способ получения многослойного покрытия на изделии из алюминиевого сплава

Формула изобретения

Способ получения многослойного покрытия на изделии из алюминиевого сплава, включающий ускорение порошкового материала в сверхзвуковом сопле потоком предварительно нагретого воздуха и напыление на поверхность изделия порошкового материала, содержащего смесь корундового, алюминиевого и цинкового порошков, отличающийся тем, что обрабатываемую поверхность изделия подвергают пескоструйной обработке, после чего на нее наносят слой покрытия напылением порошкового материала, подвергают его механической обработке с получением требуемой толщины слоя, затем наносят дополнительный слой покрытия напылением смеси корундового и алюминиевого порошков, подвергают его механической обработке и осуществляют анодное или микродуговое оксидирование.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нанесения покрытий, в частности к способам нанесения и восстановления изношенных поверхностей деталей из алюминиевого сплава, требующих высокой механической прочности и коррозионной стойкости.

Известен способ [1] получения многослойного покрытия сваркой, используемый при восстановлении дефектов, преимущественно в виде отверстий, включающий подготовку изделия под сварку, механическую обработку, при которой высверливают дефект и вставляют заглушку, полость заливают расплавленным металлом и производят сварку.

Указанный способ не обеспечивает высоких эксплутационных свойств покрытия, которое имеет низкую механическую прочность, так как введение расплавленного металла ведет к изменению структуры подложки, т.е. развитию межкристаллической коррозии, т.е. изменению механических, коррозионных и др. свойств.

Известен способ [2] получения покрытий, включающий нанесение смеси порошков алюминия и карбида кремния, ускоренной в сверхзвуковом сопле.

При получении покрытий значительной толщины данный способ требует значительных вложений, так как порошки алюминия и карбида кремния дорогостоящие, кроме того, карбид кремния частично проникает в структуру обрабатываемой поверхности (подложки) и может вызвать межкристаллическую коррозию, которая приводит к растрескиванию покрытия.

Наиболее близким из известных решений к предложенному способу является способ получения покрытий [3], включающий ускорение порошкового материала в сверхзвуковом сопле потоком предварительно нагретого воздуха и напыление на поверхность изделия порошкового материала, содержащего смесь корундового, алюминиевого и цинкового порошков. Данное техническое решение - прототип.

Данный способ также требует значительных вложений, так как в качестве керамического порошка используют дорогостоящий карбид кремния или его смесь с корундом. Кроме того, полученное покрытие не обладает высокой механической твердостью и коррозионной стойкостью.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание способа, позволяющего получить недорогое многослойное покрытие с повышенной механической прочностью и высокими коррозионными свойствами.

Поставленная задача достигается тем, что способ получения многослойного покрытия на изделии из алюминиевого сплава включает ускорение порошкового материала в сверхзвуковом сопле потоком предварительно нагретого воздуха и напыление на поверхность изделия порошкового материала, содержащего смесь корундового, алюминиевого и цинкового порошков. Отличием является то, что обрабатываемую поверхность изделия подвергают пескоструйной обработке, после чего на нее наносят слой покрытия напылением порошкового материала, подвергают его механической обработке с получением требуемой толщины слоя, затем наносят дополнительный слой покрытия напылением смеси корундового и алюминиевого порошков, подвергают его механической обработке и осуществляют анодное или микродуговое оксидирование.

Применение предложенного способа получения многослойного покрытия на изделии из алюминиевого сплава позволяет получить недорогое покрытие с повышенной механической прочностью и высокими коррозионными свойствами, так как первый слой наносится недорогими корундовым и алюминиевым и цинковым порошками. Частицы корунда не проникают в структуру подложки и не меняют ее межкристаллическую структуру. После механической обработки наносят второй слой небольшой толщины напылением смеси корундового и алюминиевого порошков. Подвергают его механической обработке и осуществляют анодное или микродуговое оксидирование. При этом улучшаются прочностные характеристики изделия, твердость покрытия возрастает более чем в 30 раз, и такое покрытие обладает высокими коррозионными свойствами.

Предлагаемый способ получения многослойного покрытия на изделии из алюминиевого сплава осуществляется следующим образом. Поверхность для напыления подвергают пескоструйной обработке для очистки ее от грязи и коррозии. После чего наносят покрытие напылением корундовым и алюминиевым и цинковым порошками с дисперсностью частиц не более 50 мкм. Причем в смеси корундового порошка содержится не более 20%, остальное алюминиевый и цинковый порошки. Указанную смесь ускоряют с помощью высокоскоростного потока, сформированного в сверхзвуковом сопле. Предварительно сжатый воздух при этом нагревают до температуры не более 700°С. Механической обработкой - фрезерованием, точением или шлифованием (или иным способом) получают требуемую толщину покрытия. При этом получают покрытие с адгезией, например, к обрабатываемой поверхности (подложке) из алюминиевого сплава Д16Т не менее 47 МПа и микротвердостью покрытия 745 МПа. Далее наносят дополнительное покрытие напылением смеси корундового и алюминиевого порошков, взятых в соотношении 1:5. Подвергают его шлифованию и осуществляют анодное или микродуговое оксидирование. В результате чего на поверхности формируется прочная износостойкая и коррозионная пленка окиси алюминия до 50 мкм и микротвердостью не менее 3155 МПа.

В результате предложенного способа получают многослойное покрытие на изделии из алюминиевого сплава, с мягкой основой и твердой поверхностью, которое более устойчиво к возникновению микротрещин. Данный тип покрытия может быть использован для получения защитных покрытий изделий, например, лопаток турбин вертолетов.

Библиографические источники

1. Авторское свидетельство № 1498598 СССР, кл. В23Р 6/00, опубл. 07.08.89 г.

2. Патент № 2166421 RU, кл. С23С 24/04, опубл. 10.05.2001 г.

2. Патент № 2183695 RU, кл. С23С 24/04, опубл. 20.04.2002 г. - прототип.