×
27.02.2013
216.012.2b5c

СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ТИТАН И ЕГО СПЛАВЫ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ДАВЛЕНИЯХ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в авиационной, судостроительной, нефте- и газодобывающей, перерабатывающей промышленности, приборостроении и медицинской технике. Способ включает микродуговое оксидирование (МДО) в электролите в герметичном сосуде путем создания разности потенциалов между обрабатываемой деталью в качестве анода и корпусом герметичного сосуда в качестве катода с инициированием анодных плазменных разрядов, при этом МДО на первом этапе проводят при избыточном давлении в газовой части объема герметичного сосуда более 105 атм. путем введения газов, при этом парциальное давление газов создают с учетом их растворимости в электролите, а на втором этапе в электролит вводят катодный модификатор в виде порошка окиси рутения с размером фракции в наноразмерном диапазоне от 20 до 40 нм, при этом МДО ведут при давлении 1-2 атм. Технический результат: повышение коррозионной стойкости, снижение электросопротивления за счет увеличения пористости покрытия на первом этапе и электроискрового легирования на втором этапе с обеспечением равномерности покрытия. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электролитической обработки деталей из титана и его сплавов и может быть использован в авиационной, судостроительной, нефте- и газодобывающей, перерабатывающей промышленности, приборостроении и медицинской технике, в частности система (Ti-Ru)O2 используется для опреснительных установок и в оффшорной технике.

Известны следующие способы нанесения покрытий: шликерный способ, «холодное» газодинамическое напыление, детонационное напыление, ионноплазменное напыление и др. Общим недостатком данных методов является невозможность обработки изделий сложной формы, а также неравномерное, некачественное нанесение покрытия. Поэтому для обработки таких изделий используются электрохимические и, в частности, микроискровые способы получения покрытий.

Известен «Электролитический способ нанесения защитных и электроизоляционных покрытий» патент РФ №2367727, МКИ C25D 11/02, опубл. 20.09.2009 г. и «Titanium material with biological activity and preparation method there» патент CN №101310897, МКИ A61L 27/06, A61L 27/30, опубл. 20.02.2008 г.

К недостаткам указанных способов обработки поверхности металлов относятся низкая пористость полученных покрытий и низкое давление при обработке металлов под давлением в процессе спекания титанового порошка в вакууме и, как следствие, получение плохо развитой поверхности с высоким электросопротивлением, что принципиально важно для катализаторов, сорбентов и электродных систем.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту и взятым в качестве прототипа является «Method for vacuum - compression micro - plasma oxidation and device for carrying out said method» патент ЕР №2045366, МКИ C25D 11/02, опубл. 29.01.2007 г.

В соответствии с прототипом отдельные части деталей погружают в раствор электролита, который наливают в герметично закрывающийся сосуд для создания микроплазменного разряда на поверхности изделия и соответственно для формирования покрытия, которое микроплазменный разряд образует при пониженном давлении выше раствора электролита. Устройство для проведения указанного способа имеет возможность формировать разряжение над электролитом с помощью герметичного сосуда и дополнительных средств для перекачки воздуха.

Недостатком данного способа является то, что формирование покрытия происходит под низким избыточным давлением 1-2 атм., когда качественно формируется покрытие, обладающее пониженной коррозионной стойкостью за счет низкой пористости.

Техническим результатом изобретения является увеличения коррозионной стойкости в хлорсодержащих электролитах и снижение электросопротивления за счет увеличения пористости покрытия на первом этапе работы при избыточном давлении в автоклаве более 105 атм., а затем, на втором этапе работы, введение в электролит катодного модификатора (порошка окиси рутения) для заполнения образовавшихся пор.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается за счет того, что электролитическая обработка деталей из титана и его сплавов включает микродуговое оксидирование (МДО) в электролите в герметичном сосуде, например автоклаве, путем создания разности потенциалов между обрабатываемой деталью в качестве анода и корпусом герметичного сосуда в качестве катода с инициированием анодных плазменных разрядов, отличающийся тем, что МДО на первом этапе проводят при избыточном давлении в газовой части объема автоклава более 105 атм. путем введения газов, при этом парциальное давление газов создают с учетом их растворимости в электролите, а на втором этапе в электролит вводят катодный модификатор в виде порошка окиси рутения с размером фракции в наноразмерном диапазоне от 20 до 40 нм, при этом МДО ведется при давлении 1-2 атм.

Способ обработки осуществляется следующим образом:

- предварительно в автоклаве создается избыточное давление требуемой величины путем подсоединения к магистрали (баллону) с кислородом или нейтральными газами (аргон, гелий);

- обрабатываемая деталь помещается на токопроводе в автоклав из титанового сплава, а автоклав снабжен монометром и запорным клапаном для контроля внутреннего давления;

- электролитом служат водные растворы минеральных солей, рекомендованные для микродугового оксидирования титана и его сплавов в традиционных условиях (т.е. без избыточного давления);

- при давлении более 105±1 атм. покрытие получают с увеличенной пористостью и толщиной, что и необходимо на первом этапе обработки. А при давлении менее 105±1 атм. покрытие получают с минимальным количеством пор и минимальной толщиной;

- введение в электролит наноразмерных частиц окисленного порошка рутения размером 20-40 нм является оптимальным, так как поры после МДО, в которые и вводится окисленный порошок рутения, имеют размер 30-45 нм. Порошок рутения с размерами менее 20 нм получить не удалось, т.к. он подвержен «комкованию»;

- после проведения вышеперечисленных процедур обработки детали в автоклаве под избыточным давлением обрабатываемую деталь вынимают и помещают в ванну с электролитом, рекомендуемым для МДО титана и его сплавов с добавлением катодного модификатора (порошка окиси рутения) при избыточном давлении 1-2 атм. для проведения МДО.

Предлагаемый способ опробован на специализированном участке ЦНИИ КМ “Прометей”.

Конкретный пример реализации предложения. На первом этапе изделие из титана ВТ1-0 подвергли МДО на установке, позволяющей вести процесс электролитической обработки в гальваностатическом режиме с тиристорным управлением типа ТПР. Продолжительность процесса 15-100 мин при плотности тока 0,510 А/дм2, напряжении до 400 В, в слабощелочном электролите Na3PO4-12Н2О 15 г/л с избыточным давлением 100, 105, 115 и 130 атм. Давление создавали путем подсоединения к магистрали (баллону) с кислородом. По мере выполнения обработки поддерживали давление на заданном уровне значений. Данный вид обработки производили для получения пористого покрытия.

На втором этапе в ванну с вышеуказанным электролитом при избыточном давлении 1, 1,5 и 2 атм. ввели катодный модификатор - окисленный порошок рутения с фракцией 20-40 нм, которая соизмерима с порами, полученными на первом этапе обработки, и провели МДО в течение 15-30 мин. Данный вид обработки производили для увеличения коррозионной стойкости, а именно получения плотного покрытия с порами, в которых находился порошок окиси рутения.

Результаты испытаний сведены в табл.1.

Ускоренные испытания проводились на общую коррозионную стойкость в растворе 10%-НСl, при температуре 100±2°С по ГОСТ 9.905-82.

Таблица 1.
Давление на первом этапе, атм Скорость коррозии в 10%-НСl при 100±2°С, г/(м2 ·час)
Операции Способ Пористость, % Давление на втором этапе, атм Толщина покрытия,
мкм
Электро
сопротивле
ние, кОм·см
1 100 1,0 1,0 12,0-18,0 10,0 30,45
2 Предлагае
мый
105 4,5 1,5 20,0-25,0 1,1 6,84
3 115 8,5 2,0 27,0-30,0 1,0 6,23
4 130 16,0 2,0 30,0-35,0 1,0 5,87
Известный
- 2,0 1,0-3,0 - 6,0-8,0 9,5 50,48

Эффективность процесса по сравнению с прототипом выразится в повышении срока службы и надежности деталей и изделий из титана и его сплавов за счет увеличения коррозионной стойкости и снижения электросопротивления путем повышения пористости покрытия и затем легирования поверхности катодным модификатором.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 37.
27.09.2014
№216.012.f8a9

Многослойный композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения

Изобретение относится к средствам для защиты от электромагнитных полей электротехнических и электронных устройств и биологических объектов и может использоваться для создания электромагнитных экранов и безэховых камер. Композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529494
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.10.2014
№216.012.fae6

Способ получения нанокристаллического порошка

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению нанокристаллических магнитомягких порошковых материалов. Может использоваться для создания эффективных систем электромагнитной защиты на основе радиопоглощающих материалов. Исходный материал в виде аморфной ленты из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530076
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.10.2014
№216.012.ff21

Способ тонкой очистки аргона от примесей азота

Предлагаемое техническое решение относится к области очистки инертных газов от газообразных примесей с помощью химических реагентов в промышленных установках, предназначенных для высокотемпературной обработки химически активных материалов. Предлагается способ тонкой очистки аргона от примесей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531169
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.11.2014
№216.013.0581

Способ получения нанокаталитического материала

Изобретение относится к технологическим процессам, а именно к способам осуществления химических процессов, в частности к области общего и специального катализа, также к созданию новых материалов с особыми свойствами для осуществления этих процессов. Изобретение может быть использовано для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532807
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.01.2015
№216.013.1fb0

Композиционный сплав на основе co-tib-bn

Изобретение относится к области металлургии, в частности к прецизионным сплавам на основе кобальта для нанесения функциональных покрытий с высокими физико-механическими свойствами методом гетерофазного переноса. Сплав на основе кобальта содержит, мас.%: хром - 17,4-21,1; кремний - 2,6-4,9;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539553
Дата охранного документа: 20.01.2015
10.03.2015
№216.013.2f4f

Сплав на основе кобальта для нанесения покрытий

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе кобальта, предназначенных для получения износостойких покрытий с высокой микротвердостью, полученных методами гетерофазного переноса. Сплав на основе кобальта имеет следующий состав, мас.%: 20,0-30,0 Cr; 6,0-12,0 Si; 2,0-4,0 В; 0,2-0,8 Y;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543579
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.03.2015
№216.013.2f53

Жаропрочная коррозионностойкая сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным коррозионностойким сталям, используемым в атомной энергетике и машиностроении в установках, эксплуатирующихся длительное время при температурах 500-600°C. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543583
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.03.2015
№216.013.2f55

Способ термической обработки полуфабрикатов из стали мартенситного класса

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к технологии термической обработки полуфабрикатов из стали мартенситного класса, предназначенных для изготовления деталей и узлов, работающих в условиях Крайнего Севера и Сибири, например контейнеров для перевозки отработавшего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543585
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.03.2015
№216.013.2f57

Жаропрочный сплав на никелевой основе

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным сплавам, предназначенным для элементов, используемых в атомной энергетике, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, работающих при высоких температурах. Жаропрочный сплав на никелевой основе содержит, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543587
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.04.2015
№216.013.3e08

Способ брикетирования металлической стружки

Изобретение относится к области брикетирования металлической стружки и может быть использовано при изготовлении брикетов для дальнейшей переработки, например, ковкой или электрошлаковым переплавом. Стружку измельчают, прессуют и осуществляют электроразрядное спекание с одновременным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547368
Дата охранного документа: 10.04.2015
Показаны записи 11-20 из 79.
27.09.2014
№216.012.f8a9

Многослойный композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения

Изобретение относится к средствам для защиты от электромагнитных полей электротехнических и электронных устройств и биологических объектов и может использоваться для создания электромагнитных экранов и безэховых камер. Композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529494
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.10.2014
№216.012.fae6

Способ получения нанокристаллического порошка

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению нанокристаллических магнитомягких порошковых материалов. Может использоваться для создания эффективных систем электромагнитной защиты на основе радиопоглощающих материалов. Исходный материал в виде аморфной ленты из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530076
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.10.2014
№216.012.ff21

Способ тонкой очистки аргона от примесей азота

Предлагаемое техническое решение относится к области очистки инертных газов от газообразных примесей с помощью химических реагентов в промышленных установках, предназначенных для высокотемпературной обработки химически активных материалов. Предлагается способ тонкой очистки аргона от примесей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531169
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.11.2014
№216.013.0581

Способ получения нанокаталитического материала

Изобретение относится к технологическим процессам, а именно к способам осуществления химических процессов, в частности к области общего и специального катализа, также к созданию новых материалов с особыми свойствами для осуществления этих процессов. Изобретение может быть использовано для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532807
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.01.2015
№216.013.1fb0

Композиционный сплав на основе co-tib-bn

Изобретение относится к области металлургии, в частности к прецизионным сплавам на основе кобальта для нанесения функциональных покрытий с высокими физико-механическими свойствами методом гетерофазного переноса. Сплав на основе кобальта содержит, мас.%: хром - 17,4-21,1; кремний - 2,6-4,9;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539553
Дата охранного документа: 20.01.2015
10.03.2015
№216.013.2f4f

Сплав на основе кобальта для нанесения покрытий

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе кобальта, предназначенных для получения износостойких покрытий с высокой микротвердостью, полученных методами гетерофазного переноса. Сплав на основе кобальта имеет следующий состав, мас.%: 20,0-30,0 Cr; 6,0-12,0 Si; 2,0-4,0 В; 0,2-0,8 Y;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543579
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.03.2015
№216.013.2f53

Жаропрочная коррозионностойкая сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным коррозионностойким сталям, используемым в атомной энергетике и машиностроении в установках, эксплуатирующихся длительное время при температурах 500-600°C. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543583
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.03.2015
№216.013.2f55

Способ термической обработки полуфабрикатов из стали мартенситного класса

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к технологии термической обработки полуфабрикатов из стали мартенситного класса, предназначенных для изготовления деталей и узлов, работающих в условиях Крайнего Севера и Сибири, например контейнеров для перевозки отработавшего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543585
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.03.2015
№216.013.2f57

Жаропрочный сплав на никелевой основе

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным сплавам, предназначенным для элементов, используемых в атомной энергетике, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, работающих при высоких температурах. Жаропрочный сплав на никелевой основе содержит, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543587
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.04.2015
№216.013.3e08

Способ брикетирования металлической стружки

Изобретение относится к области брикетирования металлической стружки и может быть использовано при изготовлении брикетов для дальнейшей переработки, например, ковкой или электрошлаковым переплавом. Стружку измельчают, прессуют и осуществляют электроразрядное спекание с одновременным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547368
Дата охранного документа: 10.04.2015
+ добавить свой РИД