×
10.04.2015
216.013.3ee1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФФУЗИОННОГО БЕСТОКОВОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ РЕДКОЗЕМЕЛЬНОГО МЕТАЛЛА НА ДЕТАЛИ ИЗ НИКЕЛЯ ИЛИ НИКЕЛЕВОГО СПЛАВА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к химико-термической обработке деталей из никеля и никелевых сплавов. Способ получения диффузионных бестоковых покрытий на основе редкоземельного металла на детали из никеля или никелевых сплавов включает насыщение свинца, находящегося в эквимольном расплаве хлоридов калия и натрия, указанными щелочными металлами путем электролиза, при этом количество пропущенного электричества составляет 9,7 Кл/см, затем помещают в упомянутый расплав соль редкоземельного металла и упомянутую деталь, которую электрически замыкают с насыщенным упомянутыми щелочными металлами свинцом для осуществления бестокового переноса редкоземельного металла через упомянутый расплав на упомянутую деталь, при этом указанные операции проводят в инертной атмосфере при температуре 1073-1173 К. Обеспечивается повышение жаростойкости, жаропрочности и коррозионной стойкости покрытия. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Способ получения диффузионного бестокового покрытия на основе редкоземельного металла на детали из никеля или никелевого сплава

Область техники: металлургия, машиностроение, радиоэлектроника, химическая промышленность.

Изобретение относится к химико-термической обработке изделий из никеля с получением диффузионных покрытий на основе редкоземельных металлов (празеодим, неодим, гольмий, тербий) из эквимольного расплава хлоридов калия и натрия.

Соединения редкоземельных металлов (РЗМ) обладают рядом уникальных физических и химических свойств - электрическими, оптическими, магнитными, каталитическими, обладают жаропрочностью, жаростойкостью, износостойкостью.

Известны следующие способы получения покрытий.

Метод химического осаждения покрытий основан на гетерогенных химических реакциях в парогазовой среде, окружающей инструмент, в результате которых образуются покрытия. Исходными продуктами служат газообразные галогениды, при взаимодействии которых с другими составляющими смесей (водородом, аммиаком, окисью углерода и т.д.) образуется покрытие (Верещака А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиям [Текст] А.С. Верещака. - М.: Машиностроение, 1993, 28 с.).

Хорошо известны способы нанесения на жаропрочные сплавы алюминидных покрытий и покрытий системы Me-Cr-Al-Y: патенты США №№3542530; 3544348; 3918139; 3961098; 3928026; 3993454; 4000507; 4132816; 4034142, алюминидные покрытия, легированные благородными металлами Pt, Ro, Pd (патент США 3819338), способ защиты лопаток газовых турбин от высокотемпературной коррозии (патент РФ №2033474), включающий вакуумное осаждение двух слоев - сплава системы Ме-Cr-Al-Y и сплава на основе алюминия с последующим вакуумным отжигом. Способы диффузионных порошковых и через газовую фазу покрытий на основе интерметаллидов алюминия при достаточно высокой жаростойкости имеют пониженную стойкость к термическим напряжениям и коррозионную стойкость в агрессивных продуктах сгорания. Легированные благородными металлами покрытия дороги и экономически не всегда оправданы. Алюминидные покрытия также имеют высокую теплопроводность и недостаточно благоприятное соотношение коэффициентов линейного термического расширения с оксидными керамическими слоями.

Известен способ химико-термической обработки деталей из никелевых сплавов, в котором одновременное насыщение хромом, алюминием и кремнием осуществляется из шликера (патент US №6126758, МПК C23C 22/33, 03.10.2000).

Недостаток способа заключается в том, что значительное отличие в плотности компонентов сопровождается высокой неоднородностью их распределения в покрытии и, соответственно, неоднородностью защитных свойств покрытия.

Способ химико-термической обработки деталей из никелевых сплавов, заключающийся в насыщении деталей кобальтом и хромом в циркулирующей галогенидной среде с соотношением кобальта и хрома 20-85% масс. и 15-80% масс. соответственно при температуре более 900°C.

Общим недостатком данных способов является сложное технологическое оборудование, трудность контроля толщины покрытия и невозможность получения диффузионных покрытий.

Известен способ получения диффузионных покрытий электролизом расплавленных солей.

Электролизом солевых расплавов получены покрытия из вольфрама, молибдена, платиновых и драгоценных металлов (Илющенко Н.Г., Анфиногенов А.И., Шуров Н.И. Взаимодействие металлов в ионных расплавах [Текст] / Н.Г Илющенко, А.И. Анфиногенов, Н.И. Шуров. - М.: Наука, 1991, 176 с.).

Недостатком данного способа является трудность контроля толщины покрытия, т.к. часть осажденного металла может находиться в гальваническом слое, а не в диффузионном, а также использование металлических анодов, стоимость которых довольно значительна (Ляхович М.Г., Косачевский Л.М., Долманов Ф.В., Крукович М.Г. Химико-термическая обработка металлов и сплавов [Текст] / М.Г. Ляхович, Л.М. Косачевский, Ф.В. Долманов, М.Г. Крукович. - Минск: Изд. БГГИ, 1971, 164 с.).

Наиболее близким к заявленному является способ жидкостного насыщения поверхностей из никеля хромом, алюминием и кремнием. Способ позволяет дать практические рекомендации по выбору процессов насыщения вышеуказанных поверхностей в ионных расплавах и рассчитать интенсивность протекания этих процессов. Согласно этому механизму образуются гальванические пары, в которых катодный процесс образования активных атомов протекает на поверхности подложки (никель), а анодный на поверхности восстановителя, т.е. металла с более электроотрицательным потенциалом (редкоземельным). В литературе такой процесс принято называть бестоковым переносом (Илющенко Н.Г., Анфиногенов А.И., Шуров Н.И. Взаимодействие металлов в ионных расплавах [Текст] Н.Г. Илющенко, А.И. Анфиногенов, Н.И. Шуров. - М.: Наука, 1991, 176 с.).

Недостатком данного способа является использование чистого металла, стоимость которого примерно в 15-20 раз выше, чем стоимость соответствующих хлоридных солей.

Целью настоящего изобретения является создание диффузионных жаростойких и коррозионно-стойких покрытий с использованием солей редкоземельных металлов посредством химико-термической обработки деталей из никеля или никелевых сплавов из эквимольного расплава хлоридов калия и натрия.

Технический результат изобретения заключается в повышении стойкости бестоковых покрытий на основе солей редкоземельных металлов деталей из никеля или никелевых сплавов к высокотемпературному окислению и горячей солевой коррозии при сохранении высокой жаростойкости и, как следствие - в повышении долговечности этих покрытий.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе химико-термической обработки деталей из никеля или никелевых сплавов выполняется насыщение деталей празеодимом, или неодимом, или гольмием, или тербием в эквимольном расплаве хлоридов калия и натрия с содержанием хлоридов празеодима, неодима, гольмия или тербия концентрацией 3-10% масс, при температуре не выше температуры закалки.

Описание заявляемого способа получения диффузионного бестокового покрытия на основе редкоземельного металла на детали из никеля или никелевого сплава

Процесс получения диффузионных бестоковых покрытий на основе неодима, празеодима, тербия и гольмия из эквимольного расплава хлоридов калия и натрия осуществляют в две стадии.

Весь процесс проводят в инертной атмосфере (аргон) при температуре 1073-1173 К.

В начале свинец, находящийся в эквимольном расплаве хлоридов калия и натрия, насыщают щелочными металлами путем электролиза (количество пропущенного электричества составляет 9,7 Кл/см3).

Затем в расплав помещают соль редкоземельного металла и деталь, которую электрически замыкают со свинцом, содержащим щелочной металл. Образовавшийся короткозамкнутый гальванический элемент позволяет получить диффузионное покрытие в результате бестокового переноса соответствующих РЗМ через данный расплав на упомянутую деталь.

На фигуре приведена конструкция оборудования для получения покрытия по заявляемому способу химико-термической обработки деталей из никеля или никелевых сплавов, где:

1 - молибденовые токоподводы

2 - алундовый чехол

3 - никель

4 - эквимольный расплав NaCl-KCl

5 - молибденовая проволока

6 - алундовый тигель

7 - Na-Pb расплав

8 - стеклографитовый тигель

Образование диффузионного покрытия происходит следующим образом: в стеклографитовый тигель с алундовым чехлом помещают в герметичную кварцевую ячейку, заполненную аргоном при температуре 1073-1173 К.

В тигель помещают свинец, насыщают его щелочными металлами (Na, К) путем электролиза. Затем в расплав вводят соответствующую соль хлоридов неодима, празеодима, тербия или гольмия (3-10% масс.), опускают никелевую деталь в эквимольный расплав хлоридов калия и натрия и электрически соединяют данный расплав с этой никелевой деталью. Затем в расплав помещают соль редкоземельного металла и деталь, которую электрически замыкают со свинцом, содержащим щелочной металл. Образовавшийся короткозамкнутый гальванический элемент позволяет получить на катоде (никель или никелевый сплав) диффузионное покрытие в результате бестокового переноса соответствующих РЗМ через данный расплав на упомянутую деталь.

Механизм образования можно представить следующей схемой: Ln3++3Na0(Pb)+yNi=LnNiy+3Na+(Pb)

Проведенный рентгеноструктурный анализ подтвердил наличие фазы Ni-Ln в диффузионном слое, где Ln - Pr, Nd, Но или Тb.


СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФФУЗИОННОГО БЕСТОКОВОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ РЕДКОЗЕМЕЛЬНОГО МЕТАЛЛА НА ДЕТАЛИ ИЗ НИКЕЛЯ ИЛИ НИКЕЛЕВОГО СПЛАВА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 14.
20.02.2013
№216.012.2837

Ячейка однородной вычислительной среды, однородная вычислительная среда и устройство для конвейерных вычислений суммы м n-разрядных чисел

Изобретения относятся к вычислительной технике и могут быть использованы при построении быстродействующих арифметических устройств ЭВМ на базе однородных вычислительных сред. Техническим результатом является повышение быстродействия и надежности. Ячейка однородной вычислительной среды содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475815
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.06.2013
№216.012.48ca

Способ изготовления облегченной арочной балки

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу изготовления облегченной арочной балки. Технический результат заключается в уменьшении трудоемкости изготовления и монтажа. Заготовку из прокатного профиля, имеющего сплошную стенку и две параллельные полки, режут вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484214
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.06.2013
№216.012.5251

Кварцевый резонатор

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к кварцевым резонаторам, являющимся основой высокостабильных генераторов, применяемых в устройствах стабилизации частоты, в связной аппаратуре и навигационной аппаратуре. Технический результат - снижение относительной спектральной плотности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486666
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.06.2014
№216.012.cc2c

Способ контроля и управления непрерывной термообработкой

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения. Для предотвращения брака по механическим свойствам непрерывно отожженной металлической заготовки и обеспечения максимального выхода годного осуществляют управление непрерывной термообработкой металлических заготовок, которое включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518039
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d85d

Способ изготовления крутоизогнутых тонкостенных труб заданного профиля

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при мелкосерийном производстве крутоизогнутых тонкостенных труб прямоугольной и другой формы поперечного сечения, изготовленных из заготовок круглых труб, загнутых на требуемый угол. Заготовку размещают внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521167
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.10.2014
№216.012.fe75

Способ изготовления обрезных пиломатериалов из пиловочника

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении пиломатериалов. Из пиловочника получают двухкантный брус и два необрезных сегмента. Затем двухкантный брус распиливают на обрезные доски и трехкантные обрезные сегменты, которые после сушки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530997
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.12.2014
№216.013.0e67

Способ синтеза порошка интерметаллида ndni в расплаве солей

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности получению порошка интерметаллида NdNi. Cинтез порошка осуществляется в герметичном сосуде в среде аргона, при температуре 850 К. Реакционной смесью является расплав солей, содержащий, мас.%: неодим 24-26, никель 23, эвтектика хлоридов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535104
Дата охранного документа: 10.12.2014
20.03.2015
№216.013.323b

Способ получения многослойного композитного покрытия на стали методом химического осаждения

Изобретение относится к получению покрытий на металлических поверхностях. В способе на стальную поверхность наносят многослойное покрытие, в котором в качестве нечетных слоев наносят слои никель-фосфор, а в качестве четных кобальт-фосфор. Слои никель-фосфор осаждают из раствора, имеющего рН...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544334
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.04.2015
№216.013.36c7

Управляемый шунтирующий реактор-автотрансформатор

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для компенсации избыточной реактивной мощности преимущественно дальних линий электропередачи и изменения на них напряжения. Технический результат заключается в совмещении в шунтирующем реакторе-автотрансформаторе функций...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545511
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3e9e

Многослойное композитное покрытие на стали, полученное методом химического осаждения

Изобретение относится к машиностроению, в частности к защитным покрытиям на стали, полученным методом химического осаждения. Покрытие содержит, по меньшей мере, шесть компонентов - никель, кобальт, фосфор, химические соединения никеля с фосфором состава NiP, NiP, NiP, и состоит из нескольких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547518
Дата охранного документа: 10.04.2015
Показаны записи 1-10 из 13.
20.02.2013
№216.012.2837

Ячейка однородной вычислительной среды, однородная вычислительная среда и устройство для конвейерных вычислений суммы м n-разрядных чисел

Изобретения относятся к вычислительной технике и могут быть использованы при построении быстродействующих арифметических устройств ЭВМ на базе однородных вычислительных сред. Техническим результатом является повышение быстродействия и надежности. Ячейка однородной вычислительной среды содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475815
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.06.2013
№216.012.48ca

Способ изготовления облегченной арочной балки

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу изготовления облегченной арочной балки. Технический результат заключается в уменьшении трудоемкости изготовления и монтажа. Заготовку из прокатного профиля, имеющего сплошную стенку и две параллельные полки, режут вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484214
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.06.2013
№216.012.5251

Кварцевый резонатор

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к кварцевым резонаторам, являющимся основой высокостабильных генераторов, применяемых в устройствах стабилизации частоты, в связной аппаратуре и навигационной аппаратуре. Технический результат - снижение относительной спектральной плотности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486666
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.06.2014
№216.012.cc2c

Способ контроля и управления непрерывной термообработкой

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения. Для предотвращения брака по механическим свойствам непрерывно отожженной металлической заготовки и обеспечения максимального выхода годного осуществляют управление непрерывной термообработкой металлических заготовок, которое включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518039
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d85d

Способ изготовления крутоизогнутых тонкостенных труб заданного профиля

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при мелкосерийном производстве крутоизогнутых тонкостенных труб прямоугольной и другой формы поперечного сечения, изготовленных из заготовок круглых труб, загнутых на требуемый угол. Заготовку размещают внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521167
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.10.2014
№216.012.fe75

Способ изготовления обрезных пиломатериалов из пиловочника

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении пиломатериалов. Из пиловочника получают двухкантный брус и два необрезных сегмента. Затем двухкантный брус распиливают на обрезные доски и трехкантные обрезные сегменты, которые после сушки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530997
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.12.2014
№216.013.0e67

Способ синтеза порошка интерметаллида ndni в расплаве солей

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности получению порошка интерметаллида NdNi. Cинтез порошка осуществляется в герметичном сосуде в среде аргона, при температуре 850 К. Реакционной смесью является расплав солей, содержащий, мас.%: неодим 24-26, никель 23, эвтектика хлоридов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535104
Дата охранного документа: 10.12.2014
20.03.2015
№216.013.323b

Способ получения многослойного композитного покрытия на стали методом химического осаждения

Изобретение относится к получению покрытий на металлических поверхностях. В способе на стальную поверхность наносят многослойное покрытие, в котором в качестве нечетных слоев наносят слои никель-фосфор, а в качестве четных кобальт-фосфор. Слои никель-фосфор осаждают из раствора, имеющего рН...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544334
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.04.2015
№216.013.36c7

Управляемый шунтирующий реактор-автотрансформатор

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для компенсации избыточной реактивной мощности преимущественно дальних линий электропередачи и изменения на них напряжения. Технический результат заключается в совмещении в шунтирующем реакторе-автотрансформаторе функций...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545511
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3e9e

Многослойное композитное покрытие на стали, полученное методом химического осаждения

Изобретение относится к машиностроению, в частности к защитным покрытиям на стали, полученным методом химического осаждения. Покрытие содержит, по меньшей мере, шесть компонентов - никель, кобальт, фосфор, химические соединения никеля с фосфором состава NiP, NiP, NiP, и состоит из нескольких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547518
Дата охранного документа: 10.04.2015
+ добавить свой РИД