порошок для ионно-плазменного напыления

Формула изобретения

1. Порошок для ионно-плазменного напыления, содержащий никель, отличающийся тем, что он содержит никель в виде порошка сплава нихром и дополнительно содержит алюминий, иттрий и окись алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.

Нихром 13 16

Алюминий 5,5 6,0

Иттрий 0,5 1,5

Окись алюминия Остальное

2. Порошок по п.1, отличающийся тем, что он содержит входящие в его состав компоненты в виде гранул следующих размеров, мкм:

Нихром 10 60

Алюминий 20 30

Иттрий 15 35

а окись алюминия 10 мкм в количестве 70 об. от общего количества окиси алюминия в порошке и 60 мкм остальное.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изготовления электронагревательного слоя методом ионно-плазменного напыления в различной бытовой электронагревательной технике, в частности в утюгах, в посуде с электронагревом и т.д.

Известен порошок сплава на основе никеля для плазменного напыления, содержащий помимо никилевой основы в качестве легирующих добавок углерод, железо, кремний, молибден, вольфрам, ванадий, титан. Данный порошок выбран за прототип.

Недостатком прототипа является то, что полученное на основе его покрытие обладает недостаточным электросопротивлением и не может быть использовано в качестве электронагревательного слоя в бытовой технике. Кроме того, прототип достаточно дорог и не предназначен для напыления на керамическую подложку.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно получение слоя, электросопротивление которого оптимально с точки зрения эффективности нагрева и образует прочное сцепление с керамической, электроизолирующей подложкой.

Поставленная цель достигается тем, что в известном порошке сплава для ионно-плазменного напыления, содержащем основу и легирующие добавки, в качестве основы используют окись алюминия, а в качестве легирующих добавок - нихром, алюминий, иттрий, при следующем соотношении компонентов, мас.

Нихром 13 17

Алюминий 5,5 6

Иттрий 0,5 1,5

Окись алюминия Остальное

Кроме того, поставленная цель достигается тем, что напыляемый порошок содержит гранулы входящих в его состав материалов следующих размеров, мкм:

Окись алюминия 10 (70%)

Окись алюминия 60 (30%)

Нихром 10 60

Алюминий 20 30

Иттрий 15 35

Соотношение компонентов в заявляемом порошке, а также размер гранул подобраны опытным путем и являются оптимальными для получения напыленного слоя с конкретными потребительскими свойства. Поскольку данный слой должен служить в качестве электронагревателя в бытовой технике, то к нему предъявляются требования достаточного для эффективного нагрева электросопротивления, хорошей адгезии к подложке, низкой себестоимости и отсутствия дефицитных компонентов.

Пример. Проводилось покрытие заявляемым порошком керамических, из двуокиси алюминия, пластинок толщиной 0,8 мм двух типоразмеров 10х10 (5 шт.) и 20х20 см (5 шт). Толщина покрытия около 0,2 мм. Покрытие осуществлялось на промышленной установке ионно-плазменного напыления. Кроме того, покрыта одна керамическая пластинка размером 20х20 см порошком прототипом. Далее указанные образцы были подвергнуты испытаниям по следующему регламенту.

1. Электротехнические испытания:

а/ время выхода образца на температуру 100^oC при подключении его к бытовой электросети 220В;

б/ электроизоляционная стойкость при поданном напряжении 1,5 тыс.В.

2. Механические испытания:

а/ на циклические ударные нагрузки 100 циклов по 20 кг/см²;

б/ проверка на рентгеновской установке механической целостности и однородности образца;

в/ вибростендовые испытания в течение 48 ч;

г/ повторная проверка механической целостности и однородности образца.

3. Повторные электротехнические испытания по регламенту п.1.

4. Определение предельной нагрузки, разрушающей сцепление покрытия с подложкой.

Данные испытаний приведены в таблице.

Выводы. Испытания показали, что применение порошка сплава для ионно-плазменного напыления заявленного состава является наиболее предпочтительным для изготовления электронагревательного слоя в бытовой электроаппаратуре вместо применяемых сейчас трубчатых электронагревательных /ТЭНов/. Образуется слой с прекрасными электротехническими и прочностными характеристиками. Высокая прочность адгезии к подложке может быть объяснена, в частности, тем, что как подложка, так и нанесенный слой содержат в своем составе алюминий и его окислы, что делает оба слоя как бы однородными. В то же время, в образцах сохранены высокие электроизоляционные свойства, что обеспечивает электробезопасность пользования бытовыми приборами на основе заявленной технологии. Предложенный порошок не содержит дорогостоящих и дефицитных добавок, что способствует расширению ассортимента выпускаемых электронагревательных приборов.