RU2459888C2 - Method of making shell structures - Google Patents
Method of making shell structures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459888C2 RU2459888C2 RU2010148693/02A RU2010148693A RU2459888C2 RU 2459888 C2 RU2459888 C2 RU 2459888C2 RU 2010148693/02 A RU2010148693/02 A RU 2010148693/02A RU 2010148693 A RU2010148693 A RU 2010148693A RU 2459888 C2 RU2459888 C2 RU 2459888C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mandrel
- coating
- technological
- chamber
- coat
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 18
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 14
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 9
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 3
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005438 FeTi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к нанесению покрытий в вакууме для изготовления тонкостенных оболочечных конструкций, которые используются в агрессивных средах при температуре 1200-1400°С. Применение многих материалов ограничено экстремальными условиями эксплуатации изделия, например в двигательных установках, такими как агрессивная среда, длительное воздействие высоких температур и термоциклирование.The invention relates to the field of engineering, in particular to coating in vacuum for the manufacture of thin-walled shell structures that are used in aggressive environments at a temperature of 1200-1400 ° C. The use of many materials is limited by the extreme operating conditions of the product, for example in propulsion systems, such as aggressive environments, prolonged exposure to high temperatures and thermal cycling.
Из патента RU №2319580 от 19.10.2005, МПК B22F 3/26 известен способ изготовления тонкостенных изделий или изделий с внутренней полостью из композита на основе карбидов. Способ заключается в том, что из огнеупорного материала, химически не взаимодействующего с расплавом пропитывающего металла и имеющего точку плавления выше температуры инфильтрации, изготавливают форму. В форме размещают пресс-массу, содержащую порошок карбида и пластификатор, и проводят виброуплотнение с получением формовки. Удаляют пластификатор и спекают формовку в неокислительной среде. Удаление пластификатора, спекание и инфильтрацию формовки проводят в одной и той же форме. Данный способ не позволяет изготавливать изделия сложной формы, например, в виде трубы-конуса или оболочки двойной кривизны и малой толщины до 1 мм и меньше. Также изделия, полученные данным способом, не предназначены для использования в агрессивных средах, таких как высокие температуры 1200-1400°С, причем изготовление изделий ведется только на основе карбида и не предусмотрено использование широкого спектра конструкционных материалов.From patent RU No. 2319580 of 10.19.2005, IPC B22F 3/26, a method for manufacturing thin-walled products or products with an internal cavity from a carbide-based composite is known. The method consists in the fact that a mold is made from a refractory material that does not chemically interact with the impregnating metal melt and has a melting point above the infiltration temperature. A mold containing a carbide powder and a plasticizer is placed in the mold, and vibro-compaction is performed to form. The plasticizer is removed and the molding is sintered in a non-oxidizing environment. Plasticizer removal, sintering and molding infiltration are carried out in the same form. This method does not allow the manufacture of products of complex shape, for example, in the form of a cone pipe or shell of double curvature and small thickness of up to 1 mm or less. Also, the products obtained by this method are not intended for use in aggressive environments, such as high temperatures 1200-1400 ° C, and the manufacture of products is carried out only on the basis of carbide and it is not intended to use a wide range of structural materials.
В последние годы в промышленно развитых странах (США, Япония, Великобритания, России), разработано множество составов слоистых композиций применительно к защитным покрытиям с целью продления рабочего срока службы и/или повышения максимальной допустимой рабочей температуры изделия. Для обеспечения работоспособности оболочечных конструкций необходимо защитное покрытие как на внутренней, так и наружной поверхности оболочки. Из патента RU №2131482 от 15.02.1994, МПК С23С 28/02 известен способ получения высокотемпературного изделия, включающий осаждение на поверхность высокотемпературного металлического изделия, по меньшей мере, первого слоя первого металла, осаждение на поверхность изделия, по меньшей мере, второго слоя металла. Второй слой второго металла осаждают на глубину, достаточную для обеспечения заранее определенного молярного отношения первого и второго металлов, при этом осуществляют реакционную обработку, обеспечивающую объединение первого и второго металлов, образующих интерметаллический диффузионный запирающий слой. Использование изобретения обеспечивает получение равномерного защитного покрытия для высокотемпературных металлических изделий. К недостаткам способа можно отнести использование в способе дорогостоящих материалов, не достаточно высокие температуры полученного окислительно-стойкого покрытия, при этом интерметаллидные соединения обладают, как правило, высокой твердостью и химической стойкостью, но они не пластичные и при работе свыше 1150°С возможно растрескивание покрытия.In recent years, in industrialized countries (USA, Japan, United Kingdom, Russia), many layered compositions have been developed for protective coatings in order to extend the working life and / or increase the maximum allowable working temperature of the product. To ensure the operability of shell structures, a protective coating is required on both the inner and outer surfaces of the shell. From patent RU No. 2131482 of 02.15.1994, IPC С23С 28/02, a method for producing a high-temperature product is known, including depositing at least a first layer of a first metal on a surface of a high-temperature metal product, and depositing at least a second metal layer on a product surface. . The second layer of the second metal is deposited to a depth sufficient to provide a predetermined molar ratio of the first and second metals, and reaction processing is performed to ensure the combination of the first and second metals forming an intermetallic diffusion barrier layer. Using the invention provides a uniform protective coating for high-temperature metal products. The disadvantages of the method include the use of expensive materials in the method, not sufficiently high temperatures of the obtained oxidation-resistant coating, while intermetallic compounds have, as a rule, high hardness and chemical resistance, but they are not plastic and when working above 1150 ° C, cracking of the coating is possible .
Известен «Способ получения оболочковых изделий и арматуры» из патента от 10.03.08 №2318713, принятый за прототип, где для повышения эксплуатационных характеристик сосудов высокого давления предлагается армирование матричного материала сеткой, ячейки которой получают комбинацией линейных элементов и пружин, при этом матричный материал наносится газотермическим напылением. Но данный метод не позволяет изготавливать оболочечные конструкции сложной геометрической формы и малым диаметром d внутреннего отверстия (d≤1 мм), с защитным покрытием на внутренней поверхности. К тому же использование слоистых металлокомпозитов в определенных конструкциях, где преобладающую роль играют двумерные нагрузки, целесообразнее, чем волокнистых, так как в них более эффективно происходит перераспределение напряжений, возникающих в результате механических и тепловых нагрузок.The well-known "Method for producing shell products and fittings" from the patent dated 10.03.08 No. 2318713, adopted as a prototype, where to improve the performance of pressure vessels it is proposed to reinforce the matrix material with a mesh, the cells of which are obtained by a combination of linear elements and springs, while the matrix material is applied thermal spraying. But this method does not allow to produce shell structures of complex geometric shape and a small diameter d of the inner hole (d≤1 mm), with a protective coating on the inner surface. In addition, the use of layered metal composites in certain structures, where two-dimensional loads play the predominant role, is more expedient than fibrous ones, since redistribution of stresses resulting from mechanical and thermal loads is more efficient in them.
Задача изобретения заключается в получении оболочечных (тонкостенных) конструкций сложной геометрии и с малым диаметром, работоспособных в экстремальных условиях при температуре 1200-1400°С.The objective of the invention is to obtain shell (thin-walled) structures of complex geometry and with a small diameter, operable in extreme conditions at a temperature of 1200-1400 ° C.
Технический результат, который достигается при осуществлении заявленного способа, это изготовление оболочечных конструкций из широкого спектра конструкционных материалов сложного химического и фазового состава, в том числе с функциональными покрытиями оболочечных конструкций как наружной, так и на внутренней поверхности изделия.The technical result that is achieved by the implementation of the claimed method is the manufacture of shell structures from a wide range of structural materials of complex chemical and phase composition, including with functional coatings of shell structures both on the outer and inner surfaces of the product.
Поставленная задача решается тем, что способ получения оболочечных конструкций, включающий размещение в вакуумной камере по меньшей мере одной технологической оправки, имеющей размеры внутреннего профиля готовой оболочечной конструкции, и нанесение на нее покрытия заданной толщины из конструкционного металлокомпозита при вращении оправки с последующим ее охлаждением, выгрузкой из камеры и удалением из полученной оболочечной конструкции, при этом нанесение покрытия осуществляется путем создания потока высокоэнергетических нейтральных частиц и обработки ими оправки, прикладывания к оправке напряжения смещения, зажигания дугового разряда, очистки и разогрева оправки ионами испаряемого материала катода до температуры конденсации покрытия, подачи в камеру газа-реагента, снижения напряжения смещения и конденсации материала покрытия до заданной толщины, причем на оправку попеременно конденсируют матричный материал и материал наполнителя, после выгрузки полученного изделия удаляют технологическую оправку, например, методом селективного химического травления; при необходимости сначала формируют защитное покрытие на внутренней поверхности изделия путем напыления первого слоя и защитное покрытие на наружной поверхности изделия путем напыления последнего слоя, материал технологической оправки выбирают в зависимости от свойств напыляемого материала, при этом изготавливают тонкостенные наноструктурированные изделия сложной геометрии из наноструктурированного металлокомпозита с нитридным или оксидным или интерметаллидным наполнителем.The problem is solved in that the method for producing shell structures, comprising placing in a vacuum chamber at least one technological mandrel having the dimensions of the internal profile of the finished shell structure, and applying a coating of a given thickness from the structural metal composite upon rotation of the mandrel with its subsequent cooling, unloading from the chamber and removing from the resulting shell structure, while coating is carried out by creating a stream of high-energy neutral particles and processing the mandrel, applying bias voltage to the mandrel, igniting an arc discharge, cleaning and heating the mandrel with ions of the evaporated cathode material to the temperature of the condensation of the coating, supplying the reagent gas to the chamber, reducing the bias voltage and condensation of the coating material to a given thickness, and the mandrel alternately condenses the matrix material and the filler material, after unloading the obtained product, the technological mandrel is removed, for example, by the method of selective chemical etching; if necessary, first a protective coating is formed on the inner surface of the product by spraying the first layer and a protective coating on the outer surface of the product by spraying the last layer, the mandrel material is selected depending on the properties of the sprayed material, and thin-walled nanostructured products of complex geometry are made from a nanostructured metal composite with nitride or an oxide or intermetallic filler.
Конструкционный материал может содержать большое количество компонентов каждого слоя и большое количество слоев, причем за технологический цикл изготавливают партию оболочечных конструкций.The structural material may contain a large number of components of each layer and a large number of layers, moreover, a batch of shell structures is produced during the technological cycle.
Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом позволяет сделать вывод о его новизне, а в сравнении с другими известными аналогичными решениями в данной области о том, что оно явным образом не следует из уровня техники, следовательно, обладает изобретательным уровнем и является патентоспособным.A comparative analysis of the proposed method with the prototype allows us to conclude about its novelty, and in comparison with other known similar solutions in this field that it does not explicitly follow from the prior art, therefore, has an inventive level and is patentable.
Для изготовления оболочечной конструкции изготавливается технологическая оправка (материал оправки зависит от свойств напыляемого материала) с размерами внутреннего профиля готовой оболочечной конструкции. Для установки технологической оправки 1 изготавливается оснастка 2 (фиг.1). Оснастка с технологической оправкой обезжиривается бензином и устанавливается в механизм вращения в вакуумной камере. Производят вакуумную откачку. При достижении низкого вакуума проводят очистку от адсорбированных газов потоком высокоэнергетических нейтральных частиц. После достижения высокого вакуума к оправке прикладывают напряжение смещения, зажигают дуговой разряд для испарения катода с целью нагрева и очистки изделий, после чего, подав газ-реагент и снизив напряжение смещения, наносят при необходимости внутреннее защитное покрытие. После нанесения защитного покрытия наращивают конструкционный материал путем попеременного напыления матричного материала и материала наполнителя до заданной (фиксированной) толщины. При необходимости формируют внешнее защитное покрытие. Для обеспечения равномерности покрытий обеспечивается вращение технологической оправки вокруг своей оси. Оправка с напыленным защитным покрытием и конструкционным материалом охлаждается и выгружается из вакуумной камеры. Технологическая оправка удаляется, например, методом химического травления. Получают готовую оболочечную конструкцию при необходимости с защитным покрытием внутри оболочки и снаружи.For the manufacture of the shell structure, a technological mandrel is made (the material of the mandrel depends on the properties of the sprayed material) with the dimensions of the internal profile of the finished shell structure. To install the technological mandrel 1 is made snap 2 (figure 1). Equipment with a technological mandrel is degreased with gasoline and installed in a rotation mechanism in a vacuum chamber. Produce vacuum pumping. When a low vacuum is reached, the adsorbed gases are cleaned with a stream of high-energy neutral particles. After reaching a high vacuum, a bias voltage is applied to the mandrel, an arc discharge is ignited to vaporize the cathode to heat and clean the products, after which, by supplying a reagent gas and reducing the bias voltage, an internal protective coating is applied if necessary. After applying the protective coating, the structural material is increased by alternately spraying the matrix material and the filler material to a predetermined (fixed) thickness. If necessary, form an external protective coating. To ensure uniformity of coatings, the technological mandrel is rotated around its axis. The mandrel with a sprayed protective coating and structural material is cooled and discharged from the vacuum chamber. The technological mandrel is removed, for example, by chemical etching. A finished shell structure is obtained, if necessary, with a protective coating inside the shell and outside.
В общем случае технологическая схема процесса состоит из трех базовых операций: изготовления технологической оправки, осаждения материалов защитного покрытия и силового каркаса, удаления технологической оправки. Схематично структура материалов и порядок операций представлены на фиг.2.In the general case, the technological scheme of the process consists of three basic operations: the manufacture of the technological mandrel, the deposition of protective coating materials and the power cage, the removal of the technological mandrel. Schematically, the structure of the materials and the order of operations are presented in figure 2.
Этап 1 изготовления технологической оправки. Материал технологической оправки выбирают в зависимости от свойств напыляемого материала. Этап 2 представляет осаждение защитного покрытия А от агрессивных сред на изготовленную оправку. Толщина покрытия Da должно обеспечивать защиту изделия в агрессивных средах. Затем осаждение конструкционного материла В на защитное покрытие А. Конструкционный материал может содержать большое количество компонентов X1X2 Xn для каждого слоя и большое количество слоев I1I2……IJ. Конструкционный материал с толщиной Db обеспечивает прочность и жесткость изделия. Далее с случае необходимости наносят защитный слой от агрессивных сред С на конструкционный материал В. Толщина покрытия Dc должна обеспечивать защиту конструкционного материала В от агрессивных сред. Этап 3 - удаляется оправка, например, химическим селективным травлением. Сумма толщин Da+Db+Dc является толщиной стенки оболочечной конструкции. После удаления оправки получается готовое изделие, при этом не нуждающееся в дополнительной механической обработке.Stage 1 manufacturing technological mandrel. The material of the technological mandrel is selected depending on the properties of the sprayed material. Stage 2 represents the deposition of the protective coating A from aggressive media on the fabricated mandrel. The coating thickness Da must protect the product in aggressive environments. Then the structural material B is deposited on the protective coating A. The structural material may contain a large number of components X 1 X 2 X n for each layer and a large number of layers I 1 I 2 ... ... I J. Structural material with a thickness of Db provides strength and rigidity of the product. Then, if necessary, a protective layer is applied from aggressive media C to structural material B. The coating thickness Dc should provide protection to structural material B from aggressive media. Stage 3 - the mandrel is removed, for example, by chemical selective etching. The sum of the thicknesses Da + Db + Dc is the wall thickness of the shell structure. After removal of the mandrel, the finished product is obtained, while not requiring additional machining.
Пример 1.Example 1
Описанный выше способ был успешно применен для изготовления камеры сгорания с диаметром критики 1 мм, из металлокомпозита - нержавеющая сталь-нитрид титана 12X18H10T-TiN, где нержавеющая сталь 12Х18Н10Т - матричный слой, а нитрид титана - наполнитель. Для защиты изделия от агрессивных сред нанесено защитное покрытие из никелевого сплава ХН70Ю на внутреннюю поверхность оболочки. Температура работы полученного изделия составляет 1300°С. В качестве материала оправки использовалась малоуглеродистая сталь 20. Напыление проводилось путем возбуждения дугового разряда между одним из электродов и корпусом рабочей камеры установки ионно-плазменного напыления. Оправка помещалась в межэлектродном пространстве, после вакуумирования проводилась дополнительная очистка от адсорбированных газов и паров бомбардировкой нейтральных частиц, при этом оправка вращалась с помощью планетарного механизма, обеспечивающего вращение со скоростью 5 об./мин. Для получения хорошей адгезии оправка подогревалась в процессе напыления до 500-600°С. После напыления проводилось удаление оправки водным раствором HNO3.The method described above was successfully applied for the manufacture of a combustion chamber with a critical diameter of 1 mm, from a metal composite stainless steel titanium nitride 12X18H10T-TiN, where stainless steel 12X18H10T is a matrix layer, and titanium nitride is a filler. To protect the product from aggressive environments, a protective coating of nickel alloy ХН70Ю is applied to the inner surface of the shell. The temperature of the resulting product is 1300 ° C. Mild steel 20 was used as the mandrel material. Spraying was carried out by exciting an arc discharge between one of the electrodes and the housing of the working chamber of the ion-plasma spraying unit. The mandrel was placed in the interelectrode space, after evacuation, an additional purification of adsorbed gases and vapors was carried out by the bombardment of neutral particles, while the mandrel was rotated using a planetary mechanism that provided rotation at a speed of 5 rpm. To obtain good adhesion, the mandrel was heated during the spraying process to 500-600 ° C. After spraying, the mandrel was removed with an aqueous HNO 3 solution.
Пример 2.Example 2
Описанный способ применен для изготовления камеры сгорания, работоспособной при температуре 1250°С из слоистого металлокомпозита сталь - (интерметаллид) FeTi с диаметром критики 2 мм. В качестве материала оправки использовался алюминиевый сплав AD31. Проводилось поочередное напыление слоев стали и титана на установке ионно-плазменного напыления; для равномерности покрытий осуществлялось вращение технологической оправки вокруг своей оси. После напыления проводилось удаление оправки водным раствором NaOH. Для образования интерметаллидного упрочнения проводился трехступенчатый отжиг в вакуумной печи, чтобы исключить образование эвтектик, при температурах Т=540°С, 1030°С и 1300°С. Наполнитель (интерметаллид) обеспечивает жаропрочность и жесткость конструкции, а для предотвращения образования трещин матричным слоем выбрана сталь, обеспечивающая пластичность конструкции.The described method is applied for the manufacture of a combustion chamber operable at a temperature of 1250 ° C from a layered metal composite steel - (intermetallic) FeTi with a critical diameter of 2 mm. As the mandrel material, aluminum alloy AD31 was used. The layers of steel and titanium were alternately sputtered in an ion-plasma spraying unit; for uniform coatings, the technological mandrel was rotated around its axis. After spraying, the mandrel was removed with an aqueous NaOH solution. For the formation of intermetallic hardening, a three-stage annealing was carried out in a vacuum furnace to prevent the formation of eutectics at temperatures T = 540 ° C, 1030 ° C, and 1300 ° C. The filler (intermetallide) provides heat resistance and structural rigidity, and to prevent cracking with a matrix layer, steel was selected to ensure the ductility of the structure.
Предлагаемый способ позволяет получать тонкостенные оболочечные конструкции с защитным покрытием как на внутренней стенке, так и на внешней поверхности, что обеспечивает полную герметизацию и защиту конструкционного материала от воздействия агрессивной среды. Данным способом могут быть изготовлены тонкостенные наноструктурированные изделия в виде: трубы-конуса, оболочки двойной кривизны с толщиной стенки от нескольких десятков микрон до 2-3 мм из широкого спектра конструкционных материалов, в том числе из металлокомпозитов с нитридным, оксидным, упрочнением и с защитным покрытием как на внутренней, так и на внешней поверхности изделия, при этом за один технологический цикл изготовляются сразу несколько изделий. Заявленный способ имеет неоспоримые преимущества по сравнению с известными аналогами и обеспечивает снижение трудоемкости, коэффициента использования сырья, а также дает возможность использования целого спектра конструкционных материалов и покрытий различного химического и фазового состава. Способ может быть реализован на любых вакуумных установках испарения и конденсации, в том числе на установках ионно-плазменного напыления.The proposed method allows to obtain thin-walled shell structures with a protective coating both on the inner wall and on the outer surface, which provides complete sealing and protection of the structural material from exposure to aggressive environments. This method can be used to produce thin-walled nanostructured products in the form of: cone tubes, double-curvature shells with wall thicknesses from several tens of microns to 2-3 mm from a wide range of structural materials, including metal composites with nitride, oxide, hardening and protective by coating both on the inner and on the outer surface of the product, while several products are made at once in one technological cycle. The claimed method has undeniable advantages in comparison with the known analogues and provides a reduction in the complexity, utilization of raw materials, and also makes it possible to use a whole range of structural materials and coatings of various chemical and phase composition. The method can be implemented on any vacuum evaporation and condensation units, including ion-plasma spraying units.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010148693/02A RU2459888C2 (en) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | Method of making shell structures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010148693/02A RU2459888C2 (en) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | Method of making shell structures |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010148693A RU2010148693A (en) | 2012-06-10 |
| RU2459888C2 true RU2459888C2 (en) | 2012-08-27 |
Family
ID=46679443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010148693/02A RU2459888C2 (en) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | Method of making shell structures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2459888C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2061788C1 (en) * | 1993-03-09 | 1996-06-10 | Акционерное общество закрытого типа "Центр техники покрытий и металлообработки" | Method for application of coatings in vacuum |
| WO1997035678A2 (en) * | 1996-03-12 | 1997-10-02 | United Technologies Corporation | Channel fabrication in metal objects |
| RU2121531C1 (en) * | 1995-04-05 | 1998-11-10 | Акционерное общество закрытого типа "Техпро" | Method of manufacturing thin-walled parts |
| RU2318713C2 (en) * | 2006-03-13 | 2008-03-10 | Анатолий Васильевич Салохин | Method for production of shell articles and reinforcement |
| US20100004388A1 (en) * | 2006-09-05 | 2010-01-07 | Airbus Uk Limited | Method of manufacturing composite material |
-
2010
- 2010-11-30 RU RU2010148693/02A patent/RU2459888C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2061788C1 (en) * | 1993-03-09 | 1996-06-10 | Акционерное общество закрытого типа "Центр техники покрытий и металлообработки" | Method for application of coatings in vacuum |
| RU2121531C1 (en) * | 1995-04-05 | 1998-11-10 | Акционерное общество закрытого типа "Техпро" | Method of manufacturing thin-walled parts |
| WO1997035678A2 (en) * | 1996-03-12 | 1997-10-02 | United Technologies Corporation | Channel fabrication in metal objects |
| RU2318713C2 (en) * | 2006-03-13 | 2008-03-10 | Анатолий Васильевич Салохин | Method for production of shell articles and reinforcement |
| US20100004388A1 (en) * | 2006-09-05 | 2010-01-07 | Airbus Uk Limited | Method of manufacturing composite material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010148693A (en) | 2012-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6438881B2 (en) | Air plasma spray / slurry hybrid method for environmental coatings | |
| US7910051B2 (en) | Low-energy method for fabrication of large-area sputtering targets | |
| KR101488302B1 (en) | Coating material for aluminum die casting and the method for manufacturing the same | |
| CN107130212B (en) | High-hardness wear-resistant thermal-shock-resistant thick tantalum coating and preparation method thereof | |
| US6582779B2 (en) | Silicon nitride components with protective coating | |
| EP2202328A1 (en) | Process for obtaining protective coatings for high temperature with high roughness and coating obtained | |
| EP4186881A1 (en) | Producing tantalum carbide layer on technical ceramics using a spray coating and high-temperature sintering process based on aqueous solutions | |
| CN107699840A (en) | The preparation method of porous zirconia thermal barrier coating | |
| CN101310969B (en) | A kind of Al/Al2O3/MCrAlY composite coating for Ti-Al alloy and its preparation method | |
| CN107630184B (en) | A method for preparing niobium silicide coating on the surface of niobium or niobium alloy | |
| EP1995343B1 (en) | Method for making a rare earth oxide-containing sprayed plate | |
| CN101357855B (en) | Postprocessing method for improving heat insulating property of ceramic heat barrier coating | |
| HU219541B (en) | Aluminium-mould, process its and apparate for making this process | |
| CN101294284A (en) | A Plasma Surface Composite Strengthening Method for Erosion Resistance and Fatigue Resistance | |
| EP2742289A2 (en) | Ceramic tile for combustion chambers lining, in particular of gas turbines, and manufacturing method thereof | |
| CN110408898A (en) | The binding structure and binding method of target | |
| CN107675120B (en) | A method for preparing molybdenum silicide coating on the surface of molybdenum or molybdenum alloy | |
| RU2459888C2 (en) | Method of making shell structures | |
| CN103993258B (en) | Method for coating workpiece with complex inner cavity structure | |
| RU2549813C1 (en) | Fabrication of refractory nanocomposite coating of surface of refractory nickel alloys | |
| KR20130074647A (en) | Coated steel sheet and method for manufacturing the same | |
| RU2089655C1 (en) | Method of application of protective coating | |
| CN112663001A (en) | Titanium alloy blade protective coating and preparation method thereof | |
| CN115679264B (en) | Metal-ceramic composite impact-resistant high-entropy coating of die-casting die and preparation method thereof | |
| Kablov et al. | Ion-plasma protective coatings for gas-turbine engine blades |