RU2497782C2 - Method of producing products from compositional material - Google Patents
Method of producing products from compositional material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2497782C2 RU2497782C2 RU2012104672/03A RU2012104672A RU2497782C2 RU 2497782 C2 RU2497782 C2 RU 2497782C2 RU 2012104672/03 A RU2012104672/03 A RU 2012104672/03A RU 2012104672 A RU2012104672 A RU 2012104672A RU 2497782 C2 RU2497782 C2 RU 2497782C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbide
- hafnium
- tantalum
- coating
- product
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 4
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 229910002065 alloy metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 2
- 229910001029 Hf alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001362 Ta alloys Inorganic materials 0.000 abstract 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- -1 tantalum-hafnium metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области изделий из композиционных материалов.The invention relates to the field of products from composite materials.
Известен способ изготовления изделия из композиционного материала, включающий изготовление углеродной заготовки, нанесение на нее полуфабриката покрытия и термообработку - патент RU №2084425 C1 на изобретение «Способ получения изделий из углерод-карбидокремниевого композиционного материала и углерод-карбидокремниевый композиционный материал», опубл. 20.07.1997.A known method of manufacturing a product from a composite material, including the manufacture of a carbon blank, applying a semi-finished coating to it and heat treatment - patent RU No. 2084425 C1 to the invention "A method of producing products from carbon-carbide-silicon composite material and carbon-carbide-silicon composite material", publ. 07/20/1997.
По своим признакам и достигаемому результату этот способ наиболее близок к заявляемому и принят за прототип.According to its characteristics and the achieved result, this method is the closest to the claimed and adopted as a prototype.
При осуществлении известного способа на углеродную заготовку наносят, например, кисточкой, полуфабрикат покрытия в виде смеси порошков бора и кремния со связующим и выполняют термообработку.When implementing the known method, for example, a brush is applied to a carbon preform, a prefabricated coating in the form of a mixture of boron and silicon powders with a binder, and heat treatment is performed.
Недостаток способа заключается в том, что полуфабрикат покрытия наряду с бором и кремнием содержит значительное количество других химических элементов, которые в процессе реакции карбидизации внедряются в образуемое покрытие в виде примесей, ухудшая его сплошность, жаропрочность и снижая надежность изделия.The disadvantage of this method is that the semi-finished coating product along with boron and silicon contains a significant amount of other chemical elements that are introduced into the coating in the form of impurities during the carbidization reaction, impairing its continuity, heat resistance and reducing the reliability of the product.
Технический результат изобретения заключается в повышении жаропрочности и надежности изделия.The technical result of the invention is to increase the heat resistance and reliability of the product.
Указанный технический результат достигается в способе изготовления изделия из композиционного материала, включающем изготовление углеродной заготовки, нанесение на нее полуфабриката покрытия и термообработку, согласно изобретению за счет того, что на заготовку наносят гальваническое покрытие в виде одного из карбидообразующих металлов - титана, ниобия, циркония, вольфрама, тантала, гафния или карбидообразующего сплава металлов тантала-гафния и выполняют термообработку в вакууме или защитной газовой среде с карбидизацией гальванического покрытия.The specified technical result is achieved in a method of manufacturing a product from a composite material, including the manufacture of a carbon blank, applying a semi-finished coating to it and heat treatment according to the invention due to the fact that the blank is coated with a galvanic coating in the form of one of the carbide-forming metals - titanium, niobium, zirconium, tungsten, tantalum, hafnium or carbide-forming alloy of tantalum-hafnium metals and perform heat treatment in a vacuum or protective gas environment with carbidization galvanic Who cover.
Ниже, со ссылкой на прилагаемые чертежи - Фиг.1-6 - дается описание предлагаемого способа.Below, with reference to the accompanying drawings - Fig.1-6 - describes the proposed method.
Способ изготовления изделия из композиционного материала предусматривает изготовление углеродной заготовки 1 по одному из известных технологических процессов (например, плетение каркаса из углеродных волокон, образование коксовой матрицы) - Фиг.1, нанесение на заготовку 1 полуфабриката покрытия и термообработку.A method of manufacturing a product from composite material involves the manufacture of a
Способ характеризуется тем, что на заготовку 1 в качестве полуфабриката покрытия наносят гальваническое покрытие 2 в виде одного из карбидообразующих металлов А - титана, ниобия, циркония, вольфрама, тантала, гафния - Фиг.2 или гальваническое покрытие 3 из карбидообразующего сплава металлов Б, В - тантала-гафния при процентном содержании последних, например, 80% и 20% соответственно - Фиг.3 (чем обеспечиваются повышенная химическая чистота, сплошность и минимальный разброс толщины полуфабриката покрытия на углеродной заготовке) и выполняют термообработку в вакууме или защитной газовой среде с карбидизацией гальванического покрытия 2 в 2а - Фиг.4 или с карбидизацией гальванического покрытия 3 в 3б - Фиг.5 и в 3в - Фиг.6 (чем обеспечиваются повышенные сплошность и жаропрочность покрытия и изделия в целом, особенно в последнем случае).The method is characterized in that the blank 1 is coated with a
Процесс карбидизации гальванического покрытия 2 в 2а идет в прямом контакте последнего с углеродной заготовкой 1 при соответствующей температуре.The carbidization process of the
При карбидизации гальванического покрытия 3 сначала образуется карбидное покрытие 36 на поверхности углеродной заготовки 1 в результате реакции ее углерода и металла Б - тантала при низкой температуре карбидизации 1200…1600°C(1) - Фиг.5.During the carbidization of the electroplated coating 3, a carbide coating 36 is first formed on the surface of the
В процессе возрастания температуры в печи в диапазоне 1800…2000°C (2) происходит карбидообразование с металлом В - гафнием.In the process of temperature increase in the furnace in the range 1800 ... 2000 ° C (2), carbide formation occurs with metal B - hafnium.
Изделие из композиционного материала, изготовленное предложенным способом, по сравнению с изделием, изготовленным способом-прототипом, характеризуется повышенными жаропрочностью и надежностью изделия.A product made of composite material made by the proposed method, in comparison with a product made by the prototype method, is characterized by increased heat resistance and reliability of the product.
ЛитератураLiterature
1. «Химическая энциклопедия», том 1, стр.986, изд. «Советская энциклопедия», Москва, 1988 г.1. "Chemical Encyclopedia",
2. «Химический энциклопедический словарь» под ред. Кнунянц И.Л. изд. «Советская энциклопедия», Москва, 1983 г.2. "Chemical Encyclopedic Dictionary", ed. Knunyants I.L. ed. "Soviet Encyclopedia", Moscow, 1983
3. Справочник химика, том 5, изд. «Химия», Москва, Ленинград, 1968 г.3. Handbook of the chemist, volume 5, ed. Chemistry, Moscow, Leningrad, 1968
4. «Физические величины» под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З., М.: Энергоатомиздат, 1991, стр.303.4. “Physical quantities”, ed. Grigoryeva I.S., Meilikhova E.Z., Moscow: Energoatomizdat, 1991, p. 303.
5. Рабинович В.А., Хавин З.Я. «Краткий химический справочник». Л.: Химия, 1977, стр.10.5. Rabinovich V.A., Khavin Z.Ya. "Brief chemical reference book." L .: Chemistry, 1977, p. 10.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012104672/03A RU2497782C2 (en) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | Method of producing products from compositional material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012104672/03A RU2497782C2 (en) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | Method of producing products from compositional material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012104672A RU2012104672A (en) | 2013-08-20 |
| RU2497782C2 true RU2497782C2 (en) | 2013-11-10 |
Family
ID=49162472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012104672/03A RU2497782C2 (en) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | Method of producing products from compositional material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2497782C2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2082694C1 (en) * | 1992-12-18 | 1997-06-27 | Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита | Method for production of protective coatings on materials and articles having carbon-containing base |
| RU2084425C1 (en) * | 1992-12-30 | 1997-07-20 | Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита | Method of manufacturing articles from carbon-silicon carbide composite material and carbon-silicon carbide composite material |
| RU2318083C1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ | Method for depositing chrome-base composition electrochemical coatings |
-
2012
- 2012-02-09 RU RU2012104672/03A patent/RU2497782C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2082694C1 (en) * | 1992-12-18 | 1997-06-27 | Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита | Method for production of protective coatings on materials and articles having carbon-containing base |
| RU2084425C1 (en) * | 1992-12-30 | 1997-07-20 | Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита | Method of manufacturing articles from carbon-silicon carbide composite material and carbon-silicon carbide composite material |
| RU2318083C1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ | Method for depositing chrome-base composition electrochemical coatings |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012104672A (en) | 2013-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gao et al. | Overview of surface modification techniques for titanium alloys in modern material science: a comprehensive analysis | |
| US10717150B2 (en) | Method for producing articles from iridium metal | |
| RU2464333C1 (en) | Titanium plate | |
| JP2015224353A (en) | FUSED Al SYSTEM PLATED SHEET STEEL EXCELLENT IN WORKABILITY | |
| KR102609665B1 (en) | Cutting tool | |
| RU2536614C2 (en) | Production of bars and thin wires from titanium-nickel system alloy with shape memory effect | |
| Rao et al. | Titanium aluminium nitride and titanium boride multilayer coatings designed to combat tool wear | |
| RU2016111763A (en) | ELECTRODE ALUMINUM ELECTROLYZER ELECTRODE (OPTIONS) | |
| RU2497782C2 (en) | Method of producing products from compositional material | |
| JP5820816B2 (en) | Improvements in or related to hot isostatic pressing. | |
| KR20210121687A (en) | Coating Material of Kiln for Preparation of Active Material and Kiln Coated with the Same | |
| Burkov et al. | Electrospark deposition of tungsten carbide powder on titanium alloy Ti6Al4V | |
| Ferreira et al. | Oxidation behavior of STA β-21S alloy and variants [Ti-xNb-yMo-5.6 Al-0.5 Si at%; x+ y= 9.5] | |
| Bazhin et al. | Compactability Regularities Observed during Cold Uniaxial Pressing of Layered Powder Green Samples Based on Ti-Al-Nb-Mo-B and Ti-B | |
| CN107974583A (en) | Abrasion resistant type aluminium alloy | |
| CN107974586A (en) | Wear-resistant aluminum alloy | |
| Stulov et al. | Protective ceramic coatings on the base of the refractory metals carbides | |
| Stulov et al. | Synthesis of chromium carbide coatings on carbon steels in molten salts and their properties | |
| CN100415913C (en) | A titanium alloy with high strength and high modulus of elasticity suitable for making foil | |
| KR20240072284A (en) | Ferritic iron-chromium-aluminum powder and seamless tubes made therefrom | |
| Liang et al. | Isothermal oxidation behavior of the TZAV-20 alloy | |
| JP6561275B2 (en) | Hard film and hard film forming target | |
| Kostornov et al. | High-porous materials made from alloy steel fibers: production, structure, and mechanical properties | |
| RU2833850C2 (en) | METHOD OF MAKING PARTS FROM PSEUDO-α-TITANIUM ALLOY “OT4” | |
| Harhash et al. | Microstructural characterization and kinetics of diffusion bonded AZ31/Al by hot press cladding: Mikrostrukturelle Charakterisierung und Kinetik der heißpressplattierten Diffusionsverbindung AZ31/Al |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200210 |