×
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 31-37 из 37.
20.04.2016
№216.015.32f8

Сплав на основе титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к титановым сплавам, и может быть использовано для изготовления конструкций, работающих в агрессивных средах, такой как морская вода, при повышенных температурах. Сплав на основе титана содержит, мас. %: алюминий 3,0-4,2, цирконий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582171
Дата охранного документа: 20.04.2016
25.08.2017
№217.015.a220

Способ центробежной отливки тонкостенных труб из жаропрочных сплавов

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при отливке тонкостенных труб из сложнолегированного жаростойкого жаропрочного сплава 50Х32Н43В5С2Б2, в частности труб диаметром 0,076-0,159 м, толщиной стенки 0,008-0,014 м и длиной 3,0 м. На внутреннюю поверхность формы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606824
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.b526

Сплав на основе титана

Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам на основе титана для изготовления труб, используемым для теплопередающих элементов водяных парогенерирующих аппаратов атомных энергетических установок, нефтеперерабатывающей и нефтехимических предприятий. Сплав на основе титана содержит,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614229
Дата охранного документа: 23.03.2017
25.08.2017
№217.015.b56e

Сплав на основе ниобия для формирования 3d-изделий сложной формы и покрытий

Изобретение относится к металлургии, а именно к прецизионным сплавам для получения 3d-изделий сложной формы и функциональных покрытий методом гетерофазного переноса. Композиционный сплав на основе ниобия, используемый для формирования 3d-изделий сложной формы и термобарьерных покрытий,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614230
Дата охранного документа: 23.03.2017
26.08.2017
№217.015.e0f9

Способ получения нанокристаллического порошкового материала для изготовления широкополосного радиопоглощающего композита

Изобретение относится к получению нанокристаллического магнитомягкого порошкового материала для изготовления широкополосного радиопоглощающего композита. Способ включает измельчение аморфной ленты из магнитомягкого сплава на молотковой дробилке до частиц 3-5 мм и затем измельчение в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625511
Дата охранного документа: 14.07.2017
20.01.2018
№218.016.18bd

Способ получения магнитного и электромагнитного экрана

Использование: для создания композиционных материалов на основе аморфных и нанокристаллических сплавов. Сущность изобретения заключается в том, что ленты укладывают между двух полимерных диэлектрических пленок, разогретых до температуры, достаточной для двухстороннего склеивания полимерной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636269
Дата охранного документа: 21.11.2017
17.02.2018
№218.016.2a32

Способ производства листов из экономнолегированной стали с высокой хладостойкостью и свариваемостью для широкого применения, в том числе в арктических условиях

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к производству листового проката для использования при строительстве морских сооружений, транспортном и тяжелом машиностроении и для работы в арктических условиях. Техническим результатом изобретения является получение проката...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643030
Дата охранного документа: 29.01.2018
Показаны записи 31-40 из 79.
20.04.2016
№216.015.32f8

Сплав на основе титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к титановым сплавам, и может быть использовано для изготовления конструкций, работающих в агрессивных средах, такой как морская вода, при повышенных температурах. Сплав на основе титана содержит, мас. %: алюминий 3,0-4,2, цирконий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582171
Дата охранного документа: 20.04.2016
25.08.2017
№217.015.a220

Способ центробежной отливки тонкостенных труб из жаропрочных сплавов

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при отливке тонкостенных труб из сложнолегированного жаростойкого жаропрочного сплава 50Х32Н43В5С2Б2, в частности труб диаметром 0,076-0,159 м, толщиной стенки 0,008-0,014 м и длиной 3,0 м. На внутреннюю поверхность формы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606824
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.b526

Сплав на основе титана

Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам на основе титана для изготовления труб, используемым для теплопередающих элементов водяных парогенерирующих аппаратов атомных энергетических установок, нефтеперерабатывающей и нефтехимических предприятий. Сплав на основе титана содержит,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614229
Дата охранного документа: 23.03.2017
25.08.2017
№217.015.b56e

Сплав на основе ниобия для формирования 3d-изделий сложной формы и покрытий

Изобретение относится к металлургии, а именно к прецизионным сплавам для получения 3d-изделий сложной формы и функциональных покрытий методом гетерофазного переноса. Композиционный сплав на основе ниобия, используемый для формирования 3d-изделий сложной формы и термобарьерных покрытий,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614230
Дата охранного документа: 23.03.2017
26.08.2017
№217.015.e0f9

Способ получения нанокристаллического порошкового материала для изготовления широкополосного радиопоглощающего композита

Изобретение относится к получению нанокристаллического магнитомягкого порошкового материала для изготовления широкополосного радиопоглощающего композита. Способ включает измельчение аморфной ленты из магнитомягкого сплава на молотковой дробилке до частиц 3-5 мм и затем измельчение в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625511
Дата охранного документа: 14.07.2017
20.01.2018
№218.016.18bd

Способ получения магнитного и электромагнитного экрана

Использование: для создания композиционных материалов на основе аморфных и нанокристаллических сплавов. Сущность изобретения заключается в том, что ленты укладывают между двух полимерных диэлектрических пленок, разогретых до температуры, достаточной для двухстороннего склеивания полимерной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636269
Дата охранного документа: 21.11.2017
17.02.2018
№218.016.2a32

Способ производства листов из экономнолегированной стали с высокой хладостойкостью и свариваемостью для широкого применения, в том числе в арктических условиях

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к производству листового проката для использования при строительстве морских сооружений, транспортном и тяжелом машиностроении и для работы в арктических условиях. Техническим результатом изобретения является получение проката...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643030
Дата охранного документа: 29.01.2018
09.06.2018
№218.016.5a31

Многослойный магнитный и электромагнитный экран для защиты от излучения силовых кабелей

Изобретение относится к многослойным покрытиям, используемым в радиоэлектронной и приборостроительной технике, в частности, при создании экранов для защиты от воздействия внешних магнитных и электромагнитных полей естественного и искусственного происхождения различных биологических и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655377
Дата охранного документа: 28.05.2018
20.12.2018
№218.016.a96d

Способ производства листового проката с регулируемым пределом текучести из стали унифицированного химического состава

Изобретение относится к области производства высокопрочных сталей улучшенной свариваемости для применения в судостроении, строительстве морских сооружений, транспортном и тяжелом машиностроении и др. отраслях промышленности. Получение проката унифицированного химического состава в листах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675441
Дата охранного документа: 19.12.2018
19.01.2019
№219.016.b1f5

Способ сварки трением с перемешиванием алюминиевых заготовок переменной толщины

Изобретение может быть использовано при изготовлении сварных конструкций из алюминиевых полуфабрикатов переменной толщины методом сварки трением с перемешиванием. В процессе сварки проводится пошаговый контроль температуры поверхности сварного шва позади сварочного инструмента. При фиксировании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677559
Дата охранного документа: 17.01.2019
+ добавить свой РИД