RU2195515C2 - Method for applying coats of powder materials - Google Patents
Method for applying coats of powder materialsInfo
- Publication number
- RU2195515C2 RU2195515C2 RU2001108007A RU2001108007A RU2195515C2 RU 2195515 C2 RU2195515 C2 RU 2195515C2 RU 2001108007 A RU2001108007 A RU 2001108007A RU 2001108007 A RU2001108007 A RU 2001108007A RU 2195515 C2 RU2195515 C2 RU 2195515C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- powder material
- nozzle
- particles
- ceramic
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 39
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 14
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 12
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения покрытий на поверхности изделий, а именно к способам получения покрытий с использованием неорганического порошка, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, в частности при изготовлении и ремонте изделий, требующих герметичности, повышенной коррозионной стойкости, жаростойкости и других качеств. The invention relates to a technology for producing coatings on the surface of products, and in particular to methods for producing coatings using inorganic powder, and can be used in various engineering industries, in particular in the manufacture and repair of products requiring tightness, increased corrosion resistance, heat resistance and other qualities.
В настоящее время широкое распространение получила технология газодинамического нанесения металлических покрытий из порошковых материалов, основанная на формировании в сверхзвуковом сопле высокоскоростного газового потока, ускорение этим газовым потоком порошкового материала и нанесение его на поверхность изделия. Currently, the technology of gas-dynamic deposition of metal coatings from powder materials based on the formation of a high-speed gas flow in a supersonic nozzle, the acceleration of the powder material by this gas flow and applying it to the surface of the product has become widespread.
Известен способ получения покрытий, включающий ускорение частиц порошка металла размером 1-200 мкм неподогреваемым газовым потоком, до скоростей не менее 650 м/с [авт. свид. 1618778, кл. С 23 С 4/00, 1986]. A known method for producing coatings, including the acceleration of particles of metal powder with a size of 1-200 μm of an unheated gas stream, to speeds of at least 650 m / s [ed. testimonial. 1618778, cl. C 23 C 4/00, 1986].
Основным недостатком этого способа является то, что для получения таких скоростей необходимо использовать такие газы, как гелий или его смеси с воздухом, скорость звука в которых существенно больше, чем в воздухе. Это значительно ограничивает возможности промышленной реализации этой технологии в силу его экономической неэффективности. The main disadvantage of this method is that in order to obtain such speeds it is necessary to use gases such as helium or its mixtures with air, the speed of sound of which is significantly greater than in air. This significantly limits the possibility of industrial implementation of this technology due to its economic inefficiency.
Известны также способ и устройства для напыления металлопорошковых покрытий, в которых сжатый газ подогревается перед подачей в сверхзвуковое сопло [патент РФ 1773072, кл. С 23 С 4/00, 1987, патент РФ 1603581, кл. В 05 В 7/20, 1987, патент РФ 1674585, кл. С 23 С 20/00, 1989]. Это обеспечивает увеличение скорости звука в газе, а значит и увеличение скорости газового потока в сопле. There is also a known method and device for spraying metal powder coatings, in which the compressed gas is heated before being fed into a supersonic nozzle [RF patent 1773072, cl. C 23 C 4/00, 1987, RF patent 1603581, class. B 05 B 7/20, 1987, RF patent 1674585, class. C 23 C 20/00, 1989]. This provides an increase in the speed of sound in the gas, and hence an increase in the speed of the gas flow in the nozzle.
Однако при использовании в качестве рабочего газа сжатого воздуха достигаемые скорости частиц напыляемого порошка металла остаются по-прежнему невысокими и не всегда обеспечивают условия для эффективной пластической деформации напыляемых частиц металла при взаимодействии их с поверхностью подложки. В силу этого качество получаемых покрытий, в частности прочность их сцепления с подложкой и пористость, не всегда бывают удовлетворительными. However, when using compressed air as the working gas, the achieved particle speeds of the sprayed metal powder remain still low and do not always provide conditions for effective plastic deformation of the sprayed metal particles when they interact with the substrate surface. Due to this, the quality of the resulting coatings, in particular, their adhesion to the substrate and porosity, are not always satisfactory.
Известен способ получения покрытия, в котором предварительно нагретым воздухом в сверхзвуковом сопле ускоряют порошкообразный материал, в качестве которого используют порошки, представляющие собой смесь, содержащую по крайней мере два компонента: пластичные металлы и материалы, твердость которых больше твердости включенных в порошкообразный материал металлов [патент РФ 2038411, кл. С 23 С 4/00, 1993]. A known method of producing a coating in which preheated air in a supersonic nozzle accelerates a powdery material, which is used as a powder, which is a mixture containing at least two components: ductile metals and materials whose hardness is greater than the hardness of the metals included in the powder material [patent RF 2038411, class C 23 C 4/00, 1993].
Этот способ за счет присутствия в порошке твердых частиц обеспечивает получение покрытий с высокой прочностью сцепления с подложкой и низкой пористостью при относительно невысоких затратах и позволяет расширить ассортимент эффективно наносимых металлических материалов, а следовательно, и разнообразие создаваемых покрытий. This method, due to the presence of solid particles in the powder, provides coatings with high adhesion strength to the substrate and low porosity at relatively low cost and allows you to expand the range of effectively applied metal materials, and therefore the variety of coatings.
Однако при реализации этого способа с помощью вышеупомянутых устройств [патент РФ 1603581, кл. В 05 В 7/20, 1987, патент РФ 1674585, кл. С 23 С 20/00, 1989] происходит очень быстрый износ рабочим порошком, содержащим твердые частицы, стенок сверхзвукового сопла в его критическом сечении. Это вызывает быстрое и значительное изменение режима работы устройства в целом. However, when implementing this method using the above devices [RF patent 1603581, class. B 05 B 7/20, 1987, RF patent 1674585, class. C 23 C 20/00, 1989] there is a very rapid wear of the walls of a supersonic nozzle in its critical section with a working powder containing solid particles. This causes a quick and significant change in the operating mode of the device as a whole.
Известен способ получения покрытий, который реализован в устройстве [патент РФ 2100474, кл. С 23 С 4/00, 1996], включающий нагрев сжатого воздуха, подачу его в сверхзвуковое сопло и формирование сверхзвукового воздушного потока, ускорение этим потоком частиц порошкового материала, который вводят в сверхзвуковую часть сопла непосредственно в сверхзвуковой поток воздуха, после чего ускоренные частицы направляют на обрабатываемую поверхность. В этом случае рабочий порошок не проходит через критическое сечение сверхзвукового сопла, в наибольшей степени определяющее режим работы устройства, и стенки сопла в этом месте не изнашиваются. A known method of producing coatings, which is implemented in the device [RF patent 2100474, class. C 23 C 4/00, 1996], which includes heating compressed air, supplying it to a supersonic nozzle and forming a supersonic air stream, accelerating this stream of particles of powder material, which is introduced into the supersonic part of the nozzle directly into the supersonic air stream, after which accelerated particles are directed on the treated surface. In this case, the working powder does not pass through the critical section of the supersonic nozzle, which determines the operating mode of the device to the greatest extent, and the nozzle walls do not wear out at this point.
Использование этой технологии позволяет получить качественное покрытие с высокой прочностью сцепления с подложкой и низкой пористостью. Using this technology allows you to get high-quality coating with high adhesion to the substrate and low porosity.
Основным недостатком этого способа является недостаточно высокий коэффициент напыления (коэффициент полезного использования) порошкового материала. The main disadvantage of this method is the insufficiently high deposition rate (coefficient of useful use) of the powder material.
Это связано с тем, что взаимодействие с воздушным потоком частиц напыляемого металла (ускорение и нагрев) в сопле происходит только на сверхзвуковом участке сопла и частицы не успевают достигнуть максимально возможной скорости и температуры, имеющих важное значение для закрепления их на подложке. This is due to the fact that the interaction with the air flow of the particles of the sprayed metal (acceleration and heating) in the nozzle occurs only in the supersonic section of the nozzle and the particles do not have time to reach the maximum possible speed and temperature, which are important for fixing them on the substrate.
Задачей заявляемого решения является повышение коэффициента напыления при сохранении качества наносимого покрытия. The objective of the proposed solution is to increase the deposition coefficient while maintaining the quality of the applied coating.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе нанесения покрытий из порошковых материалов, включающем нагрев сжатого воздуха, подачу его в сверхзвуковое сопло, введение в сверхзвуковой поток воздуха порошкового материала, ускорение этим потоком частиц порошкового материала в сопле и направление их на обрабатываемую поверхность, в поток воздуха одновременно вводят два разных порошковых материала, первый из которых вводят в поток до критического сечения сопла, а второй - после критического сечения сопла, при этом в качестве второго порошкового материала используют порошки, содержащие более твердые вещества, чем содержащиеся в первом порошковом материале. The problem is solved in that in the known method of coating of powder materials, including heating compressed air, feeding it into a supersonic nozzle, introducing powder material into a supersonic air stream, accelerating this stream of powder material particles in the nozzle and directing them to the surface to be treated, in two different powder materials are simultaneously introduced into the air stream, the first of which is introduced into the stream before the critical section of the nozzle, and the second after the critical section of the nozzle, while as orogo powder material using powders containing more solids than those contained in the first particulate material.
Наиболее целесообразно в качестве первого порошкового материала использовать металлы или сплавы без примесей неметаллических частиц, например порошки алюминия, меди, никеля, цинка и/или их смеси и/ или их сплавы. В качестве второго порошка эффективно использовать, в частности, керамические материалы, например порошок корунда или карбида кремния, или смесь порошков керамических материалов и порошков металлов, в которой содержание керамических частиц составляет не менее 20%. It is most expedient to use metals or alloys without impurities of non-metallic particles as the first powder material, for example, powders of aluminum, copper, nickel, zinc and / or their mixtures and / or their alloys. As the second powder, it is effective to use, in particular, ceramic materials, for example, corundum or silicon carbide powder, or a mixture of powders of ceramic materials and metal powders in which the content of ceramic particles is at least 20%.
Сравнительный анализ с прототипом показал, что заявляемое решение отличается от прототипа тем, что в поток воздуха вводят одновременно два разных по составу порошковых материала, один из которых подают в поток до критического сечения сопла, а другой - после критического сечения сопла, что позволяет сделать заключение о соответствии критерию "новизна". A comparative analysis with the prototype showed that the claimed solution differs from the prototype in that two different powder materials are introduced into the air stream at the same time, one of which is fed into the stream to the critical section of the nozzle, and the other after the critical section of the nozzle, which allows us to conclude on compliance with the criterion of "novelty."
Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.
В процессе формирования покрытия ускоренные воздушным потоком и имеющие высокую скорость частицы наносимого на поверхность изделия порошка ударяются о подложку или о предыдущий слой покрытия. Частицы металлического порошка, находясь в твердом состоянии, тем не менее частично деформируются и закрепляются на подложке или на предыдущем слое покрытия. In the process of coating formation, particles accelerated by the air flow and having a high speed are applied onto the surface of the product and hit the substrate or the previous coating layer. The particles of the metal powder, while in the solid state, are nevertheless partially deformed and fixed on the substrate or on the previous coating layer.
При этом присутствие в потоке ускоренных частиц твердых частиц, в частности керамических, приводит к нескольким последствиям. Moreover, the presence in the flow of accelerated particles of solid particles, in particular ceramic, leads to several consequences.
На начальной стадии формирования покрытия твердые частицы очищают поверхность подложки от загрязнений, создают на ней микрорельеф и активируют ее. Это способствует существенному увеличению прочности сцепления покрытия с подложкой. At the initial stage of coating formation, solid particles clean the surface of the substrate from contamination, create a microrelief on it and activate it. This contributes to a significant increase in the adhesion strength of the coating to the substrate.
Затем при формировании толщи покрытия ускоренные твердые частицы в процессе ударов сами не деформируются, а почти полностью передают свою энергию нижележащему слою металлических частиц, способствуя его уплотнению и уменьшению пористости. Кроме того, при соударениях с предыдущим слоем покрытия они за счет эрозионного эффекта срезают плохо закрепившиеся металлические частицы, что дополнительно увеличивает качество получаемого покрытия. Then, during the formation of the coating thickness, accelerated solid particles do not deform themselves during impacts, but almost completely transfer their energy to the underlying layer of metal particles, contributing to its compaction and reduction of porosity. In addition, in collisions with the previous coating layer, due to the erosion effect, they cut off poorly fixed metal particles, which further increases the quality of the resulting coating.
Таким образом, присутствие в потоке ускоренных частиц твердых, например керамических, частиц способствует улучшению качества покрытия (прочность сцепления с подложкой, пористость), но уменьшает коэффициент напыления порошкового материала. Соотношение этих эффектов определяется, в первую очередь, скоростью частиц. Так, непрерывное увеличение скорости твердых частиц уже не будет снижать уже достаточно низкую (близкую к нулю) пористость покрытия, но будет увеличивать эрозионный эффект, снижающий коэффициент напыления. При этом непринципиальной является и температура твердых, особенно керамических, частиц, так как за счет кратковременности процесса индивидуального соударения такой частицы с предыдущим слоем покрытия эта частица успевает передать этому слою только запасенную в ней кинетическую энергию, поскольку передача тепловой энергии связана с более медленным процессом теплопередачи. Thus, the presence in the flow of accelerated particles of solid, for example ceramic, particles helps to improve the quality of the coating (adhesion to the substrate, porosity), but reduces the coefficient of deposition of the powder material. The ratio of these effects is determined, first of all, by the particle velocity. So, a continuous increase in the speed of solid particles will no longer reduce the already sufficiently low (close to zero) porosity of the coating, but will increase the erosion effect, which reduces the deposition coefficient. At the same time, the temperature of solid, especially ceramic, particles is also unprincipled, since due to the short duration of the process of individual impact of such a particle with the previous coating layer, this particle manages to transfer only kinetic energy stored in it to this layer, since heat transfer is associated with a slower heat transfer process .
В свою очередь, коэффициент напыления порошкового материала зависит главным образом от прочности закрепления на поверхности каждой металлической частицы из потока ускоренных частиц. Эта прочность сцепления, естественно, зависит от характера процессов, протекающих прежде всего в контактной зоне налетающей частицы с подложкой. Интенсивность же химических и физических процессов в контактной зоне в основном зависят от температуры этой зоны. При соударении металлической частицы с подложкой именно эта зона подвергается наиболее интенсивной пластической деформации, и именно в ней происходит преобразование кинетической энергии частицы в тепловую и выделение этой тепловой энергии. В итоге, прочность сцепления (закрепления) металлической частицы на поверхность существенным образом зависит от ее скорости и температуры. In turn, the coefficient of deposition of the powder material mainly depends on the strength of the fastening on the surface of each metal particle from the flow of accelerated particles. This adhesion strength, of course, depends on the nature of the processes occurring primarily in the contact zone of the incident particle with the substrate. The intensity of chemical and physical processes in the contact zone mainly depends on the temperature of this zone. In the collision of a metal particle with a substrate, it is this zone that undergoes the most intense plastic deformation, and it is in it that the kinetic energy of the particle is converted into thermal energy and this thermal energy is released. As a result, the adhesion (fixing) strength of a metal particle to a surface substantially depends on its speed and temperature.
Сущность предлагаемого способа состоит в том, чтобы увеличить коэффициент напыления путем повышения скорости и температуры напыляемых частиц металла, сохранив при этом качество (прочность сцепления и пористость) формируемого покрытия, которое в большой степени зависит от присутствия в напыляемом потоке твердых, в частности керамических, частиц. The essence of the proposed method is to increase the deposition coefficient by increasing the speed and temperature of the sprayed metal particles, while maintaining the quality (adhesion and porosity) of the formed coating, which largely depends on the presence of solid, in particular ceramic, particles in the sprayed stream .
Это достигается за счет того, что в отличие от всех ранее использовавшихся способов и устройств, в предлагаемом способе частицы более мягкого металла (первый порошковый материал) вводятся в ускоряющий их поток отдельно от более твердых частиц (второй порошковый материал). This is achieved due to the fact that, in contrast to all previously used methods and devices, in the proposed method, softer metal particles (first powder material) are introduced into the accelerating stream separately from harder particles (second powder material).
В этом случае их наиболее целесообразно вводить в поток воздуха до критического сечения сопла, тем самым максимально увеличивая время взаимодействия этих частиц с воздушным потоком и обеспечивая таким образом достижение максимально возможной скорости и температуры металлических частиц. Поскольку эти частицы обладают сравнительно невысокой твердостью, износ стенок сопла в его критическом сечении может быть вполне приемлемым. In this case, it is most expedient to introduce them into the air stream to the critical section of the nozzle, thereby maximizing the interaction time of these particles with the air stream and thus ensuring the achievement of the maximum possible speed and temperature of the metal particles. Since these particles have relatively low hardness, wear of the walls of the nozzle in its critical section can be quite acceptable.
При этом второй порошковый материал, содержащий более твердые частицы, вводится в воздушный поток после критического сечения сопла. Это дает возможность сохранить от эрозионного износа критическое сечение сопла. В свою очередь, как было показано выше, для получения качественных покрытий нет необходимости дополнительно увеличивать скорость и температуру твердых частиц (в отличие от частиц напыляемого металла). In this case, the second powder material containing harder particles is introduced into the air stream after the critical section of the nozzle. This makes it possible to save the critical section of the nozzle from erosion wear. In turn, as shown above, to obtain high-quality coatings there is no need to additionally increase the speed and temperature of solid particles (in contrast to particles of a sprayed metal).
Для специальных применений в предлагаемом способе в качестве второго порошкового материала может использоваться порошок, представляющий собой смесь твердых частиц, например керамических, и более пластичных металлических частиц. For special applications in the proposed method as a second powder material can be used a powder, which is a mixture of solid particles, such as ceramic, and more ductile metal particles.
В предлагаемом способе осуществляется введение на сверхзвуковом участке сопла в сверхзвуковой поток воздуха, уже содержащего частицы первого порошкового материала, дополнительных частиц второго порошкового материала. Поскольку сверхзвуковое течение газа всегда сильно подвержено влиянию различных возмущений, то до проведения специальных экспериментов было заранее не очевидно, что предлагаемый способ не нарушит полностью структуру сверхзвукового потока и естественно не приведет к прекращению (или резкому ухудшению) процесса напыления в целом. In the proposed method, the introduction at the supersonic section of the nozzle into the supersonic stream of air, already containing particles of the first powder material, additional particles of the second powder material. Since the supersonic gas flow is always strongly influenced by various perturbations, before conducting special experiments it was not clear in advance that the proposed method would not completely disrupt the structure of the supersonic flow and naturally would not lead to the cessation (or sharp deterioration) of the deposition process as a whole.
Были проведены сравнительные эксперименты, некоторые результаты которых приведены в таблице, где ПМ1 - это первый порошковый материал, вводимый в поток воздуха до критического сечения сопла, а ПМ2 - второй порошковый материал, вводимый в поток воздуха после критического сечения. Comparative experiments were carried out, some of the results are shown in the table, where PM1 is the first powder material introduced into the air stream before the critical section of the nozzle, and PM2 is the second powder material introduced into the air stream after the critical section.
Во всех случаях напыления покрытий суммарное содержание керамики в использовавшихся порошковых материалах (ПМ) составляло 50% по весу. In all cases of coating spraying, the total ceramic content in the used powder materials (PM) was 50% by weight.
Результаты проведенных сравнительных экспериментов показали, что при напылении покрытий на стальные и алюминиевые подложки предлагаемым способом коэффициент напыления порошкового материала увеличивается с 10-30 до 30-60%, при этом пористость получаемых покрытий во всех случаях составляет единицы процентов. В экспериментах в качестве первого порошкового материала использовались порошки различных металлов (в частности, алюминия, цинка, меди, никеля, их смеси и сплавы), а в качестве второго порошкового материала - порошки, содержащие керамические частицы (в частности, корунда и карбида кремния). В случаях, когда в качестве второго порошкового материала использовались смеси порошков из керамических частиц и более пластичных металлических частиц, было обнаружено, что при содержании в порошке керамических частиц в количестве менее 20% по весу начинает значительно увеличиваться пористость получаемых покрытий. The results of comparative experiments showed that when spraying coatings on steel and aluminum substrates with the proposed method, the coefficient of deposition of powder material increases from 10-30 to 30-60%, while the porosity of the coatings obtained in all cases is several percent. In the experiments, powders of various metals (in particular, aluminum, zinc, copper, nickel, their mixtures and alloys) were used as the first powder material, and powders containing ceramic particles (in particular, corundum and silicon carbide) were used as the second powder material . In cases where powder mixtures of ceramic particles and more ductile metal particles were used as the second powder material, it was found that when the powder contains ceramic particles in an amount of less than 20% by weight, the porosity of the resulting coatings begins to increase significantly.
Таким образом, как показали эксперименты, одновременный ввод в поток воздуха до критического и после критического сечения двух разных по составу порошковых материалов позволяет значительно повысить коэффициент напыления, сохранив при этом качество покрытия. Thus, experiments have shown that the simultaneous introduction into the air flow to the critical and after the critical section of two powder materials of different composition can significantly increase the deposition coefficient, while maintaining the quality of the coating.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001108007A RU2195515C2 (en) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | Method for applying coats of powder materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001108007A RU2195515C2 (en) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | Method for applying coats of powder materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2195515C2 true RU2195515C2 (en) | 2002-12-27 |
| RU2001108007A RU2001108007A (en) | 2003-01-27 |
Family
ID=20247610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001108007A RU2195515C2 (en) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | Method for applying coats of powder materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2195515C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2283363C2 (en) * | 2003-07-15 | 2006-09-10 | ОАО "Композит" | Method of making erosion-resistant heat-protective coats |
| RU2285746C2 (en) * | 2004-07-27 | 2006-10-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Method of application of functional coats at high adhesive properties |
| RU2353705C2 (en) * | 2006-11-27 | 2009-04-27 | Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (ИТПМ СО РАН) | Method ofgas-dynamic sputtering of powder materials and facility for its realisation |
| RU2354749C2 (en) * | 2007-04-12 | 2009-05-10 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ "ПРОМЕТЕЙ" (ФГУП "ЦНИИКМ "Прометей") | Method for making nanostructured functional-gradient wear-resistant coating |
| RU2362839C1 (en) * | 2007-11-02 | 2009-07-27 | Федеральное государственное учреждение Российский научный центр "Курчатовский институт" | Method of applying nanostructurised wear-resistant electroconductive coverings |
| RU2695718C1 (en) * | 2017-01-27 | 2019-07-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Method of applying wear-resistant coating on steel |
| RU2806453C1 (en) * | 2023-03-29 | 2023-11-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Method for producing brass coating with steel substrate by gas-dynamic spraying |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2082823C1 (en) * | 1991-06-17 | 1997-06-27 | Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе | Method of preparing coatings |
| RU2100474C1 (en) * | 1996-11-18 | 1997-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Обнинский центр порошкового напыления" | Apparatus for gasodynamically applying coatings of powdered materials |
| US6139913A (en) * | 1999-06-29 | 2000-10-31 | National Center For Manufacturing Sciences | Kinetic spray coating method and apparatus |
| WO2001009405A1 (en) * | 1999-07-30 | 2001-02-08 | Chromalloy Holland B.V. | Drag reduction for gas turbine engine components |
-
2001
- 2001-03-28 RU RU2001108007A patent/RU2195515C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2082823C1 (en) * | 1991-06-17 | 1997-06-27 | Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе | Method of preparing coatings |
| RU2100474C1 (en) * | 1996-11-18 | 1997-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Обнинский центр порошкового напыления" | Apparatus for gasodynamically applying coatings of powdered materials |
| US6139913A (en) * | 1999-06-29 | 2000-10-31 | National Center For Manufacturing Sciences | Kinetic spray coating method and apparatus |
| WO2001009405A1 (en) * | 1999-07-30 | 2001-02-08 | Chromalloy Holland B.V. | Drag reduction for gas turbine engine components |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2283363C2 (en) * | 2003-07-15 | 2006-09-10 | ОАО "Композит" | Method of making erosion-resistant heat-protective coats |
| RU2285746C2 (en) * | 2004-07-27 | 2006-10-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Method of application of functional coats at high adhesive properties |
| RU2353705C2 (en) * | 2006-11-27 | 2009-04-27 | Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (ИТПМ СО РАН) | Method ofgas-dynamic sputtering of powder materials and facility for its realisation |
| RU2354749C2 (en) * | 2007-04-12 | 2009-05-10 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ "ПРОМЕТЕЙ" (ФГУП "ЦНИИКМ "Прометей") | Method for making nanostructured functional-gradient wear-resistant coating |
| RU2362839C1 (en) * | 2007-11-02 | 2009-07-27 | Федеральное государственное учреждение Российский научный центр "Курчатовский институт" | Method of applying nanostructurised wear-resistant electroconductive coverings |
| RU2695718C1 (en) * | 2017-01-27 | 2019-07-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Method of applying wear-resistant coating on steel |
| RU2806453C1 (en) * | 2023-03-29 | 2023-11-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Method for producing brass coating with steel substrate by gas-dynamic spraying |
| RU2850887C1 (en) * | 2024-12-26 | 2025-11-17 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Добыча Надым" | Method for restoring the heat-protective coating of gas turbine blades |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2183695C2 (en) | Method of applying coatings | |
| Shkodkin et al. | Metal particle deposition stimulation by surface abrasive treatment in gas dynamic spraying | |
| US6139913A (en) | Kinetic spray coating method and apparatus | |
| McPherson | The relationship between the mechanism of formation, microstructure and properties of plasma-sprayed coatings | |
| RU2145644C1 (en) | Method and device for producing coat from powder materials | |
| EP0484533B1 (en) | Method and device for coating | |
| Maev et al. | Air gas dynamic spraying of powder mixtures: theory and application | |
| MXPA05013017A (en) | Vacuum cold spray process. | |
| US8080278B2 (en) | Cold gas spraying method | |
| Van Steenkiste | Kinetic spray: a new coating process | |
| RU2205897C1 (en) | Coating method | |
| RU2195515C2 (en) | Method for applying coats of powder materials | |
| WO2007091102A1 (en) | Kinetic spraying apparatus and method | |
| US10279365B2 (en) | Thermal spray method integrating selected removal of particulates | |
| SU1618778A1 (en) | Method of producing coatings | |
| KR101361729B1 (en) | Methods and apparatuses for material deposition | |
| RU2082823C1 (en) | Method of preparing coatings | |
| RU2237746C1 (en) | Method and apparatus for gas-dynamic deposition of coating | |
| Sammaiah et al. | Effect of heat treatment & machining process for deposition of Al2O3 nano particles on steel | |
| Shkodkin et al. | The basic principles of DYMET technology | |
| RU2128728C1 (en) | Method of coatings deposition from powder materials | |
| RU2109842C1 (en) | Method for deposition of coatings | |
| RU2845211C1 (en) | Method of gas-dynamic coating application and device for implementation thereof | |
| SU1618782A1 (en) | Method of producing aluminium coatings | |
| CN111763938A (en) | High hardness material coating structure and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140329 |