высокотемпературный антифрикционный материал покрытия
Классы МПК: | C22C19/05 с хромом C22C32/00 Цветные сплавы, содержащие от 5% до 50% по массе оксидов, карбидов, боридов, нитридов, силицидов или других соединений металлов, например оксинитридов, сульфидов, добавляемых в эти сплавы или образуемых в них C23C30/00 Способы покрытия металлическим материалом, отличающиеся только составом металлического материала, те не отличающиеся способом покрытия |
Автор(ы): | Самсонов М.Б., Федоров Е.А., Баринов В.В., Ходаковская Р.Я., Эллерн Г.А. |
Патентообладатель(и): | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-03-15 публикация патента:
09.01.1995 |
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при создании износостойких покрытий. Сущность изобретения: высокотемпературный антифрикционный материал покрытия имеет следующий состав, мас.%: хром 9,8 - 11,5; алюминий 3,8 - 4,1; иттрий 0,32 - 0,58; фторид кальция 8 - 16; стекло 10 - 20; никель - остальное.
Формула изобретения
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ПОКРЫТИЯ, содержащий никель, хром, фторид кальция и стекло, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюминий и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.%:Хром - 9,8 - 11,5
Алюминий - 3,8 - 4,1
Иттрий - 0,32 - 0,58
Фторид кальция - 8 - 16
Стекло - 10 - 20
Никель - Остальное
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при создании износостойких покрытий, имеющих при температурах до 980оС пониженный коэффициент трения. Известен материал, содержащий закись никеля и фторид кальция, из которого на нержавеющей стали было выполнено покрытие с коэффициентом трения 0,3-0,4 при 600оС. Однако данный материал не может применяться в парах трения при температурах свыше 800оС, что сдерживает его широкое внедрение в узлах газотурбинного двигателя. Известен также твердый сплав, содержащий никель, фосфор, эвтектику и обладающий повышенной износостойкостью и улучшенной прирабатываемостью покрытий. Но и данный сплав не может быть применен при рабочих температурах до 980оС. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является высокотемпературный антифрикционный материал, содержащий никель, хром, фторид кальция и стекло. Состав материала прототипа, мас.%: Никель Основа Фторид кальция 16,5 Стекло 16,5Основным недостатком известного материала является неудовлетворительная жаростойкость и прочность при температурах свыше 870оС. Целью изобретения является повышение жаростойкости и износостойкости. Поставленная цель достигается тем, что высокотемпературный антифрикционный материал, содержащий никель, хром, фторид кальция и стекло дополнительно содержит алюминий и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас. % : Хром 9,8-11,5 Алюминий 3,8-4,1 Иттрий 0,32-0,58 Фторид кальция 8-16 Стекло 10-20 Никель Остальное
Существенное отличие заявляемого материала заключаются в том, что высокотемпературный, антифрикционный материал дополнительно содержит алюминий и иттрий. Повышение жаропрочности и износостойкости достигается в заявленном материале за счет следующих факторов. 1. Защитное покрытие для выполнения своих функций должно быть сплошным, беспористым. Характерная открытая пористость при плазменном напылении составляет 8-13% . При введении в состав материала стекла, последнее при напылении заполняет поры в напыленном покрытии и дополнительно играет роль твердой смазки. Однако коэффициент трения остается достаточно высоким и составляет 0,3-0,4. 2. Снижение коэффициента трения и соответственно повышение износостойкости покрытия достигается введением в состав материала фосфида кальция. 3. Повышение жаростойкости защитного покрытия, работающего до 980оС, обеспечивается введением в состав материала алюминия, который с никелем образует интерметаллид, придающий материалу необходимые свойства. 4. Стабилизация структуры плазменно-напыленного покрытия осуществляется за счет введения иттрия в исходный материал. Образующаяся окись иттрия в покрытии и является стабилизирующим фактором напряженного напыленного слоя материала. В предложенном составе материала покрытия, с одной стороны, введение алюминия и иттрия повышает жаропрочность и износостойкость покрытия. А с другой стороны, идет взаимодействие металлической составляющей материала со стеклом и с материалом подложки, что позволяет получить дисперсно-упрочненную фазу и таким образом дополнительно улучшить свойства защитного покрытия.
Класс C22C32/00 Цветные сплавы, содержащие от 5% до 50% по массе оксидов, карбидов, боридов, нитридов, силицидов или других соединений металлов, например оксинитридов, сульфидов, добавляемых в эти сплавы или образуемых в них
Класс C23C30/00 Способы покрытия металлическим материалом, отличающиеся только составом металлического материала, те не отличающиеся способом покрытия