[go: up one dir, main page]

RU2563910C1 - Vacuum process unit for making nanostructured coats with shape memory effect on part surface - Google Patents

Vacuum process unit for making nanostructured coats with shape memory effect on part surface Download PDF

Info

Publication number
RU2563910C1
RU2563910C1 RU2014126841/02A RU2014126841A RU2563910C1 RU 2563910 C1 RU2563910 C1 RU 2563910C1 RU 2014126841/02 A RU2014126841/02 A RU 2014126841/02A RU 2014126841 A RU2014126841 A RU 2014126841A RU 2563910 C1 RU2563910 C1 RU 2563910C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vacuum chamber
shape memory
memory effect
vacuum
gas
Prior art date
Application number
RU2014126841/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Олегович Русинов
Жесфина Михайловна Бледнова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ")
Priority to RU2014126841/02A priority Critical patent/RU2563910C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2563910C1 publication Critical patent/RU2563910C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: unit contains a vacuum chamber connected with a vacuum pump, a part clamping gear, a gas flame burner rigidly secured in the vacuum chamber at angle to the part surface, gear supplying powder material with shape memory effect to the gas flame burner, a pyrometer measuring temperature of the treated part, a process module for ion cleaning of the treated part surface, a device for surface-plastic deformation of the part to form the nanostructured layer with the shape memory effect, made in form of the press with top fixed and bottom movable cross-arm with fixed treated part, that are located in the vacuum chamber, a step-down transformer for additional heating of the part surface, part cooling assembly to produce negative range of temperatures of the martensite transformation at surface-plastic deformation, and a control unit for high-speed gas-flame spraying. The discussed unit additionally has a bath for liquid metal melt installed in the vacuum chamber under the bottom cross-arm with part. Around the bath the heating elements are installed, and between the them and the casing the heat reflecting screens are installed for overheating protection of the vacuum chamber casing. The part securing gear is located on the bottom cross-arm, the part cooling gear is secured on the top cross-arm, and gas flame burner is made multi-channel to supply the powder materials simultaneously from several powder dosing units.
EFFECT: higher strength and wear resistance of parts coating, possibility to treat parts with any shape.
4 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, в частности к комбинированным способам получения покрытий, и может быть использовано, в частности, для получения покрытий на деталях.The invention relates to the field of engineering and metallurgy, in particular to combined methods for producing coatings, and can be used, in particular, to obtain coatings on parts.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является вакуумная установка для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали, содержащая раму с установленной на ней вакуумной камерой, соединенной с вакуумным насосом, механизм закрепления детали, газопламенную горелку для высокоскоростного газодинамического напыления, установленную под углом 45° к поверхности детали, механизм подачи порошкового материала с эффектом памяти формы в газопламенную горелку, пирометр для измерения температуры обрабатываемой детали, технологический модуль для ионной очистки обрабатываемой детали, приспособление для поверхностно-пластического деформирования детали для формирования наноструктурированного слоя, понижающий трансформатор, обеспечивающий дополнительный нагрев поверхности детали, устройство для охлаждения поверхности детали в случае отрицательного интервала температур мартенситного превращения при поверхностно-пластическом деформировании и управляющее устройство, два магнетрона и источник для ионной имплантации металлов, закрепленные в корпусе вакуумной камеры и направленные на обрабатываемую деталь, при этом приспособление для поверхностно-пластического деформирования выполнено в виде пресса с верхней неподвижной и нижней подвижной траверсами, расположенными в вакуумной камере, причем, на нижней подвижной траверсе установлены зажимной механизм закрепления детали и устройство для охлаждения поверхности детали, а газопламенная горелка жестко закреплена в корпусе вакуумной камеры (патент РФ №2502829).Closest to the claimed invention is a vacuum installation for producing nanostructured coatings from a material with a shape memory effect on the surface of a part, containing a frame with a vacuum chamber mounted on it and connected to a vacuum pump, a mechanism for securing the part, a gas-flame burner for high-speed gas-dynamic spraying, installed at an angle 45 ° to the surface of the part, powder feed mechanism with shape memory effect in a gas flame burner, pyrometer for measuring temperature atures of the workpiece, a technological module for ionic cleaning of the workpiece, a device for surface plastic deformation of the part to form a nanostructured layer, a step-down transformer providing additional heating of the part surface, a device for cooling the surface of the part in the case of a negative temperature range of martensitic transformation during surface plastic deformation and a control device, two magnetrons and a source for ion implantation of me alls, fixed in the housing of the vacuum chamber and directed to the workpiece, while the device for surface plastic deformation is made in the form of a press with the upper fixed and lower movable traverses located in the vacuum chamber, moreover, a clamp mechanism for securing the part is installed on the lower movable traverse a device for cooling the surface of the part, and a gas-flame burner is rigidly fixed in the housing of the vacuum chamber (RF patent No. 2502829).

Недостатком этой установки является присутствие в нижних слоях покрытий пор, что ухудшает прочностные и эксплуатационные свойства.The disadvantage of this installation is the presence in the lower layers of the pore coatings, which impairs the strength and performance properties.

Задачей изобретения является получение покрытий на деталях сложной геометрической формы не имеющих пор в нижних слоях покрытия.The objective of the invention is to obtain coatings on parts of complex geometric shape with no pores in the lower layers of the coating.

Техническим результатом является повышение прочностных и эксплуатационных свойств деталей, таких как предел прочности, текучести. Поставленная задача решается предложенной технологической вакуумной установкой для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали, выполненной из стали, содержащая вакуумную камеру, соединенную с вакуумным насосом, механизм закрепления детали, газопламенную горелку, жестко закрепленную в корпусе вакуумной камеры по углом к поверхности детали, механизм подачи порошкового материала с эффектом памяти формы в газопламенную горелку, пирометр для измерения температуры обрабатываемой детали, технологический модуль для ионной очистки поверхности обрабатываемой детали, приспособление для поверхностно-пластического деформирования детали для формирования наноструктурированного слоя с эффектом памяти формы, выполненное в виде пресса с верхней неподвижной и нижней подвижной траверсой с закрепленной плоской обрабатываемой деталью, рас положенные в вакуумной камере, понижающий трансформатор для дополнительного нагрева поверхности детали, узел для охлаждения детали для получения отрицательного интервала температур мартенситного превращения при поверхностно-пластическом деформировании и блок управления для высокоскоростного газопламенного напыления, ванну для жидкометаллического расплава, установленную в вакуумной камере под нижней траверсой с деталью, вокруг ванны расположены нагревательные элементы, а между ними и корпусом установлены теплоотражающиеThe technical result is to increase the strength and performance properties of parts, such as tensile strength, yield strength. The problem is solved by the proposed technological vacuum installation for producing nanostructured coatings from a material with a shape memory effect on the surface of a part made of steel, containing a vacuum chamber connected to a vacuum pump, a mechanism for securing the part, a gas-flame burner, rigidly fixed to the vacuum chamber body at an angle to the surface of the part, a powder material feeding mechanism with a shape memory effect in a gas flame burner, a pyrometer for measuring the temperature of the processed parts, a technological module for ionic cleaning of the surface of the workpiece, a device for surface-plastic deformation of the part to form a nanostructured layer with a shape memory effect, made in the form of a press with an upper fixed and lower movable traverse with a fixed flat workpiece located in a vacuum chamber step-down transformer for additional heating of the surface of the part, unit for cooling the part to obtain a negative temperature range m artensitic transformation during surface plastic deformation and a control unit for high-speed flame spraying, a bath for liquid metal melt installed in a vacuum chamber under the lower traverse with a part, heating elements are located around the bath, and heat-reflecting elements are installed between them and the body

экраны, предохраняющие корпус вакуумной камеры от перегрева, кроме того, механизм закрепления детали расположен на нижней траверсе, узел для охлаждения детали закреплен на верхней траверсе, а газопламенная горелка выполнена многоканальной для подачи порошковых материалов одновременно с нескольких порошковых дозаторов. Газопламенная горелка закреплена под углом 45-70°С к поверхности детали. В боковой стенке корпуса вакуумной камеры выполнено смотровое окно и выполнена дверь. screens protecting the vacuum chamber housing from overheating, in addition, the mechanism for securing the part is located on the lower traverse, the unit for cooling the part is mounted on the upper traverse, and the gas-flame burner is multi-channel for feeding powder materials simultaneously from several powder batchers. The gas-flame burner is fixed at an angle of 45-70 ° C to the surface of the part. A viewing window is made in the side wall of the vacuum chamber housing and a door is made.

Повышение прочностных и эксплуатационных свойств покрытий с эффектом памяти формы обеспечивается за счет отсутствия пор в нижних слоях покрытия, получения наноструктурированного состояния покрытия при использовании диффузионной металлизации, газопламенного напыления с последующим поверхностно-пластическим деформированием (ППД). За счет использования технологического модуля производится ионная очистка обрабатываемой детали, способствующая увеличению прочности сцепления газопламенных покрытий с эффектом памяти формы с подложкой. Отсутствие пор в нижних слоях покрытия достигается диффузионной металлизацией, диффузией растворенного в легкоплавком жидкометаллическом расплаве металла.An increase in the strength and performance properties of coatings with a shape memory effect is ensured by the absence of pores in the lower layers of the coating, obtaining a nanostructured state of the coating using diffusion metallization, flame spraying, followed by surface plastic deformation (PPD). Due to the use of the technological module, ionized cleaning of the workpiece is performed, which contributes to an increase in the adhesion strength of gas-flame coatings with the shape memory effect to the substrate. The absence of pores in the lower layers of the coating is achieved by diffusion metallization, diffusion of the metal dissolved in the low-melting liquid metal melt.

На фиг. 1 представлена технологическая вакуумная установка для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали.In FIG. 1 shows a technological vacuum system for producing nanostructured coatings from a material with a shape memory effect on the surface of a part.

На фиг. 2 представлено сопло для высокоскоростного газопламенного напыления с каналами подачи порошковых материалов.In FIG. 2 shows a nozzle for high-speed flame spraying with feed channels for powder materials.

Установка состоит из следующих конструктивных элементов: блока управления 1, ванны 2 для жидкого расплава свинца или эвтектики 3, нагревателей 4 и теплоотражающих экранов 5, расположенных вокруг ванны 2, ванна 2 расположена в вакуумной камере 6, газопламенной горелки 7 с соплом 8 с каналами подачи порошковых материалов 9-12 для высокоскоростного газопламенного напыления установленной под углом 45-70° к поверхности обрабатываемой детали 13, закрепленной в корпусе вакуумной камеры 6, блока управления 14 для высокоскоростного газопламенного напыления, пресса 15 с нижней траверсой 16, на которой закрепляется обрабатываемая деталь и верхней 17 траверсой для поверхностно-пластического деформирования полученного покрытия с получением наноструктурированного слоя с эффектом памяти формы, устройства 18 для охлаждения детали, выполненного в виде двух емкостей, заполненных жидким азотом, порошковых дозаторов 19-22, пирометра 23 для измерения температуры обрабатываемой детали 13, рабочих баллонов с газами 24, рамы 25, форвакуумного 26 и диффузионного 27 насосов, технологического модуля 28 для ионной очистки поверхностей обрабатываемой детали 13, понижающего трансформатора 29, подключенного к зажимному устройству 30 обрабатываемой детали 13, двери 31 и смотрового окна 32 вакуумной камеры 6.The installation consists of the following structural elements: control unit 1, bath 2 for molten lead or eutectic 3, heaters 4 and heat-reflecting screens 5 located around bath 2, bath 2 is located in a vacuum chamber 6, a gas-flame burner 7 with a nozzle 8 with supply channels powder materials 9-12 for high-speed flame spraying installed at an angle of 45-70 ° to the surface of the workpiece 13, mounted in the housing of the vacuum chamber 6, control unit 14 for high-speed flame spraying I, press 15 with a lower traverse 16, on which the workpiece is fixed and the upper 17 traverse for surface plastic deformation of the resulting coating to obtain a nanostructured layer with a shape memory effect, device 18 for cooling the part, made in the form of two containers filled with liquid nitrogen, powder batchers 19-22, pyrometer 23 for measuring the temperature of the workpiece 13, working gas cylinders 24, frame 25, forvacuum 26 and diffusion 27 pumps, process module 28 for ion eye the surface surfaces of the workpiece 13, the step-down transformer 29 connected to the clamping device 30 of the workpiece 13, the door 31 and the viewing window 32 of the vacuum chamber 6.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Обрабатываемая деталь 13 устанавливается на нижней 16 траверсе пресса 15, при помощи зажимного устройства 30. С помощью форвакуумного 26 и диффузионного 27 насосов производится откачка вакуумной камеры 6 до давления 6,7·10-3÷6,9·10-3 Па. Далее осуществляется заполнение вакуумной камеры аргоном до давления 0,08÷0,7 Па. Затем включают нагревательные элементы 4, содержащие фехралевые проволоки, и доводят температуру жидкометаллического расплава 3 в металлической ванне 2 до 1000-1100°C. Измерение температуры нагрева металлической ванны 3 осуществляется с помощью термопары 33. Нижняя 16 траверса с помощью пресса 15 опускается вниз, и деталь 13 погружается в ванну 2 с жидкометаллическим расплавом 3. После нанесения покрытия нижняя 16 траверса с помощью пресса 15 поднимается, тем самым, деталь 13 вынимается из ванны 2 с расплавом 3. Затем приступают к ионной очистке от излишков расплава полученного покрытия на детали 13. Ионную очистку проводят в тлеющем разряде. Для получения тлеющего разряда включают технологический модуль 28, связанный высоковольтными кабелями 34 с нижней 16 траверсой пресса 15 и корпусом 1 вакуумной камеры. После ионной очистки полученного покрытия на детали 13 осуществляют высокоскоростное газопламенное напыление. Измерение температуры детали 13 в зоне газопламенного напыления производится пирометром 23. Напыление покрытия производится газопламенной горелкой 7 с соплом 8 с каналами подачи порошковых материалов 9-12, управляемой блоком 14, расположенной под углом 45-70° к поверхности обрабатываемой детали 13. С порошковых дозаторов 19-22 подаются при помощи шлангов в каналы подачи порошковых материалов 9-12 газопламенной горелки 7 напыляемые порошки. Пресс 15 с нижней 16 и верхней 17 траверсами служит также для поверхностно-пластического деформирования полученного покрытия с эффектом памяти формы сразу после диффузионной металлизации и высокоскоростного газопламенного напыления. Обрабатываемая деталь 13 закрепляется на подвижной нижней 16 траверсе пресса 15, далее производится включение пресса 15, начинается вертикальное перемещение нижней 16 траверсы вверх до контакта обрабатываемой детали с полученным покрытием с верхней 17 траверсой до достижения заданного давления на поверхности детали с покрытием до ее деформирования. На верхней 17 траверсе пресса 15 устанавливается устройство 18 для охлаждения детали с покрытием с эффектом памяти формы в случае отрицательного интервала температур мартенситного превращения при поверхностно-пластическом деформировании. Поверхностно-пластическое деформирование осуществляется после диффузионной металлизации и высокоскоростного газопламенного напыления.The workpiece 13 is installed on the bottom 16 of the traverse of the press 15, using the clamping device 30. Using the fore-vacuum 26 and diffusion 27 pumps, the vacuum chamber 6 is pumped to a pressure of 6.7 · 10 -3 ÷ 6.9 · 10 -3 Pa. Next, the vacuum chamber is filled with argon to a pressure of 0.08 ÷ 0.7 Pa. Then, heating elements 4 containing fechral wires are turned on and the temperature of the liquid metal melt 3 in the metal bath 2 is adjusted to 1000-1100 ° C. The temperature of the heating of the metal bath 3 is measured using a thermocouple 33. The lower beam 16 with the press 15 is lowered, and the part 13 is immersed in the bath 2 with molten metal 3. After coating, the lower beam 16 with the press 15 rises, thereby 13 is removed from the bath 2 with the melt 3. Then proceed to ion cleaning of excess melt of the obtained coating on the part 13. Ionic cleaning is carried out in a glow discharge. To obtain a glow discharge, a technological module 28 is connected, connected by high-voltage cables 34 to the lower 16 of the traverse of the press 15 and the housing 1 of the vacuum chamber. After ion cleaning of the resulting coating on the part 13 carry out high-speed flame spraying. The temperature of the part 13 in the flame spraying zone is measured with a pyrometer 23. The coating is sprayed with a gas flame burner 7 with a nozzle 8 with powder feed channels 9-12, controlled by a block 14, located at an angle of 45-70 ° to the surface of the workpiece 13. From powder dispensers 19-22 are fed by means of hoses to the feed channels of powder materials 9-12 of a gas-flame burner 7 sprayed powders. Press 15 with lower 16 and upper 17 traverses also serves for surface plastic deformation of the resulting coating with a shape memory effect immediately after diffusion metallization and high-speed flame spraying. The workpiece 13 is fixed on the movable bottom 16 of the crosshead of the press 15, then the press 15 is turned on, the vertical movement of the lower 16 of the crosshead begins until the workpiece contacts the resulting coating with the upper 17 of the crosshead until the specified pressure on the surface of the coated part is reached before it deforms. A device 18 is installed on the upper 17 traverse of the press 15 to cool the coated part with the shape memory effect in the case of a negative temperature range of martensitic transformation during surface plastic deformation. Surface plastic deformation is carried out after diffusion metallization and high-speed flame spraying.

Пример 1.Example 1

Обрабатываемая деталь 13 из стали 45 устанавливается на нижней 16 траверсе пресса 15, при помощи зажимного устройства 30. С помощью форвакуумного 26 и диффузионного 27 насосов производится откачка вакуумной камеры 6 до давления 6,7·10-3 Па. Далее осуществляется заполнение вакуумной камеры аргоном до давления 0,4 Па. Затем включают нагревательные элементы 4, содержащие фехралевые проволоки, и доводят температуру жидкометаллического расплава 3 в металлической ванне 2 до 1050°С. Измерение температуры нагрева металлической ванны 3 осуществляется с помощью термопары 33. Нижняя 16 траверса с помощью пресса 15 опускается вниз, и деталь 13 погружается в ванну 2 с жидкометаллическим расплавом 3 Pb-Bi. В жидкометаллическом расплаве Pb-Bi растворен порошок с эффектом памяти формы TiNi. После нанесения покрытия с эффектом памяти формы TiNi нижняя 16 траверса с помощью пресса 15 поднимается, тем самым деталь 13 вынимается из ванны 2 с расплавом 3. Затем приступают к ионной очистке от излишков расплава полученного покрытия с эффектом памяти формы TiNi на детали 13. Ионную очистку проводят в тлеющем разряде. Для получения тлеющего разряда включают технологический модуль 28, связанный высоковольтными кабелями 34 с нижней 16 траверсой пресса 15 и корпусом 1 вакуумной камеры. После ионной очистки полученного покрытия с эффектом памяти формы TiNi на детали 13, осуществляют высокоскоростное газопламенное напыление покрытий TiNiCuTa. Измерение температуры детали 13 в зоне газопламенного напыления производится пирометром 23. Напыление покрытия производится газопламенной горелкой 7 с соплом 8 с каналами подачи порошковых материалов 9-12, управляемой блоком 14, расположенной под углом 60° к поверхности обрабатываемой детали 13 из стали 45. С порошковых дозаторов 19-22 подаются при помощи шлангов в каналы подачи порошковых материалов 9-12 газопламенной горелки 7 напыляемые порошки Ti, Ni, Cu, Та. Пресс 15 с нижней 16 и верхней 17 траверсами служит также для поверхностно-пластического деформирования полученного покрытия TiNi-TiNiCuTa с эффектом памяти формы сразу после диффузионной металлизации и высокоскоростного газопламенного напыления. Обрабатываемая деталь 13 из стали 45 закрепляется на подвижной нижней 16 траверсе пресса 15, далее производится включение пресса 15, начинается вертикальное перемещение нижней 16 траверсы вверх до контакта обрабатываемой детали с полученным покрытием с верхней 17 траверсой до достижения заданного давления на поверхности детали с покрытием до ее деформирования. На верхней 17 траверсе пресса 15 устанавливается устройство 18 для охлаждения детали с покрытием с эффектом памяти формы TiNi-TiNiCuTa в случае отрицательного интервала температур мартенситного превращения при поверхностно-пластическом деформировании. Поверхностно-пластическое деформирование осуществляется после диффузионной металлизации и высокоскоростного газопламенного напыления.The workpiece 13 made of steel 45 is installed on the lower 16 of the traverse of the press 15, using the clamping device 30. Using the fore-vacuum 26 and diffusion 27 pumps, the vacuum chamber 6 is pumped out to a pressure of 6.7 · 10 -3 Pa. Next, the vacuum chamber is filled with argon to a pressure of 0.4 Pa. Then, heating elements 4 containing fechral wires are turned on and the temperature of the liquid metal melt 3 in the metal bath 2 is adjusted to 1050 ° C. The temperature of the heating of the metal bath 3 is measured using a thermocouple 33. The lower 16 of the traverse with the help of the press 15 is lowered down, and the part 13 is immersed in the bath 2 with liquid metal melt 3 Pb-Bi. Powder with TiNi shape memory effect is dissolved in the liquid metal melt of Pb-Bi. After coating with a TiNi shape memory effect, the lower crosshead 16 is lifted by means of a press 15, whereby the part 13 is removed from the bath 2 with the melt 3. Then, ion surplus removal of the melt from the resulting TiNi shape memory coating on the part 13 is started. Ion cleaning carried out in a glow discharge. To obtain a glow discharge, a technological module 28 is connected, connected by high-voltage cables 34 to the lower 16 of the traverse of the press 15 and the housing 1 of the vacuum chamber. After ion cleaning of the resulting coating with a TiNi shape memory effect on the part 13, high-speed gas-flame spraying of TiNiCuTa coatings is carried out. The temperature of the part 13 in the flame spraying zone is measured with a pyrometer 23. The coating is sprayed with a gas-flame burner 7 with a nozzle 8 with powder supply channels 9-12, controlled by a block 14, located at an angle of 60 ° to the surface of the workpiece 13 made of steel 45. Powder dispensers 19-22 are fed by means of hoses to the feed channels of powder materials 9-12 of a gas-flame burner 7 sprayed powders of Ti, Ni, Cu, Ta. Press 15 with lower 16 and upper 17 traverses also serves for surface plastic deformation of the resulting TiNi-TiNiCuTa coating with a shape memory effect immediately after diffusion metallization and high-speed flame spraying. The workpiece 13 made of steel 45 is fixed on the movable lower 16 of the crosshead of the press 15, then the press 15 is turned on, the vertical movement of the lower 16 of the crosshead starts up until the workpiece contacts the resulting coating with the upper 17 of the crosshead until the specified pressure is reached on the surface of the coated part before it deformation. A device 18 is mounted on the upper 17 traverse of the press 15 for cooling a part with a TiNi-TiNiCuTa shape memory effect in the case of a negative temperature range of martensitic transformation during surface-plastic deformation. Surface plastic deformation is carried out after diffusion metallization and high-speed flame spraying.

При получении покрытий на установке, взятой в качестве прототипа: величина обратимой деформации для сплава TiNi составила 5,8%, прочность сцепления TiNi покрытия с подложкой 58 МПа; на предложенной установке: величина обратимой деформации для сплава TiNi составила 7,5%, прочность сцепления TiNi покрытия с подложкой 97 МПа, износостойкость увеличилась в 3-4 раза.Upon receipt of coatings on the installation, taken as a prototype: the magnitude of the reversible deformation for the TiNi alloy was 5.8%, the adhesion strength of the TiNi coating with the substrate 58 MPa; on the proposed installation: the reversible strain for the TiNi alloy was 7.5%, the adhesion strength of the TiNi coating to the substrate was 97 MPa, and the wear resistance increased by 3-4 times.

В результате работы установки получается наноструктурированное покрытие с эффектом памяти формы на деталях сложной формы, не имеющих пор в нижних слоях покрытия, с повышенными прочностными и эксплуатационными свойствами.As a result of the installation, a nanostructured coating is obtained with a shape memory effect on parts of complex shape that do not have pores in the lower layers of the coating, with enhanced strength and performance properties.

Claims (4)

1. Технологическая вакуумная установка для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали, выполненной из стали, содержащая вакуумную камеру, соединенную с вакуумным насосом, механизм закрепления детали, газопламенную горелку, жестко закрепленную в корпусе вакуумной камеры под углом к поверхности детали, механизм подачи порошкового материала с эффектом памяти формы в газопламенную горелку, пирометр для измерения температуры обрабатываемой детали, технологический модуль для ионной очистки поверхности обрабатываемой детали, приспособление для поверхностно-пластического деформирования детали для формирования наноструктурированного слоя с эффектом памяти формы, выполненное в виде пресса с верхней неподвижной и нижней подвижной траверсой с закрепленной плоской обрабатываемой деталью, расположенные в вакуумной камере, понижающий трансформатор для дополнительного нагрева поверхности детали, узел для охлаждения детали для получения отрицательного интервала температур мартенситного превращения при поверхностно-пластическом деформировании и блок управления для высокоскоростного газопламенного напыления, отличающаяся тем, что дополнительно содержит ванну для жидкометаллического расплава, установленную в вакуумной камере под нижней траверсой с деталью, вокруг ванны расположены нагревательные элементы, а между ними и корпусом установлены теплоотражающие экраны, предохраняющие корпус вакуумной камеры от перегрева, кроме того, механизм закрепления детали расположен на нижней траверсе, узел для охлаждения детали закреплен на верхней траверсе, а газопламенная горелка выполнена многоканальной для подачи порошковых материалов одновременно с нескольких порошковых дозаторов.1. Technological vacuum installation for producing nanostructured coatings from a material with a shape memory effect on the surface of a part made of steel, containing a vacuum chamber connected to a vacuum pump, a mechanism for securing the part, a gas-flame burner rigidly fixed in the vacuum chamber body at an angle to the surface of the part , a mechanism for supplying powder material with a shape memory effect to a gas-flame burner, a pyrometer for measuring the temperature of the workpiece, a technological module for ion surface cleaning of the workpiece, a device for surface plastic deformation of the part to form a nanostructured layer with a shape memory effect, made in the form of a press with an upper fixed and lower movable traverse with a fixed flat workpiece located in a vacuum chamber, a step-down transformer for additional heating of the part surface , a unit for cooling the part to obtain a negative temperature range of the martensitic transformation at surface -plastic deformation and a control unit for high-speed flame spraying, characterized in that it additionally contains a bath for liquid metal melt installed in a vacuum chamber under the lower traverse with a part, heating elements are located around the bath, and heat-reflecting screens are installed between them and the casing, protecting the vacuum casing cameras from overheating, in addition, the mechanism for securing the part is located on the lower traverse, the unit for cooling the part is mounted on the upper traverse, and a gas-flame burner is multi-channel for feeding powder materials simultaneously from several powder dispensers. 2. Технологическая вакуумная установка по п. 1, отличающаяся тем, что газопламенная горелка закреплена под углом 45-70°C к поверхности детали.2. Technological vacuum installation according to claim 1, characterized in that the gas-flame burner is fixed at an angle of 45-70 ° C to the surface of the part. 3. Технологическая вакуумная установка по п. 1, отличающаяся тем, что в боковой стенке корпуса вакуумной камеры выполнено смотровое окно.3. Technological vacuum installation according to claim 1, characterized in that an inspection window is made in the side wall of the vacuum chamber housing. 4. Технологическая вакуумная установка по п. 1, отличающаяся тем, что в боковой стенке корпуса вакуумной камеры выполнена дверь. 4. Technological vacuum installation according to claim 1, characterized in that a door is made in the side wall of the housing of the vacuum chamber.
RU2014126841/02A 2014-07-01 2014-07-01 Vacuum process unit for making nanostructured coats with shape memory effect on part surface RU2563910C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014126841/02A RU2563910C1 (en) 2014-07-01 2014-07-01 Vacuum process unit for making nanostructured coats with shape memory effect on part surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014126841/02A RU2563910C1 (en) 2014-07-01 2014-07-01 Vacuum process unit for making nanostructured coats with shape memory effect on part surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2563910C1 true RU2563910C1 (en) 2015-09-27

Family

ID=54250862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014126841/02A RU2563910C1 (en) 2014-07-01 2014-07-01 Vacuum process unit for making nanostructured coats with shape memory effect on part surface

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2563910C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2041744C1 (en) * 1992-06-15 1995-08-20 Константиновский Вячеслав Анатольевич Method and device for applying two-layer coatings to cylindric articles
US20040067309A1 (en) * 2001-04-17 2004-04-08 Fts Systems Llc (Aka Fts Llc) Method and apparatus, with redundancies, for treating substrate plastic parts to accept paint without using adhesion promoters
US20100297440A1 (en) * 2007-04-13 2010-11-25 Noell Oliver Method for the Application of a High-Strength-Coating to Workpieces and/or Materials
RU2423546C1 (en) * 2009-12-08 2011-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") Device for diffusive metallisation in medium of fusible liquid metal solutions
RU2475567C1 (en) * 2011-06-17 2013-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет " (ГОУВПО "КубГТУ") Plant for obtaining nanostructured coatings from material with shape memory effect on cylindrical surface of parts
RU2502829C1 (en) * 2012-11-07 2013-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Vacuum unit for making nanostructured coats with shape memory effect on part surface

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2041744C1 (en) * 1992-06-15 1995-08-20 Константиновский Вячеслав Анатольевич Method and device for applying two-layer coatings to cylindric articles
US20040067309A1 (en) * 2001-04-17 2004-04-08 Fts Systems Llc (Aka Fts Llc) Method and apparatus, with redundancies, for treating substrate plastic parts to accept paint without using adhesion promoters
US20100297440A1 (en) * 2007-04-13 2010-11-25 Noell Oliver Method for the Application of a High-Strength-Coating to Workpieces and/or Materials
RU2423546C1 (en) * 2009-12-08 2011-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") Device for diffusive metallisation in medium of fusible liquid metal solutions
RU2475567C1 (en) * 2011-06-17 2013-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет " (ГОУВПО "КубГТУ") Plant for obtaining nanostructured coatings from material with shape memory effect on cylindrical surface of parts
RU2502829C1 (en) * 2012-11-07 2013-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Vacuum unit for making nanostructured coats with shape memory effect on part surface

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Herzog et al. Additive manufacturing of metals
US10787733B2 (en) Device for forming coatings on surfaces of a component, band-shaped material, or tool
RU2502829C1 (en) Vacuum unit for making nanostructured coats with shape memory effect on part surface
CN104704144B (en) Film formation method and film formation device
KR20240122704A (en) Rotary friction welded blank for pecvd heated showerhead
WO2013080030A1 (en) Method for producing three-dimensional articles from powders and apparatus for carrying out said method
WO2018154599A1 (en) An improved gas dynamic cold spray device and method of coating a substrate
US9527107B2 (en) Method and apparatus to apply material to a surface
CN104972124A (en) Real-time monitoring rapid prototyping device and method based on femtosecond laser composite technology
RU2563910C1 (en) Vacuum process unit for making nanostructured coats with shape memory effect on part surface
RU2475567C1 (en) Plant for obtaining nanostructured coatings from material with shape memory effect on cylindrical surface of parts
CN102776506B (en) Method for obtaining high-adhesion nano coating and device thereof
EP2947174A3 (en) Apparatus and methods for slurry aluminide coating repair
CN104284741B (en) Manufacturing method of plug for piercing and rolling
CN108607796A (en) A kind of preparation method of Electrolyzed Processing cathode insulation coating
EP2829625B1 (en) Device for applying a coating to an extended article
US20180104768A1 (en) The method of wire annealing process
CN104032252B (en) A kind of preparation method of Al85Ni10La5 amorphous alloy coating
Novák et al. Effect of heating rate on the formation of intermetallics during SHS process
CN104066859B (en) The method of the metallic coating on refining steel band
RU2625694C2 (en) Installation for producing multilayer nanostructured composite coating with shape memory effect on steel cylindrical part surface
RU2718785C1 (en) Apparatus for producing nanostructured composite multifunctional coatings from material with shape memory effect on part surface
JP6634187B2 (en) High frequency heating apparatus for progressive mold and high frequency heating method using the same
RU2619422C2 (en) Method of obtaining porous metal body from aluminium alloy
RU2430192C2 (en) Coating application method

Legal Events

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

Effective date: 20160702