Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ нанесения покрытия на металлическую основу

Классы МПК:C23C24/04 осаждение частиц за счет удара или кинетической энергии
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-02-29
публикация патента:

Изобретение относится к технологии получения покрытий и может быть использовано в машиностроении при изготовлении или восстановлении деталей. Способ нанесения покрытия включает предварительный нагрев сжатого воздуха до температуры 300-500°С, подачу его в сверхзвуковое сопло, формирование в нем высокоскоростного воздушного потока, введение в этот поток порошковой смеси с обеспечением ее ускорения воздушным потоком и нанесения на поверхность детали. В качестве порошковой смеси используют смесь, содержащую порошки меди и оксида алюминия, а при нанесении покрытия поток частиц порошковой смеси направляют под углом способ нанесения покрытия на металлическую основу, патент № 2487191 =82-84° к поверхности детали. Технический результат - увеличение адгезии покрытия к основе. 1 ил., 2 пр. способ нанесения покрытия на металлическую основу, патент № 2487191

Рисунки к патенту РФ 2487191

способ нанесения покрытия на металлическую основу, патент № 2487191

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий на поверхности изделий, а именно к способам получения покрытий с использованием неорганического порошка, и может быть использовано в различных отраслях машиностроении, в частности при изготовлении или восстановлении изношенных деталей машин для придания их поверхности повышенных коррозионно- и износостойких, электротехнических, а так же иных свойств.

Известен способ нанесения покрытий на поверхность детали машины путем нанесения порошковых металлов, ускоренных подогреваемым газовым потоком в сверхзвуковом сопле.

(см. авт.свид. СССР 1618778, С23С 4/00, 1986 г.).

В этом способе обеспечивается ускорение частиц порошка до высоких скоростей (650-1200 м/сек), что позволяет получать покрытия с повышенной прочностью сцепления и невысокой пористостью.

Однако этот способ сравнительно дорог и технически сложен, так как для его реализации необходимо использовать дорогостоящие газы (например, гелий) и высокое давление рабочего газа (15-20 атм).

Наиболее близким к заявляемому решению является способ нанесения покрытий на поверхность детали машины, включающий предварительный нагрев сжатого воздуха до температуры 300-500°С, подачу его в сверхзвуковое сопло, формирование в нем высокоскоростного воздушного потока, введение в этот поток порошковой смеси с обеспечением ее ускорения воздушным потоком и нанесения на поверхность детали

(см. Патент РФ 2038411, С23С 4/00, 1993 г.).

В этом способе в качестве основы используют поверхность детали из стали. Нагрев сжатого воздуха до 300-500°С осуществляют перед входом в сверхзвуковое сопло. Нагретый воздух, проходя сужение в сверхзвуковом сопле, ускоряется и с помощью образующегося за узкой частью сопла разряжения, затягивает порошковую смесь и разгоняет ее в разгонной части сопла и выбрасывает на металлическую основу. Напыление осуществляют под прямым углом к поверхности детали.

Этот способ обеспечивает получение покрытий при относительно невысоких затратах.

Недостаток известного способа в низкой адгезионной прочности покрытия.

Задачей заявляемого решения является улучшение качества покрытий, а именно повышение прочности сцепления покрытия с основой.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе нанесения покрытий на поверхность детали машины, включающем предварительный нагрев сжатого воздуха до температуры 300-500°С, подачу его в сверхзвуковое сопло, формирование в нем высокоскоростного воздушного потока, введение в этот поток порошковой смеси с обеспечением ее ускорения воздушным потоком и нанесения на поверхность детали, причем в качестве порошковой смеси используют смесь, содержащую порошки меди и оксида алюминия, а при нанесении покрытия поток частиц порошковой смеси направляют под углом способ нанесения покрытия на металлическую основу, патент № 2487191 =82-840° к поверхности детали.

Сущность изобретения состоит в том, что на периферии газового потока его температура и скорость за счет соприкосновения с внешней средой ниже, чем в центре, качество различных участков нанесенного покрытия может отличаться друг от друга. Поэтому улучшение и стабилизация показателей качества покрытия могут быть достигнуты путем оптимизации геометрического расположения поверхности основы относительно направления потока.

Согласно изобретению адгезионную прочность покрытия измеряли в соответствии с ГОСТ 9.304-87. «Покрытия газотермические. Общие требования и методы контроля». В качестве подложки (металлической основы) брали пластины из стали и титана, в качестве материала покрытия - механическую смесь оксида алюминия и меди.

Способ иллюстрируют примерами выполнения.

Пример 1. Осуществляют предварительный нагрев сжатого воздуха до 300°С в камере, из которой воздух подают в сверхзвуковое сопло. Далее за соплом вводится механическая смесь оксида алюминия и меди. Напыление осуществляют под различными углами от 90° (известный способ) до 72° к металлической основе из стали.

Результаты испытаний представлены в виде графика (фиг.1а) зависимости величины адгезии покрытия к подложке от угла способ нанесения покрытия на металлическую основу, патент № 2487191 наклона потока частиц к поверхности металлической основы.

Пример 2. Осуществляют предварительный нагрев сжатого воздуха до 500°С в камере, из которой воздух подают в сверхзвуковое сопло. Далее за соплом вводится механическая смесь оксида алюминия и меди. Напыление осуществляют под различными углами от 90° (известный способ) до 72° к металлической основе из титана.

Результаты испытаний представлены в виде графика (фиг.1б) зависимости величины адгезии покрытия к подложке от угла наклона потока частиц к поверхности металлической основы.

Как видно на графике, величина адгезии покрытия, нанесенного предложенным способом, по сравнению с известным повысилась с 23,1 МПа до 27,4 МПа и с 41,2 МПа до 48,5 МПа.

Таким образом, использование предложенного способа позволяет увеличить адгезию покрытия к подложке приблизительно на 18,6%, что улучшает качество покрытий и, соответственно, повышает надежность изделий, на которые оно нанесено.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ нанесения покрытия на поверхность детали машины, включающий предварительный нагрев сжатого воздуха до температуры 300-500°С, подачу его в сверхзвуковое сопло, формирование в нем высокоскоростного воздушного потока, введение в этот поток порошковой смеси с обеспечением ее ускорения воздушным потоком и нанесения на поверхность детали, отличающийся тем, что в качестве порошковой смеси используют смесь, содержащую порошки меди и оксида алюминия, а при нанесении покрытия поток частиц порошковой смеси направляют под углом способ нанесения покрытия на металлическую основу, патент № 2487191 =82-84° к поверхности детали.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2487191

patent-2487191.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C23C24/04 осаждение частиц за счет удара или кинетической энергии

Патенты РФ в классе C23C24/04:
способ нанесения покрытия -  патент 2526342 (20.08.2014)
способ получения магнитотвердого покрытия из сплава самария с кобальтом -  патент 2524033 (27.07.2014)
способ нанесения теплозащитного износостойкого покрытия на детали из чугуна и стали -  патент 2521780 (10.07.2014)
способ получения медного покрытия на керамической поверхности газодинамическим напылением -  патент 2506345 (10.02.2014)
устройство газодинамического нанесения покрытий на внешние цилиндрические поверхности изделий -  патент 2505622 (27.01.2014)
устройство газодинамического нанесения покрытий на внутреннюю цилиндрическую поверхность изделий -  патент 2503745 (10.01.2014)
конструктивный элемент с каталитической поверхностью, способ его изготовления и применение этого конструктивного элемента -  патент 2490063 (20.08.2013)
способ напыления покрытия на изделие из натурального камня или из металлического материала и устройство для его осуществления -  патент 2489519 (10.08.2013)
способ нанесения покрытий -  патент 2485213 (20.06.2013)
устройство для контроля и управления процессом термического напыления -  патент 2479861 (20.04.2013)

Наверх