[go: up one dir, main page]

RU2306368C1 - Способ нанесения покрытий - Google Patents

Способ нанесения покрытий Download PDF

Info

Publication number
RU2306368C1
RU2306368C1 RU2006114201/02A RU2006114201A RU2306368C1 RU 2306368 C1 RU2306368 C1 RU 2306368C1 RU 2006114201/02 A RU2006114201/02 A RU 2006114201/02A RU 2006114201 A RU2006114201 A RU 2006114201A RU 2306368 C1 RU2306368 C1 RU 2306368C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flux
kmno
zncl
cast iron
powder material
Prior art date
Application number
RU2006114201/02A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Борисович Коберниченко (RU)
Анатолий Борисович Коберниченко
нов Георгий Владимирович Купри (RU)
Георгий Владимирович Куприянов
Николай Иванович Пшеничкин (RU)
Николай Иванович Пшеничкин
Дмитрий Иванович Конин (RU)
Дмитрий Иванович Конин
Антон Юрьевич Горелов (RU)
Антон Юрьевич Горелов
Сергей Геннадьевич Кузнецов (RU)
Сергей Геннадьевич Кузнецов
Original Assignee
Рязанский военный автомобильный институт имени генерала армии В.П. ДУБЫНИНА
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рязанский военный автомобильный институт имени генерала армии В.П. ДУБЫНИНА filed Critical Рязанский военный автомобильный институт имени генерала армии В.П. ДУБЫНИНА
Priority to RU2006114201/02A priority Critical patent/RU2306368C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2306368C1 publication Critical patent/RU2306368C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий на поверхности изделий, а именно к газодинамическим способам нанесения покрытий. Сначала на поверхность детали наносят флюс со временем активности 0,2-0,25 часа, содержащий до 30% хлористого аммония NH4Cl, до 70% хлористого цинка ZnCl2 и до 2% перманганата калия KMnO4. Затем осуществляют нагрев поверхности по флюсу горелкой с окислительным пламенем до температуры (0,14-0,2)·Тпл, где Тпл - температура плавления чугуна. Проводят обработку детали абразивным порошковым материалом с размером частиц 30-300 мкм. Нагревают сжатый воздух и подают его в сверхзвуковое сопло. Формируют в сопле сверхзвуковой воздушный поток, в который подают порошковый материал, предназначенный для формирования покрытия, и направляют его на поверхность обрабатываемого изделия. Данный способ позволяет повысить адгезионную прочность газодинамических покрытий на чугунных изделиях. 2 ил., 3 табл.

Description

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий на поверхности изделий, а именно к газодинамическим способам нанесения покрытий с использованием неорганического порошка, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, в частности, при восстановлении формы и размеров металлических деталей, изготовлении и ремонте изделий, требующих герметичности, повышенной коррозионной стойкости, жаростойкости и адгезионно-когезионной прочности.
Известен способ нанесения покрытий (патент РФ №2205897, МПК С23С 24/04 2003 г.) [1], заключающийся в подаче абразивного порошкового материала с размером частиц 30-300 мкм, нагреве сжатого воздуха, подаче его в сверхзвуковое сопло, формировании в сопле сверхзвукового воздушного потока, подаче в поток порошкового материала в сопле сверхзвуковым потоком и направлении его на поверхность обрабатываемого изделия.
Недостатком данного способа является низкая адгезионная прочность покрытия на чугунных деталях. Причина этого - в наличии на поверхности чугуна включений графита, непрочно связанного с металлической основой (Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. - М.: Машиностроение, 1990 г., с.144-149) [2].
Технический результат направлен на увеличение адгезионной прочности газодинамических покрытий на чугунных деталях.
Технический результат достигается тем, что в способе нанесения покрытия на чугунные детали, включающем обработку детали абразивным порошковым материалом с размером частиц 30-300 мкм, нагрев сжатого воздуха, подачу его в сверхзвуковое сопло, формирование в сопле сверхзвукового воздушного потока, подачу в поток порошкового материала, предназначенного для формирования покрытия и направление его на поверхность обрабатываемого изделия, причем перед обработкой детали абразивным порошковым материалом на поверхность детали наносят флюс со временем активности 0,2-0,25 часа, содержащий до 30% хлористого аммония NH4Cl, до 70% хлористого цинка ZnCl2 и до 2% перманганата калия KMnO4 (табл.1), и осуществляют нагрев поверхности по флюсу горелкой с окислительным пламенем до температуры (0,14-0,2)·Тпл (табл.2), где Тпл - температура плавления чугуна.
Отличительными признаками от прототипа является то, что перед обработкой детали абразивным порошковым материалом на поверхность детали наносят флюс со временем активности 0,2-0,25 часа, содержащий до 30% хлористого аммония NH4Cl, до 70% хлористого цинка ZnCl2 и до 2% перманганата калия KMnO4, и осуществляют нагрев поверхности по флюсу горелкой с окислительным пламенем до температуры (0,14-0,2)·Тпл, где Тпл - температура плавления чугуна.
Заявленный способ соответствует категории «новизна» и позволяет сделать вывод о соответствии критерию «существенное отличие».
На фиг.1 - схема процесса нанесения покрытия с применением флюса. На фиг.2 - зависимость адгезионной прочности газодинамического покрытия от времени активности флюса (tф) и от температуры подогрева поверхности основы (Тп.п.).
Способ осуществляется следующим образом.
На поверхность восстанавливаемой чугунной детали 1 наносится флюс 2, содержащий до 30% хлористого аммония NH4Cl, до 70% хлористого цинка ZnCl2 и до 2% перманганата калия KMnO4 (табл.1), окисление графита на поверхности чугуна осуществляется за счет протекания химической реакции между активным веществом солей хлористого аммония NH4Cl и хлористого цинка ZnCl2, а также перманганата калия KMnO4 и нагрева поверхности по флюсу 2 горелкой 3 (с окислительным пламенем) до температуры 230°С-240°С (табл.2), причем интервал времени после нанесения флюса и нагревом поверхности чугунной детали должен составлять 0,2-0,25 часа (табл.1), затем поверхность чугунной детали 1 обрабатывают абразивным порошковым материалом 4 (корундом) для удаления остатков флюса, а также появления шероховатости поверхности чугунной детали 1, после этого на обработанную поверхность детали 1 наносят газодинамическое покрытие 5 с помощью оборудования типа «ДИМЕТ», разработанного и изготовляемого Обнинским центром порошкового напыления [3].
Вследствие вышеизложенного можно сделать вывод, что при нанесении на поверхность чугунной детали предложенного флюса и подогрева поверхности основы перед абразивно-струйной обработкой чугунной детали следует ожидать увеличение активации поверхности, как следствие «очищение» восстанавливаемой детали от наличия свободного графита и увеличение адгезионной прочности газодинамических покрытий.
Пример реализации способа:
С использованием оборудования типа «ДИМЕТ-403» восстанавливались образцы, вырезанные из чугунного картера сцепления (СЧ28) автомобиля УрАЛ 4320. При этом наносилось алюминий-цинковое покрытие толщиной 200-400 мкм. Порошковый материал, предназначенный для формирования покрытия, содержал порошок алюминия с размером частиц 1-50 мкм, порошок цинка с размером частиц 1-100 мкм и порошок карбида кремния с размером частиц 1-60 мкм. Сжатый воздух перед подачей в сверхзвуковое сопло нагревался до температуры 400°С, статистическое давление в месте ввода порошка в сопло поддерживалось 0,8-0,9 атм. [1]. На стадии подготовки поверхности на образцы наносился флюс (состоящий из хлористого аммония NH4Cl, хлористого цинка ZnCl2 и перманганата калия KMnO4), после этого поверхность по флюсу нагревали горелкой (с окислительным пламенем) до температуры 150-250°С, причем интервал времени после нанесения флюса и нагревом поверхности чугунной детали составил 0,2-0,25 часа, затем поверхность чугунной детали обработали абразивным порошковым материалом (корундом) с размером частиц 150-200 мкм. После его подачи в сопло визуально наблюдалась очистка поверхности от остатков флюса и появление шероховатости поверхности основы. Результаты определения адгезионной прочности для всех образцов представлены в таблице 3, а зависимость адгезионной прочности от времени активности флюса (tф) и от температуры подогрева поверхности основы (Тп.п.) представлены на (фиг.2).
Таким образом, из приведенного выше примера и при реализации заявляемого способа подготовки поверхности основы лучшая адгезионная прочность напыленных газодинамических покрытий на чугунной основе, установленная по клеевой методике, составляет 6,4 МПа при применении флюса, содержащего (до 30% хлористого аммония NH4Cl, до 70% хлористого цинка ZnCl2 и до 2% перманганата калия KMnO4), температуре подогрева поверхности основы 235°С, времени активности флюса 0,2-0,25 часа.
Источники информации
1. Патент РФ №135048/02, МПК 7 С23С 24/04, 2001 г. - Способ нанесения покрытий.
2. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. - М.: Машиностроение, 1990 г., с.144-149.
3. Профессиональное оборудование «ДИМЕТ-403» - Установка для нанесения металлопорошковых газодинамических покрытий. Обнинский центр порошкового напыления.
Таблица 1
Результаты испытаний газодинамического покрытия на адгезионную прочность в зависимости от времени активности флюса
Состав флюса, % Время активности флюса (tф), час
0-0,05 0,05-0,1 0,1-0,15 0,15-0,2 0,2-0,25 0,25-0,3 0,35-0,4 0,45-0,5
Адгезионная прочность покрытия, МПа
ZlCl2 до 10 4,1-4,2 4,2-4,3 4,3-4,4 4,4-4,5 4,4-4,5 4,4-4,5 4,3-4,4 4,2-4,3
Nh4Cl до 90
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 20 4,1-4,2 4,2-4,3 4,4-4,5 4,4-4,5 4,5-4,6 4,4-4,5 4,3-4,4 4,2-4,3
Nh4Cl до 80
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 30 4,2-4,3 4,2-4,3 4,4-4,5 4,5-4,6 4,5-4,6 4,4-4,5 4,3-4,4 4,2-4,3
Nh4Cl до 70
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 40 4,4-4,5 4,4-4,5 4,5-4,6 4,6-4,7 4,5-4,6 4,4-4,5 4,4-4,5 4,3-4,4
Nh4Cl до 60
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 50 4,4-4,5 4,5-4,6 4,7-4,8 4,7-4,8 4,5-4,6 4,5-4,6 4,4-4,5 4,3-4,4
Nh4Cl до 50
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 60 4,5-4,6 4,7-4,8 5,1-5,2 5,2-5,3 5,4-5,5 4,7-4,8 4,6-4,7 4,4-4,5
Nh4Cl до 40
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 70 4,4-4,5 4,7-4,8 5,3-5,4 5,5-5,6 5,8-5,9 5,2-5,3 4,7-4,8 4,6-4,7
Nh4Cl до 30
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 80 4,6-4,7 4,8-4,9 5,2-5,3 5,1-5,2 4,9-5,0 4,6-4,7 4,5-4,6 4,2-4,3
Nh4Cl до 20
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 90 4,6-4,7 4,8-4,9 5,3-5,4 5,2-5,3 5,0-5,1 4,7-4,8 4,6-4,7 4,4-4,5
Nh4Cl до 20
KMnO4 до 2
Таблица 2
Результаты испытаний газодинамического покрытия на адгезионную прочность в зависимости от температуры подогрева поверхности основы
Состав флюса, % Температура подогрева поверхности основы (Тп.п.), °С
0-50 50-100 100-150 150-200 200-250 250-300 300-350 350-400
Адгезионная прочность покрытия, МПа
ZnCl2 до 10 4,3-4,4 4,3-4,4 4,4-4,5 4,6-4,7 4,8-4,9 5,1-5,2 5,0-5,1 5,0-5,1
Nh4Cl до 90
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 20 4,3-4,4 4,3-4,4 4,5-4,6 4,6-4,7 4,8-4,9 5,1-5,2 5,1-5,2 5,0-5,1
Nh4Cl до 80
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 30 4,3-4,4 4,3-4,4 4,5-4,6 4,6-4,7 4,8-4,9 5,2-5,3 5,4-5,5 5,3-5,4
Nh4Cl до 70
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 40 4,4-4,5 4,5-4,6 4,7-4,8 4,7-4,8 4,9-5,0 5,2-5,3 5,4-5,5 5,3-5,4
Nh4Cl до 60
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 50 4,5-4,6 4,6-4,7 5,0-5,1 5,5-5,6 5,5-5,6 5,4-5,5 5,4-5,5 5,4-5,5
Nh4Cl до 50
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 60 4,5-4,6 4,6-4,7 5,1-5,2 5,4-5,5 5,6-5,7 5,6-5,7 5,5-5,6 5,5-5,6
Nh4Cl до 40
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 70 4,5-4,6 4,6-4,7 5,2-5,3 5,5-5,6 5,9-6,0 5,8-5,9 5,7-5,8 5,7-5,8
Nh4Cl до 30
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 80 4,7-4,8 4,9-5,0 5,3-5,4 5,3-5,4 5,7-5,8 5,6-5,7 5,6-5,7 5,5-5,6
Nh4Cl до 20
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 90 4,7-4,8 4,9-5,0 5,4-5,5 5,4-5,5 5,3-5,4 5,1-5,2 5,2-5,3 5,0-5,1
Nh4Cl до 10
KMnO4 до 2
Таблица 3
Результаты определения адгезионной прочности газодинамических покрытий на чугунных основах при применении предложенного способа подготовки поверхности основы
№ п/п Толщина напыленного слоя, мкм Состав флюса, % Время активности флюса, час Температура подогрева поверхности основы, °С Коэффициент использования порошка, % Адгезионная прочность, МПа
Прототип 200-400 нет нет нет 25 4,5
ZnCl2 до 70
1 200-400 Nh4Cl до 30 0,05 150 38 5,2
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 70
2 200-400 Nh4Cl до 30 0,10 175 38 5,4
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 70
3 200-400 Nh4Cl до 30 0,15 190 38 5,3
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 70
4 200-400 Nh4Cl до 30 0,20 205 40 5,6
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 70
5 200-400 Nh4Cl до 30 0,25 220 40 5,9
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 70
6 200-400 Nh4Cl до 30 0,20 235 40 6,4
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 70
7 200-400 Nh4Cl до 30 0,25 245 44 6,0
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 70
8 200-400 Nh4Cl до 30 0,20 250 46 6,1
KMnO4 до 2
ZnCl2 до 70
9 200-400 Nh4Cl до 30 0,15 265 46 5,4
KMnO4 до 2

Claims (1)

  1. Способ нанесения покрытия на чугунные детали, включающий обработку детали абразивным порошковым материалом с размером частиц 30-300 мкм, нагрев сжатого воздуха, подачу его в сверхзвуковое сопло, формирование в сопле сверхзвукового воздушного потока, подачу в поток порошкового материала, предназначенного для формирования покрытия и направление его на поверхность обрабатываемого изделия, отличающийся тем, что перед обработкой детали абразивным порошковым материалом на поверхность детали наносят флюс со временем активности 0,2-0,25 ч, содержащий до 30% хлористого аммония NH4Cl, до 70% хлористого цинка ZnCl2 и до 2% перманганата калия KMnO4, и осуществляют нагрев поверхности по флюсу горелкой с окислительным пламенем до температуры (0,14-0,2)·Тпл, где Тпл - температура плавления чугуна.
RU2006114201/02A 2006-04-25 2006-04-25 Способ нанесения покрытий RU2306368C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006114201/02A RU2306368C1 (ru) 2006-04-25 2006-04-25 Способ нанесения покрытий

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006114201/02A RU2306368C1 (ru) 2006-04-25 2006-04-25 Способ нанесения покрытий

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2306368C1 true RU2306368C1 (ru) 2007-09-20

Family

ID=38695255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006114201/02A RU2306368C1 (ru) 2006-04-25 2006-04-25 Способ нанесения покрытий

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2306368C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450087C2 (ru) * 2010-05-12 2012-05-10 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Сухопутных войск Общевойсковая академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Способ нанесения покрытий

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5302414A (en) * 1990-05-19 1994-04-12 Anatoly Nikiforovich Papyrin Gas-dynamic spraying method for applying a coating
RU1773072C (ru) * 1987-10-05 1995-03-10 Институт теоретической и прикладной механики СО РАН Способ нанесения металлопорошковых покрытий
RU2038411C1 (ru) * 1993-11-17 1995-06-27 Совместное предприятие "Петровский трейд хаус" Способ получения покрытия
RU2205897C1 (ru) * 2001-12-26 2003-06-10 Общество С Ограниченной Ответственностью Обнинский Центр Порошкового Напыления Способ нанесения покрытий
JP2006052449A (ja) * 2004-08-13 2006-02-23 Nippon Steel Corp コールドスプレー皮膜の形成方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1773072C (ru) * 1987-10-05 1995-03-10 Институт теоретической и прикладной механики СО РАН Способ нанесения металлопорошковых покрытий
US5302414A (en) * 1990-05-19 1994-04-12 Anatoly Nikiforovich Papyrin Gas-dynamic spraying method for applying a coating
US5302414B1 (en) * 1990-05-19 1997-02-25 Anatoly N Papyrin Gas-dynamic spraying method for applying a coating
RU2038411C1 (ru) * 1993-11-17 1995-06-27 Совместное предприятие "Петровский трейд хаус" Способ получения покрытия
RU2205897C1 (ru) * 2001-12-26 2003-06-10 Общество С Ограниченной Ответственностью Обнинский Центр Порошкового Напыления Способ нанесения покрытий
JP2006052449A (ja) * 2004-08-13 2006-02-23 Nippon Steel Corp コールドスプレー皮膜の形成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450087C2 (ru) * 2010-05-12 2012-05-10 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Сухопутных войск Общевойсковая академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Способ нанесения покрытий

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Champagne Jr et al. Interface material mixing formed by the deposition of copper on aluminum by means of the cold spray process
US3723165A (en) Mixed metal and high-temperature plastic flame spray powder and method of flame spraying same
Tokarev Structure of aluminum powder coatings prepared by cold gasdynamic spraying
WO2001000331B1 (en) Kinetic spray coating method and apparatus
JP4659061B2 (ja) 触媒皮膜を有する基板
US8080278B2 (en) Cold gas spraying method
US4595637A (en) Plasma coatings comprised of sprayed fibers
EP0988898A3 (en) Thermal spray application of polymeric material
RU2205897C1 (ru) Способ нанесения покрытий
JP2009511751A (ja) 部材のコーティング法
RU2306368C1 (ru) Способ нанесения покрытий
EP0459115B1 (en) Powder of plastic and treated mineral
CN107142443A (zh) 一种有遮挡槽形零件底面超音速火焰喷涂涂层的方法
Gorlach A new method for thermal spraying of Zn–Al coatings
US20170121825A1 (en) Apparatus and method for cold spraying and coating processing
RU2450087C2 (ru) Способ нанесения покрытий
Sammaiah et al. Effect of heat treatment & machining process for deposition of Al2O3 nano particles on steel
Sakaki Cold Spray Process~ Overview and Application Trends~
KR100743188B1 (ko) 나노 조직의 고 경도 WC-Co 코팅 제조 방법
KR100742858B1 (ko) 접착성이 우수한 실리콘 산화피막의 연소화학 기상증착방법
US20090301645A1 (en) System and method of joining components
Tazibt et al. Dry surface preparation using supercritical cryogenic nitrogen jet improves the adhesion strength of cold gas sprayed coatings (SCNCS)
KR100723228B1 (ko) 실리콘 산화막의 피복층을 갖는 샌드위치 강판과연소화학기상증착에 의한 샌드위치 강판의 제조방법
SU1618782A1 (ru) Способ получени алюминиевых покрытий
Chow et al. Properties of aluminum deposited by a HVOF process

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080426