×
25.12.2019
219.017.f206

Способ получения покрытия на поверхности детали из цветных металлов

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам получения покрытия на поверхности деталей из цветных металлов путем переноса высокотемпературным газовым потоком наночастиц. Способ получения покрытия на поверхности детали из цветных металлов включает формирование в камере сгорания высокоскоростного распылителя высокотемпературного газового потока путем сжигания топлива в окислителе, подачу в камеру сгорания высокоскоростного распылителя жидкого исходного материала, являющегося источником образования наночастиц, образование, разогрев и перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на поверхности детали, причем упомянутый материал, являющийся источником образования наночастиц, одновременно используют в качестве топлива для формирования высокотемпературного газового потока, при этом упомянутый материал представляет собой истинный или коллоидный раствор органических и/или неорганических соединений в органическом растворителе или смеси нескольких растворителей, при этом перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на поверхности детали осуществляют совместно с непосредственно предшествующей им обработкой поверхности детали электрической дугой, создаваемой между двумя вольфрамовыми электродами при переменном токе 35-45 А, напряжении 12-16 В и проходящей по поверхности детали со скоростью перемещения высокоскоростного распылителя установки для напыления на расстоянии между дугой и струей газа с напыляемым порошковым материалом 2-4 мм. Техническим результатом изобретения является повышение адгезионной прочности, повышение когезионной прочности материала покрытия, а также уменьшение пористости покрытия. 3 пр., 2 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам получения покрытия на поверхности деталей из цветных металлов, путем переноса высокотемпературным газовым потоком наночастиц.

Аналогом изобретения является способ повышения прочности детали с покрытием поверхностно-пластическим деформированием путем обкатки деформирующим элементом, при котором поверхностно-пластическое деформирование осуществляют с одновременным пропусканием через зону контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью детали импульсного электрического тока силой 2-5 кА, напряжением 2-3 В, с длительностью импульсов 0,08-0,2 с и с частотой импульсов 0,16-0,4 Гц, при этом поверхностно-пластическое деформирование осуществляют в радиальном направлении с силой 50-3000 Н со скоростью перемещения пятна деформации 50-100⋅10-3 м/с при продольной подачей 0,08-0,12 мм/об (патент РФ №2625508).

Недостатком данного способа являются низкие эксплуатационные характеристики получаемой детали, обусловленные появлением трещин в результате возникновения остаточных напряжений, и раковин вдоль границ раздела покрытия с подложкой и между слоями покрытия, в виду сплавления материала покрытия с материалом подложки, а также зависимость эффективности использования данной технологии от пористости покрытия.

Прототипом изобретения является способ получения наноструктурированного покрытия, включающий формирование в камере сгорания высокоскоростного распылителя высокотемпературного газового потока путем сжигания топлива в окислителе, подачу в камеру сгорания высокоскоростного распылителя жидкого исходного материала, являющегося источником образования наночастиц, образование, разогрев и перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на подложке, при этом жидкий исходный материал, являющийся источником образования наночастиц, одновременно используют в качестве топлива для формирования высокотемпературного газового потока, при этом упомянутый материал представляет собой истинный или коллоидный раствор органических и/или неорганических соединений в органическом растворителе или смеси нескольких растворителей (патент РФ №2394937).

Недостатком данного способа являются низкие эксплуатационные характеристики получаемой детали, обусловленные низкой адгезионной прочностью между покрытием и подложкой и между слоями покрытия, а также высокой пористостью.

Задачей изобретения является усовершенствование способа получения детали с покрытием, позволяющее обеспечить повышение эксплуатационных характеристик детали из цветного металла с покрытием, за счет повышения ее физико-механических свойств.

Техническим результатом изобретения является повышение адгезионной прочности, повышение когезионной прочности материала покрытия, а также уменьшение пористости покрытия.

Технический результат достигается тем, что способ получения покрытия на поверхности детали из цветных металлов включает формирование в камере сгорания высокоскоростного распылителя высокотемпературного газового потока путем сжигания топлива в окислителе, подачу в камеру сгорания высокоскоростного распылителя жидкого исходного материала, являющегося источником образования наночастиц, образование, разогрев и перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на подложке, при этом жидкий исходный материал, являющийся источником образования наночастиц, одновременно используют в качестве топлива для формирования высокотемпературного газового потока, при этом упомянутый материал представляет собой истинный или коллоидный раствор органических и/или неорганических соединений в органическом растворителе или смеси нескольких растворителей, при этом перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на подложке осуществляют совместно с непосредственно предшествующей обработкой поверхности детали при помощи электрической дуги, возникающей между двумя вольфрамовыми электродами, проходящей по поверхности детали при переменном токе 35-45 А, напряжением 12-16 В со скоростью перемещения высокоскоростного распылителя установки для напыления при расстоянии между дугой и струей газа с напыляемым порошковым материалом 2-4 мм.

При формировании покрытия, с увеличением толщины его слоя, основным показателем качества композиции является адгезионная прочность, как между композитным покрытием и подложкой, так и между слоями композитного покрытия. Повышение адгезионной прочности достигается путем формирования переходных слоев. При нанесении на основу многокомпонентных материалов в качестве переходного слоя могут использоваться металлы, имеющие неограниченную растворимость в материале-основе и других напыляемых материалах.

Для повышения качества композитных поверхностных слоев, как по критерию адгезионной прочности, так и по критерию эксплуатационных и функциональных свойств, перспективным является использование различных методов обработки на различных этапах напыления. Так использование технологии переноса высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на подложке совместно с непосредственно предшествующей обработкой поверхности детали при помощи технологий сварки неплавящимся электродом, именно электрической дугой, возникающей между двумя вольфрамовыми электродами, проходящей по поверхности детали при переменном токе 35-45 А, напряжением 12-16 В со скоростью перемещения высокоскоростного распылителя установки для напыления при расстоянии между дугой и струей газа с напыляемым порошковым материалом 2-4 мм, позволяют повысить физико-механические свойства композитного покрытия, за счет повышения его адгезионной прочности и снижения пористости. Это обусловлено тем, что электрическая дуга нагревает поверхность детали из цветных металлов до температуры 0,9-1Тпл, являющейся температурой плавления, и напыляемый порошковый материал, нагретый также до температуры равной 0,9-1Тпл - температуры плавления, сталкивается с поверхностью, имеющей не твердую, а жидкую фазу состояния, что обеспечивает сплавление материала детали с наносимым порошковым материалом, что значительно повышает адгезионную прочность. При этом при нанесении второго и последующих слоев перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на уже сформировавшийся слой покрытия происходит при аналогичном воздействии электрической дуги на поверхность детали с покрытием, в результате чего, напыленный слой и напыляемый порошок образуют однородную структуру, обеспечивая тем самым, значительное снижение пористости композитного покрытия и повышение когезионной прочности.

При этом чередование переменного тока прямой и обратной полярности обеспечивает за счет обратной полярности - разрушение оксидных пленок, образуемых на поверхности деталей из цветных металлов, и чистку поверхности детали, а за счет прямой полярности - оплавление поверхности детали, с образованием узкой глубокой ванны с оплавленным металлом на поверхности детали непосредственно перед высокотемпературным газовым потоком с наночастицами.

При этом в результате кратковременного воздействия электрической дуги на поверхность детали, происходит нагрев поверхности деталей из цветных металлов, а затем медленное ее охлаждение, за счет высокотемпературного газового потока с напыляемым порошковым материалом, что позволяет избежать возникновения значительных по величинам остаточных напряжений и возможного образования раковин и трещин, как в поверхностном слое детали из цветных металлов вдоль границы раздела покрытие-подложка, так и по всей толщине покрытия.

Получаемое таким способом покрытие имеет высокую когезионную прочность и низкую пористость, а также высокую адгезионную прочность между покрытием и деталью, изготовленной из цветных металлов и между слоями покрытия, в случае многослойного покрытия, что повышает физико-механические и как следствие эксплуатационные характеристики детали с покрытием. Предлагаемые технологические режимы позволяют избежать коробления детали при переносе высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на поверхность детали толщина стенок, которой не превышает 3 мм.

Технологические режимы обработки - тип тока, сила, напряжение скорость перемещения дуги по детали и расстояние между дугой и высокотемпературным газовым потоком с напыляемым порошковым материалом.

Пример по прототипу.

На предварительно обезжиренный цилиндрический алюминиевый цилиндрический образец диаметром 10 мм было нанесено высокотемпературным газовым потоком покрытие из TiNi толщиной 0,8 мм. После чего этот образец был подвергнут испытаниям на адгезионную прочность, которая определялась методом сдвига. Остаточные напряжения определялись методами Закса и Давиденкова.

Пример 1-3 по заявляемому способу. 3 других аналогичных алюминиевых цилиндрических образца диаметром 10 мм также были обезжирены, после чего на их поверхность было нанесено покрытие высокотемпературным газовым потоком совместно с непосредственно предшествующей ей обработкой поверхности детали при помощи электрической дуги, возникающей между двумя вольфрамовыми электродами, и проходящей по поверхности детали при переменном токе 35-45 А, напряжением 12-16 В со скоростью перемещения высокоскоростного распылителя установки для напыления при расстоянии между дугой и струей газа с напыляемым порошковым материалом 2-4 мм. После чего образцы также подвергли испытаниям на адгезионную прочность, которая определялась методом сдвига. Остаточные напряжения определялись методами Закса и Давиденкова.

Параметры обработки образцов с покрытием, по предлагаемой технологии, представлены в табл. 1.

Результаты испытаний образца, изготовленного по прототипу и образцов, по заявляемой технологии представлены в табл. 2.

Предложенный способ повышения прочности детали с покрытием, обеспечивает повышение физико-механических свойств детали, за счет повышения адгезионной прочности между покрытием и подложкой, повышения когезионной прочности покрытия, снижением величины остаточных напряжений, а также уменьшения пористости покрытия.

Способ получения покрытия на поверхности детали из цветных металлов, включающий формирование в камере сгорания высокоскоростного распылителя высокотемпературного газового потока путем сжигания топлива в окислителе, подачу в камеру сгорания высокоскоростного распылителя жидкого исходного материала, являющегося источником образования наночастиц, образование, разогрев и перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на поверхности детали, а упомянутый материал, являющийся источником образования наночастиц, одновременно используют в качестве топлива для формирования высокотемпературного газового потока, при этом упомянутый материал представляет собой истинный или коллоидный раствор органических и/или неорганических соединений в органическом растворителе или смеси нескольких растворителей, отличающийся тем, что перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на поверхности детали осуществляют совместно с непосредственно предшествующей им обработкой поверхности детали электрической дугой, создаваемой между двумя вольфрамовыми электродами при переменном токе 35-45 А, напряжении 12-16 В и проходящей по поверхности детали со скоростью перемещения высокоскоростного распылителя установки для напыления на расстоянии между дугой и струей газа с напыляемым порошковым материалом 2-4 мм.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 41-50 of 471 items.
13.01.2017
№217.015.816f

Сигнализирующее токосъемное устройство

Изобретение относится к токосъемным вращающимся устройствам, в которых используется жидкая токопроводящая среда. Сигнализирующее токосъемное устройство содержит корпус, вращающийся на подшипниках вал, на котором жестко закреплена нижняя изоляционная втулка, на которой жестко закреплены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601958
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8196

Аксиальный управляемый бесконтактный двигатель-генератор

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам постоянного тока и предназначено для преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию постоянного тока высокого качества, а также для преобразования электрической энергии постоянного тока в механическую энергию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601952
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.81ba

Самотормозящийся винтовой домкрат с аксиальным электродвигателем

Изобретение относится к винтовым домкратам и служит для поднятия и опускания грузов с автоматической остановкой и фиксацией положения после отключения питающего напряжения. Самотормозящийся винтовой домкрат содержит электродвигатель, корпус которого соединен с полой цилиндрической стойкой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601996
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.81ff

Вафельное изделие функционального назначения

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству мучных кондитерских изделий. Предложено вафельное изделие функционального назначения, включающее мучную смесь, желтки, бикарбонат натрия, фосфатиды, соль и воду, причем в качестве мучной смеси содержит пшеничную муку и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601803
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.82bf

Состав для производства галет функционального назначения

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству мучных кондитерских изделий. Состав теста для производства галет функционального назначения включает муку пшеничную, смесь палатинозы и цитрозы, взятых в соотношении 2:1, облепиховый шрот, рисовый крахмал Remyline в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601805
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.82f7

Функциональный пищевой продукт

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству мучных кондитерских изделий. Функциональный пищевой продукт в виде галет включает муку пшеничную, пищевое волокно BeneoSynergyl, состоящее из порошка инулина и олигофруктозы, смесь шрота корицы и рисовых отрубей RemyLive...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601804
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8330

Способ приготовления хлебобулочного изделия

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству хлебобулочных изделий повышенной пищевой и биологической ценности, предназначенных для функционального питания. Предложен способ приготовления хлебобулочного изделия, включающий получение теста путем смешивания соли...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601798
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8373

Вареное колбасное изделие для детей старшего школьного возраста

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к технологии получения вареных колбасных изделий на мясорастительной основе для детей старшего школьного возраста. Вареное колбасное изделие включает говядину жилованную высшего сорта, свинину жилованную высшего сорта, соль поваренную,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601809
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.83e6

Способ производства галет повышенной пищевой ценности

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству мучных кондитерских изделий. Способ производства галет повышенной пищевой ценности, предусматривающий смешивание сыпучих компонентов, включающих муку пшеничную, сладкий агент, соду пищевую, соль и молочную кислоту,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601806
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.846d

Контроллер управления обучением нейронной сети с генетическим алгоритмом

Изобретение относится к интеллектуальным контроллерам, использующим генетический алгоритм для поиска структуры нейронной сети и весовых коэффициентов ее синаптических связей. Техническим результатом является повышение скоростных характеристик поиска структуры нейронной сети и упрощение конечной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602973
Дата охранного документа: 20.11.2016
Showing 21-29 of 29 items.
02.10.2019
№219.017.cd88

Способ изготовления детали из металлического порошкового материала

Изобретение относится к изготовлению деталей из металлического порошкового материала с применением технологий 3D-печати. Способ послойного аддитивного изготовления детали включает получение первого слоя путем нанесения металлического порошкового материала на платформу и обработки лазером,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701436
Дата охранного документа: 26.09.2019
12.10.2019
№219.017.d4b5

Установка для получения детали из металлического порошкового материала

Изобретение относится к получению детали из металлического порошкового материала. Установка содержит камеру, в верхней части которой установлен механизм лазерной обработки с оптической системой, а в нижней части - станина с расположенной на ней строительной платформой, выполненной с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702532
Дата охранного документа: 08.10.2019
30.10.2019
№219.017.db88

Способ изготовления детали из металлического порошкового материала

Изобретение относится к технологии 3D-печати деталей из металлического порошка. Послойное аддитивное наращивание включает получение слоев путем нанесения порошка, его выравнивания, уплотнения и обработки лазером. Первый слой выполняют из смеси порошков WC, TiC, TiNiCu и Со. Формирование второго...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704360
Дата охранного документа: 28.10.2019
27.12.2019
№219.017.f355

Способ получения покрытия на поверхности детали из стали

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам получения покрытия на поверхности стальных деталей путем переноса высокотемпературным газовым потоком наночастиц. Способ получения покрытия на поверхности детали из стали включает формирование в камере сгорания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710246
Дата охранного документа: 25.12.2019
31.12.2020
№219.017.f475

Способ получения износостойкого покрытия на изделии из инструментальной стали

Изобретение относится к технологиям, обеспечивающим повышение износостойкости режущего инструмента, в частности шнековых сверл, изготовленных из инструментальной стали, за счет изменения состава и структуры их поверхностных слоев. Способ получения износостойкого покрытия на изделии из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710617
Дата охранного документа: 30.12.2019
23.02.2020
№220.018.051a

Способ обнаружения питтинговой коррозии

Использование: для обнаружения питтинговой коррозии (питтинга) в контролируемых изделиях методом направленных акустических волн. Сущность изобретения заключается в том, что с помощью ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей, предназначенных для проведения ультразвуковой толщинометрии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714868
Дата охранного документа: 19.02.2020
12.04.2020
№220.018.1441

Способ получения износостойкого покрытия режущего инструмента

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам нанесения наноструктурированных и износостойких покрытий методом ионно-плазменного напыления на поверхность режущих инструментов. Способ получения износостойкого покрытия режущего инструмента включает нанесение на поверхность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718642
Дата охранного документа: 10.04.2020
07.07.2020
№220.018.3060

Способ повышения прочности детали с покрытием

Изобретение относится к способу повышения прочности детали с покрытием. Осуществляют поверхностно-пластическое деформирование путем обкатки деформирующим элементом с последующим упрочнением покрытия ультразвуковой обработкой упрочняющим элементом. Одновременно с ультразвуковой обработкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725786
Дата охранного документа: 06.07.2020
12.04.2023
№223.018.4367

Шарнир равных угловых скоростей

Изобретение относится к области машиностроения. Шарнир равных угловых скоростей содержит внешнюю и внутреннюю части шарнира, внутренняя часть шарнира представляет собой два стержня, сообщенных между собой посредством шарнирного соединения с выполненным на торце первого стержня сферическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793483
Дата охранного документа: 04.04.2023
+ добавить свой РИД