью прогнозировать все процессы и задавать необходимую толщину промежуточного адгезионного слоя, избегая возможных неточностей, связанных с неконтролируемыми или непрогнозируемыми (случайными) факторами, влияющими на процесс. Обеспечение контроля с высокой точностью получаемых на выходе слоев необходимой толщины позволяет более точно прогнозировать эксплуатационные характеристики на выходе готовой детали с покрытием, что с точки зрения технологии и конструирования имеет большое практическое значение.At the same time, the proposed method for increasing the strength of a coated part imitates the welding/surfacing process and, like the proposed methods using resistance welding techniques, increases the adhesive strength, bringing it closer to metallurgical values (weld seam values). However, unlike existing methods, it provides a uniform thickness of the melted layer along the entire substrate-coating interface, which makes it possible to avoid all factors for the appearance of residual stresses, the appearance of cracks, etc., and also guarantees obtaining a coating that is uniform in thickness along the entire interface. melted layer substrate. Moreover, the thickness of the melted layer can be precisely controlled, which allows you to fully predict all processes and set the required thickness of the intermediate adhesive layer, avoiding possible inaccuracies associated with uncontrolled or unpredictable (random) factors affecting the process. Ensuring high-precision control of the layers of the required thickness obtained at the output makes it possible to more accurately predict the performance characteristics at the output of the finished coated part, which is of great practical importance from the point of view of technology and design.
Таким образом, совокупность предложенных приемов позволяет достичь поставленного технического результата.Thus, the totality of the proposed methods allows to achieve the set technical result.
Предлагаемый способ повышения прочности детали с покрытием подтверждается конкретным примером.The proposed method for increasing the strength of the coated part is confirmed by a specific example.
ПримерExample
На специальные цилиндрические стальные образцы (Сталь 45) диаметром 10 мм было нанесено покрытие из FeMnNiAl методом высокоскоростного газопламенного напыления толщиной 0,8 мм, предварительно образцы были обезжирены. После чего образцы подвергли ультразвуковой обработки упрочняющим элементом с одновременным пропусканием через упрочняющий элемент в зону обработки к поверхности покрытия высокочастотных импульсных разрядов тока. После чего эти образцы были подвергнуты испытаниям на адгезионную прочность методом сдвига. Параметры обработки образца по известному способу представлены в табл. 1, а результаты испытаний образца, обработанного по известному способу, представлены в табл. 3.Special cylindrical steel samples (Steel 45) with a diameter of 10 mm were coated with FeMnNiAl by high-speed flame spraying with a thickness of 0.8 mm, the samples were degreased beforehand. After that, the samples were subjected to ultrasonic treatment with a strengthening element with simultaneous transmission through the strengthening element to the treatment zone to the coating surface of high-frequency pulsed current discharges. After that, these samples were subjected to tests for adhesive strength by the shear method. The processing parameters of the sample according to a known method are presented in table. 1, and the test results of a sample processed by a known method are presented in table. 3.
На трех других специальных цилиндрических стальных образцах (Сталь 45) диаметром 10 мм было нанесено композитное покрытие слоистого типа, состоящее из адгезионного слоя, представляющего собой припой, состава CuMnCo толщиной 0,2 мм функционального слоя из FeMnNiAl толщиной 0,8 мм методом высокоскоростного газопламенного напыления, предварительно образцы были обезжирены. После чего образцы подвергли обработке токами высокой частоты до обеспечения температуры плавления промежуточного адгезионного слоя, представляющего собой припой, состава CuMnCo на глубину нанесенного композитного покрытия слоистого типа 1 мм, с обеспечением времени выдержки до полного оплавления промежуточного адгезионного слоя, с последующим поверхностно-пластическим деформированием путем обкатки деформирующим элементом, со скоростью перемещения пятна деформации деформирующего элемента при продольной подаче, скорость которой равна скорости перемещения детали относительно индуктора, обеспечивающей обработку всей нагретой поверхности за время выдержки. После чего эти образцы были подвергнуты испытаниям на адгезионную прочность методом сдвига.Three other special cylindrical steel specimens (Steel 45) with a diameter of 10 mm were coated with a layered composite coating consisting of an adhesive layer representing a solder of CuMnCo composition with a thickness of 0.2 mm and a functional layer of FeMnNiAl with a thickness of 0.8 mm by high-speed flame spraying. samples were preliminarily degreased. After that, the samples were subjected to high-frequency current treatment to ensure the melting temperature of the intermediate adhesive layer, which is a solder, of the composition CuMnCo to a depth of the applied layered composite coating of 1 mm, with an exposure time until the intermediate adhesive layer is completely melted, followed by surface-plastic deformation by running-in by the deforming element, with the speed of movement of the deformation spot of the deforming element at longitudinal feed, the speed of which is equal to the speed of movement of the part relative to the inductor, which provides processing of the entire heated surface during the holding time. After that, these samples were subjected to tests for adhesive strength by the shear method.
Параметры обработки образцов с покрытием по заявляемому способу представлены в табл. 2.The processing parameters of coated samples according to the claimed method are presented in table. 2.
Результаты испытаний образцов, обработанных по заявляемому способу, представлены в табл. 3.The test results of samples processed according to the claimed method are presented in table. 3.
кВт/см2 Specific power,
kW / cm 2
Предложенный способ повышения прочности детали с покрытием обеспечивает повышение физико-механических свойств детали за счет повышения адгезионной прочности между поверхностью детали и покрытием, снижения остаточных напряжений и дефектов вдаль границ раздела покрытие-подложка, повышения когезионной прочности.The proposed method for increasing the strength of a coated part provides an increase in the physical and mechanical properties of the part by increasing the adhesive strength between the surface of the part and the coating, reducing residual stresses and defects far from the coating-substrate interface, and increasing cohesive strength.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2777807C1 true RU2777807C1 (en) | 2022-08-10 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3438742C2 (en) * | 1984-10-23 | 1988-03-24 | Maschinenfabrik Alfing Kessler Gmbh, 7080 Aalen, De | |
| RU2345876C2 (en) * | 2007-01-30 | 2009-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Method of surface processing by means of combination rolling |
| RU2349442C2 (en) * | 2007-02-01 | 2009-03-20 | Евгений Владимирович Болтенко | Method for electrochemical processing of machine parts surface |
| RU2725786C1 (en) * | 2019-12-25 | 2020-07-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method of increasing strength of a coated part |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3438742C2 (en) * | 1984-10-23 | 1988-03-24 | Maschinenfabrik Alfing Kessler Gmbh, 7080 Aalen, De | |
| RU2345876C2 (en) * | 2007-01-30 | 2009-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Method of surface processing by means of combination rolling |
| RU2349442C2 (en) * | 2007-02-01 | 2009-03-20 | Евгений Владимирович Болтенко | Method for electrochemical processing of machine parts surface |
| RU2725786C1 (en) * | 2019-12-25 | 2020-07-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method of increasing strength of a coated part |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6829312B2 (en) | Steel welded parts with aluminum or aluminum alloy coating and how to prepare them | |
| CN102465294B (en) | Method for carrying out laser-cladding on high-hardness nickel-based alloy material in large area | |
| Haddadi et al. | The effect of interface reaction on vibration evolution and performance of aluminium to steel high power ultrasonic spot joints | |
| DE69809855T2 (en) | Process for joining dual phase stainless steel | |
| Alphonsa et al. | Plasma nitriding on welded joints of AISI 304 stainless steel | |
| CN105081574B (en) | A kind of layering pulse laser reduces the method that invar steel welds hot cracking tendency | |
| RU2777807C1 (en) | Method for increasing the strength of a coated part | |
| Yuan et al. | Study on processing characteristics and mechanisms of thermally assisted laser materials processing | |
| Il'Yaschenko et al. | Increasing strength and operational reliability of fixed joints of tubes by MMA welding | |
| RU2725786C1 (en) | Method of increasing strength of a coated part | |
| RU2368481C2 (en) | Method of eliminating defects, primarily, fractures in thin-wall steel parts | |
| RU2625508C1 (en) | Method of strength increase of details with coating | |
| RU2777806C1 (en) | Method for increasing the strength of a coated part | |
| DE102011083864A1 (en) | Laser beam brazing of silicon carbide based materials | |
| Ivanov et al. | On electrodeposition of thick coatings of increased continuity | |
| RU2751203C1 (en) | Method for electron ray welding of annular or circular joints from copper alloys | |
| Maleque et al. | Abrasive wear response of TIG-melted TiC composite coating: Taguchi approach | |
| RU2805093C1 (en) | Method for producing coating on inner surface of hollow part using electrical explosion of conductor | |
| RU2804901C1 (en) | Method for producing coating on inner surface of hollow part using electrical explosion of conductor | |
| RU2573462C2 (en) | Diffusion welding process | |
| RU2710246C1 (en) | Method of obtaining coating on part surface from steel | |
| KR20160062820A (en) | METHOD FOR RESISTANCE SPOT WELDING FOR Zn PLATED STEEL SHEET | |
| Ayers et al. | Consolidation of plasma-sprayed coatings by laser remelting | |
| Kimme et al. | Study of an additive manufacturing technology using pulsed inductive wire melting | |
| RU2828804C1 (en) | Method for induction surfacing of “пг-ср2” alloy on structural steel part |