способ формирования жаростойких покрытий на основе алюминида никеля (nia1)

Формула изобретения

Способ формирования жаростойких покрытий на основе алюминида никеля NiAl на стальных деталях, включающий никелирование, нанесение алюминиевого слоя жидкофазным способом и проведение диффузионного отжига, отличающийся тем, что алюминиевый слой наносят из расплава технически чистого алюминия при температуре 800-850°C в течение 3-4 с, и проводят диффузионный отжиг при температуре 950-1100°C в течение 6-10 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии, а именно к нанесению покрытий из никель-алюминиевых сплавов на стали, и может быть использовано при получении жаростойких, антифрикционных покрытий на деталях, работающих при температурах до 1600°C и в условиях сухого трения.

Известен способ получения покрытия на основе NiAl с регулируемой толщиной на поверхностях сплавов на основе никеля (Способ получения покрытия на основе NiAl из объемно-центрированного кубического (В2) алюминида никеля (NiAl) с регулируемой толщиной на поверхности сплава на основе никеля. Заявка на изобретение RU 2010121170/02. Дата публикации 26.10.2007.), заключающийся в термораспылении технически чистого алюминия на предназначенных для нанесения покрытия поверхностях до определенной заданной толщины в пределах от 100 до 200 мкм с последующей диффузионной термообработкой в вакуумной атмосфере при температурах 950-1100°C в течение 1,0-1,5 часов, при которой напыленный алюминий взаимодействует с подложкой с образованием желаемого никель-алюминидного покрытия с контролируемой толщиной и твердостью. Недостатком данного способа является высокая трудоемкость процесса и необходимость термообработки в вакууме с целью предотвращения образования пористости в покрытии.

Известен также способ получения наноструктурированных покрытий никель-алюминий на стали (Способ получения паиоструктурированных покрытий иаикель-алюмипий с эффектом памяти формы на стали. RU 2398027.Опубл. 27.08.2010), который принят за прототип. По этому способу на сталь наносят покрытия при помощи плазменной наплавки порошка NiAl с эффектом памяти формы и проводят закалку при температуре 1000-1200°C с охлаждением в жидком азоте с последующим проведением пластической деформации в три этапа. После каждого этапа проводиться отжиг при температуре 500-600°C. Недостатком данного способа является его высокая стоимость и низкая производительность.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение производительности процесса нанесения покрытия и снижение пористости покрытия.

Сущность способа заключается в нанесение на стальные детали алюминиевого слоя жидкофазным способом и проведение диффузионного отжига. В отличие от прототипа стальную деталь перед нанесением алюминиевого слоя никелируют, после чего наносят алюминиевый слой из расплава технически чистого алюминия при температуре 800-850°C в течение 3-4 с, и проводят диффузионный отжиг при температуре 950-1100°C в течение 6-10 часов.

Такая совокупность новых признаков с известными, позволяет повысить производительность процесса нанесения покрытия и снизить пористости покрытия.

Способ заключается в том, что стальные детали предварительно никелируют, а затем наносят алюминиевый слой из расплава технически чистого алюминия при температуре 800-850°C в течение 3-4 с и потом проводят диффузионный отжига в течение 6-10 часов при температуре 950-1100°C.

Температура и время жидкофазного нанесения алюминия выбрана из условия качественного формирования слоя технически чистого алюминия на никелированной поверхности стальной детали и не растворения никелевого слоя в алюминиевом расплаве.

Температурно-временные параметры диффузионного отжига выбираются исходя из условия формирования слоя фазы NiAl максимальной толщины и отсутствия пористости в покрытии.

Примером применения предлагаемого способа является изготовление пластин с покрытием из сплава на основе иитерметаллида NiAl толщиной 200 мкм. Стальные листы толщиной 1 мм предварительно покрывают никелем H1 гальваническим способом и алюминируют в расплаве из технически чистого алюминия А7 при температуре 850°C в течение 4 с. Затем помещают в печь и выдерживают там при температуре 1100°C в течение 6 часов.

Так же примером применения данного способа является изготовление пластин с покрытием из сплава на основе иитерметаллида NiAl толщиной 150 мкм. Стальные листы толщиной 1 мм предварительно покрывают никелем H1 гальваническим способом и алюминируют в расплаве из технически чистого алюминия А7 при температуре 850°C в течение 4 с.Затем помещают в печь и выдерживают там при температуре 950°C в течение 10 часов.

Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью.