×
10.08.2015
216.013.6c26

Результат интеллектуальной деятельности: ЗАЩИТНОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к защитным покрытиям от окисления и в качестве высокотемпературной смазки при технологических нагревах в процессе изготовления деталей. Технический результат изобретения заключается в понижении значений окисляемости и в повышении термостойкости и сцепления покрытия с поверхностью защищаемых жаропрочных никелевых сплавов при температурах нагрева до 1250°C. Защитное технологическое покрытие включает, мас.%: AlO2-21, BaO 16-18, CaO 7,5-9, MgO 6-8,5, BO3-15, MgO·CrO1,5-2, TiB3-5, NiAl 1,5-3,5, BaO·BO5-7,5, SiO - остальное. 2 табл., 3 пр.
Основные результаты: Защитное технологическое покрытие, включающие AlO, BaO, CaO, MgO, BO, MgO·CrO, SiO, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит TiB, NiAl и BaO·BO при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Изобретение относится к области производства силикатных материалов, которые могут быть использованы как защитные покрытия от окисления и в качестве высокотемпературной смазки при технологических нагревах в процессе изготовления деталей и полуфабрикатов в машиностроении и в других отраслях народного хозяйства.

Известно защитное технологическое покрытие следующего химического состава, мас.%:

Al2O3 3-21
CaO 1,5-13
MgO 0,5-5,5
B2O3 3-18
BaO 3-13
K2O 0,1-5
2BaO 3SiO2 1-3
2Al2O3·B2O3 1-3
SiO2 остальное

(RU 2379238 C1, 20.01.2010).

Недостатком известного покрытия является низкая температуроустойчивость при рабочих температурах до 1250°C.

Известно защитное покрытие следующего химического состава, мас.%:

SiO2 10-30
Al2O3 3-20
CaO 8-12
MgO 0,5-5
B2O3 3-12
Na2O 0,1-0,4
K2O 0,1-0,2
BaO 3-11
SiB4 0,5-5
MoSi2 32-70

(RU 2190584 C2, 28.11.2000).

Известно защитное технологическое покрытие для сталей и сплавов следующего химического состава, мас. %:

Al2O3 17-33
CaO 0,5-7,8
MgO 0,5-5
2CaO·SiO2 0,5-1
3CaO·Al2O3 0,5-1
2MgO·Al2O3·5SiO2 5-10
CaO·6Al2O3 5-10
SiO2 остальное

(RU 2345963 C1, 10.02.2009).

Недостатком известных покрытий является низкая температуроустойчивость и термостойкость при температурах нагрева до 1250°C.

Известно защитное технологическое покрытие для сталей и сплавов следующего химического состава, мас. %:

Al2O3 19-35
CaO 1-8
MgO 1-7,5
3CaO·Al2O3 0,8-1,2
CaO·6Al2O3 3-11
BaO·6Al2O3 3-5
MgO·Al2O3 0,3-1
SiO2 остальное

(RU 2404933 C1, 27.11.2010).

Недостатком известного покрытия является низкое сцепление покрытия с поверхностью защищаемого металла после технологических нагревов до 1250°C.

Известно также защитное технологическое покрытие следующего химического состава, мас.%:

SiO2 12-20
MgO 1,5-5
3CaO·Al2O3 10-15
Al2O3·MgO 3-10
BaO·2SiO2 1,5-5
ZnO2·Al2O3 3-8
Al2O3 остальное

(RU 2379239 C1, 20.01.2010).

Недостатком известного покрытия является низкие температуроустойчивость и сцепление с поверхностью защищаемого металла при температурах нагрева до 1250°C.

Наиболее близким аналогом является защитное технологическое покрытие следующего химического состава, мас. %:

Al2O3 3-17
BaO 1-15
CaO 0,5-5
MgO 0,5-5,5
B2O3 5-10
Ka2O 0,5-10
K2O 0,5-5
MgO·Cr2O3 0,5-1
SiB4 1-5
SiO2 остальное

(RU 2317954 C1, 27.02.2008).

Недостатком известного покрытия является низкая температуроустойчивость, термостойкость и низкое сцепление с поверхностью защищаемого металла при температурах нагрева до 1250°C.

Техническим результатом является понижение значений окисляемости, а также повышение термостойкости и сцепления покрытия с поверхностью защищаемых жаропрочных никелевых сплавов при температурах нагрева до 1250°C.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что предложено защитное технологическое покрытие, содержащее, мас. %: Al2O3, BaO, CaO, MgO, B2O3, MgO·Cr2O3, SiO2, при этом оно дополнительно содержит TiB2, Ni3Al и BaO·B2O3 при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Al2O3 2-21
BaO 16-18
CaO 7,5-9
MgO 6-8,5
B2O3 3-15
MgO·Cr2O3 1,5-2
TiB2 3-5
Ni3Al 1,5-3,5
BaO·B2O3 5-7,5
SiO2 остальное

Как показал рентгеноструктурный анализ предлагаемого защитного технологического покрытия, введение TiB2, Ni3Al и BaO·B2O3 в покрытие при заявленном содержании компонентов приводит к образованию температуроустойчивых фаз 3BaO·Al2O3 (боралюминат), MgO·2Al2O3 (шпинель), CaO 2Al2O3 (алюминат кальция) и ВаО 6А12 O3 (алюминат бария), обеспечивающих снижение окисляемости, повышение термостойкости, а также сцепление защитного технологического покрытия с поверхностью защищаемого жаропрочного никелевого сплава при температурах нагрева до 1250°C.

Экспериментальные исследования также показали, что изменение концентраций дополнительно введенных компонентов TiB2, Ni3Al и BaO·B2O3 приводит к изменению массового соотношения компонентов защитного технологического покрытия и его технологических и термических свойств. Установлено, что в процессе нагревов образцов с покрытием, в котором не соблюдена указанная концентрация компонентов, при температуре до 1250°C с выдержкой 15 часов покрытие расслаивается, спекается в виде керамического слоя, без образования стекловидной пленки. Керамическая пленка является пористой и не обеспечивает защиту жаропрочных никелевых сплавов от окисления, кроме того, является абразивной и не может служить в качестве высокотемпературной смазки.

Примеры осуществления.

Технологический процесс изготовления шликера для защитного технологического покрытия проводился следующим образом. Для получения фритты защитного технологического покрытия брали следующие компоненты: Al2O3, BaO, CaO, MgO, B2O3, MgO·Cr2O3, TiB2, Ni3Al и BaO·B2O3, SiO2, в пропорциях, указанных в таблице 1, их поместили в фарфоровый барабан с алундовыми шарами и проводили размол и перемешивание компонентов на валковой мельнице. Варку фритты проводили в алундовых тиглях в камерной печи. Далее приготовили шликер покрытия путем размола фритты и перемешивания компонентов с добавлением водопроводной воды в фарфоровом барабане валковой мельницы. Готовый шликер покрытия выгрузили в полиэтиленовую емкость, где в течение 5 суток проходило старение шликера.

Шликер с вязкостью 21 Па·с, определенной вискозиметром ВЗ 246, наносили краскораспылителем КРУ4 на образцы жаропрочных никелевых сплавов ЭП975, ЭИ698 и ЭП742. Толщина предлагаемого защитного покрытия составляла 0,25 мм. Образцы с защитным покрытием подвергали сушке при комнатной температуре в течение нескольких часов, затем проводили нагрев при 1100 и 1250°C с выдержкой 15 часов. Температура и время испытания образцов с предлагаемым защитным технологическим покрытием и покрытием-прототипом определялась технологическим процессом нагрева заготовок из сплавов ЭП975, ЭИ698 и ЭП742.

Свойства предлагаемого защитного технологического покрытия и его прототипа приведены в таблице 2.

Образцы жаропрочных никелевых сплавов ЭП975, ЭИ698 и ЭП742 с предлагаемым защитным технологическим покрытием и покрытием-прототипом подвергались испытаниям для определения окисляемости, термостойкости при температурах 1000 и 1250°C, прочности сцепления покрытия с защищаемым сплавом.

Окисляемость образцов с предлагаемым защитным технологическим покрытием и покрытием-прототипом определялась путем непрерывного их взвешивания через 5, 10, 15 часов, без извлечения образцов из высокотемпературной камерной печи ТК1600 при заданных температурах нагрева 1100 и 1250°C.

Термостойкость предлагаемого защитного технологического покрытия и покрытия-прототипа определялась при циклировании образцов по режимам 1100↔20°C и 1250↔20°C. Образцы с предлагаемым защитным технологическим покрытием и покрытием-прототипом загружали в камерную печь ТК1400 при температурах 1100 и 1250°C, выдерживали в течение 30 минут и выгружали на воздух. Термоциклирование проводили до появления первой трещины. При отсутствии трещин термоциклирование образцов прекращали после 50 циклов.

Сцепление предлагаемого защитного технологического покрытия и покрытия-прототипа определялось площадью скола покрытия с защищаемой поверхностью образца.

Образцы с предлагаемым защитным технологическим покрытием и покрытием-прототипом нагревали в печи ТК1400 при температуре 1100 и 1250°C, выдержке 30 минут, после чего образцы выгружали из печи и подвергали удару металлическим шариком диаметром 3 мм с высоты 50 см. При этом покрытие, исследуемое данным методом, может скалываться с защищаемой поверхности в виде окружностей и прямоугольников. После удара замерялись площадь скола по формулам: Sокр=2πr2, где Sокр - площадь окружности, r - радиус круга, Sпр=ℓ·b, где Sпр - площадь прямоугольника, ℓ - длина, b - ширина. Общая площадь сколовшегося покрытия 8 скола с защищаемой поверхности образца определялась суммарной площадью скола покрытия.

Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице 2. Нижеприведенные экспериментальные данные соответствуют средним значениям, полученным из трех измерений окисляемости, термостойкости и сцепления покрытия с защищаемым металлом.

Термостойкость:

- образцов жаропрочного никелевого сплава ЭП975 с предлагаемым защитным технологическим покрытием при температуре 1100°C выше в 10 раз, а при температуре 1250°C выше в 50 раз по сравнению с предлагаемым защитным покрытием-прототипом;

- образцов жаропрочного никелевого сплава ЭИ698 с предлагаемым защитным технологическим покрытием при температуре 1100°C выше в 10 раз, а при температуре 1250°C выше в 50 раз по сравнению с предлагаемым защитным покрытием-прототипом;

- образцов жаропрочного никелевого сплава ЭП742 с предлагаемым защитным технологическим покрытием при температуре 1100°C выше в 10 раз, а при температуре 1250°C выше в 50 раз по сравнению с предлагаемым защитным покрытием-прототипом.

Образцы жаропрочных никелевых сплавов ЭП975, ЭИ698, ЭП742 с предлагаемым защитным технологическим покрытием при температуре 1250°C выдерживают 50 циклов по режиму термоциклирования 1250°C↔20°C (1 цикл - 30 минут) без изменения качества покрытия (внешнего вида), притом как защитное покрытие-прототип при заданном режиме термоциклирования полностью разрушается.

Окисляемость:

- образцов жаропрочного никелевого сплава ЭП975 с предлагаемым защитным технологическим покрытием при температуре 1100°C (с выдержкой 15 часов) меньше в 10 раз, при температуре 1250°C (с выдержкой 15 часов) меньше в 7,5 раз по сравнению с предлагаемым защитным покрытием-прототипом;

- образцов жаропрочного никелевого сплава ЭИ698 с предлагаемым защитным технологическим покрытием при температуре 1100°C (с выдержкой 15 ч) меньше в 10 раз, при температуре 1250°C (с выдержкой 15 ч) меньше в 10 раз по сравнению с предлагаемым защитным покрытием-прототипом;

- образцов жаропрочного никелевого сплава ЭП742 с предлагаемым защитным технологическим покрытием при температуре 1100°C (с выдержкой 15 ч) меньше в 25 раз, при температуре 1250°C (с выдержкой 15 ч) меньше в 10 раз по сравнению с предлагаемым защитным покрытием-прототипом.

Сцепление предлагаемого защитного технологического покрытия:

- с жаропрочным никелевым сплавом ЭП975 при температурах 1100 и 1250°C (с выдержкой 15 ч) составляет 100%, т.е. покрытие не скалывается (площадь скола - 0%) и сохраняется на всей поверхности образца;

- с жаропрочным никелевым сплавом ЭИ698 при температурах 1100 и 1250°C (с выдержкой 15 ч) составляет 100%, т.е. покрытие сохраняется на всей поверхности образца;

- с жаропрочным никелевым сплавом ЭП742 при температурах 1100 и 1250°C (с выдержкой 15 ч) составляет 100%, т.е. и сохраняется на всей поверхности образца.

Сцепление защитного покрытия-прототипа:

- с жаропрочным никелевым сплавом ЭП975 при температуре 1100°C (с выдержкой 15 ч) составляет 6%. Покрытие-прототип скалывается с 94% поверхности образца, а при температуре 1250°C (с выдержкой 15 ч) составляет 2%, скалывается с 98% поверхности образца;

- с жаропрочным никелевым сплавом ЭИ698 при температуре 1100°C (с выдержкой 15 ч) составляет 3%. Покрытие-прототип скалывается с 97% поверхности образца, а при температуре 1250° (с выдержкой 15 ч) составляет 1%, скалывается с 99% поверхности образца;

- с жаропрочным никелевым сплавом ЭП742 при температурах 1100 и 1250°C (с выдержкой 15 ч) составляет 2%. Покрытие-прототип скалывается с 98% поверхности образца.

Предложенное защитное технологическое покрытие приводит к снижению окисления, повышению термостойкости, а также сцепления покрытия к поверхности защищаемого жаропрочного никелевого сплава при температурах нагрева до 1250°C.

Применение предлагаемого защитного технологического покрытия позволит проводить термическую обработку жаропрочных никелевых сплавов ЭП975, ЭИ698, ЭП742 в обычных печах вместо печей с контролируемой атмосферой, использовать повторно защитное технологическое покрытие перед следующим технологическим циклом (закалка, нормализация, штамповка), повысить качество, надежность готовых деталей и производительность труда, получить точные штамповки, экономию металла 5-10%, инертного газа (аргона) и электрокорунда.

Защитное технологическое покрытие, включающие AlO, BaO, CaO, MgO, BO, MgO·CrO, SiO, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит TiB, NiAl и BaO·BO при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 191-200 из 368.
25.08.2017
№217.015.b69f

Эпоксидное связующее для производства самозатухающих стеклопластиков методом пултрузии

Изобретение относится к разработке не поддерживающего горение эпоксидного связующего для производства методом пултрузии высокопрочных профильных стеклопластиков электротехнического назначения. Связующее включает галоидсодержащие эпоксидные смолы, отвердитель и ускоритель отверждения, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614701
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.b6cd

Способ очистки деталей топливных коллекторов газотурбинных двигателей от нагара и углеродных загрязнений

Изобретение относится к области очистки деталей топливного коллектора газотурбинного двигателя от нагара и углеродных загрязнений. Выдержку деталей осуществляют при температуре от 100 до 150°C в водном растворе щелочи, содержащем от 600 до 800 г/л гидроксида натрия и дополнительно содержащем от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614441
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.b878

Эпоксивинилэфирное связующее, препрег и изделие из него

Изобретение относится к области создания полимерных связующих на основе эпоксивинилэфирного олигомера с наполнителем в виде коротких волокон для полимерных композиционных материалов (ПКМ), получаемых из листового полуфабриката (SMC-препрега) методом прямого прессования (sheet molding compound -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615374
Дата охранного документа: 04.04.2017
25.08.2017
№217.015.b994

Способ высокотемпературной термомеханической обработки (α+β)-титановых сплавов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термомеханической обработке (α+β)-титановых сплавов. Предложен способ высокотемпературной термомеханической обработки (α+β)-титанового сплава. Способ включает первую стадию нагрева до температуры ниже температуры полиморфного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615102
Дата охранного документа: 03.04.2017
25.08.2017
№217.015.bf68

Способ обработки полуфабрикатов из титановых сплавов

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу обработки полуфабрикатов из титановых сплавов преимущественно с двухфазной структурой, и может быть использовано в авиационной технике и машиностроении. Заявлен способ обработки полуфабрикатов из титановых сплавов с двухфазной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617188
Дата охранного документа: 21.04.2017
25.08.2017
№217.015.bfbe

Способ модифицирования магниевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии легких сплавов и может быть использовано при производстве магниевого сплава системы магний-алюминий-цинк-марганец, содержащего примесь циркония. В способе перед модифицированием при температуре 770-780°C в расплав вводят кальций и железо в количестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617078
Дата охранного документа: 19.04.2017
25.08.2017
№217.015.c2f1

Способ получения слоистого металлостеклопластика

Изобретение относится к области получения композиционных слоистых материалов и касается способа получения слоистого металлостеклопластика. В соответствии со способом укладывают по меньшей мере три металлических слоя, причем каждый слой состоит из отдельных уложенных по меньшей мере двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618072
Дата охранного документа: 02.05.2017
25.08.2017
№217.015.c308

Защитная газовая смесь для обработки магниевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии сплавов и может быть использовано при производстве магниевых сплавов, не содержащих цирконий. Защитная газовая смесь для обработки магниевого сплава, не содержащего цирконий, включает, мас.%, углекислый газ 75-90, шестифтористую серу 0,5-1,0, воздух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618040
Дата охранного документа: 02.05.2017
25.08.2017
№217.015.c333

Способ получения жаропрочного сплава на основе ниобия

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству жаропрочных сплавов на основе ниобия, которые могут быть использованы для изготовления рабочих лопаток ГТД. Способ получения жаропрочного сплава на основе Nb-Si включает загрузку шихты в тигель, выплавку в вакуумной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618038
Дата охранного документа: 02.05.2017
25.08.2017
№217.015.c34c

Металлополимерная композиция

Изобретение относится к области наполненных полимерных композиций на основе эпоксидных олигомеров для выравнивания внешней поверхности самолетов. При отливке деталей из алюминиевых сплавов наряду с допустимыми дефектами встречаются отдельные поры и раковины глубиной 1-3 мм, которые по условиям...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618031
Дата охранного документа: 02.05.2017
Показаны записи 191-200 из 341.
25.08.2017
№217.015.b69f

Эпоксидное связующее для производства самозатухающих стеклопластиков методом пултрузии

Изобретение относится к разработке не поддерживающего горение эпоксидного связующего для производства методом пултрузии высокопрочных профильных стеклопластиков электротехнического назначения. Связующее включает галоидсодержащие эпоксидные смолы, отвердитель и ускоритель отверждения, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614701
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.b6cd

Способ очистки деталей топливных коллекторов газотурбинных двигателей от нагара и углеродных загрязнений

Изобретение относится к области очистки деталей топливного коллектора газотурбинного двигателя от нагара и углеродных загрязнений. Выдержку деталей осуществляют при температуре от 100 до 150°C в водном растворе щелочи, содержащем от 600 до 800 г/л гидроксида натрия и дополнительно содержащем от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614441
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.b878

Эпоксивинилэфирное связующее, препрег и изделие из него

Изобретение относится к области создания полимерных связующих на основе эпоксивинилэфирного олигомера с наполнителем в виде коротких волокон для полимерных композиционных материалов (ПКМ), получаемых из листового полуфабриката (SMC-препрега) методом прямого прессования (sheet molding compound -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615374
Дата охранного документа: 04.04.2017
25.08.2017
№217.015.b994

Способ высокотемпературной термомеханической обработки (α+β)-титановых сплавов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термомеханической обработке (α+β)-титановых сплавов. Предложен способ высокотемпературной термомеханической обработки (α+β)-титанового сплава. Способ включает первую стадию нагрева до температуры ниже температуры полиморфного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615102
Дата охранного документа: 03.04.2017
25.08.2017
№217.015.bf68

Способ обработки полуфабрикатов из титановых сплавов

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу обработки полуфабрикатов из титановых сплавов преимущественно с двухфазной структурой, и может быть использовано в авиационной технике и машиностроении. Заявлен способ обработки полуфабрикатов из титановых сплавов с двухфазной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617188
Дата охранного документа: 21.04.2017
25.08.2017
№217.015.bfbe

Способ модифицирования магниевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии легких сплавов и может быть использовано при производстве магниевого сплава системы магний-алюминий-цинк-марганец, содержащего примесь циркония. В способе перед модифицированием при температуре 770-780°C в расплав вводят кальций и железо в количестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617078
Дата охранного документа: 19.04.2017
25.08.2017
№217.015.c2f1

Способ получения слоистого металлостеклопластика

Изобретение относится к области получения композиционных слоистых материалов и касается способа получения слоистого металлостеклопластика. В соответствии со способом укладывают по меньшей мере три металлических слоя, причем каждый слой состоит из отдельных уложенных по меньшей мере двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618072
Дата охранного документа: 02.05.2017
25.08.2017
№217.015.c308

Защитная газовая смесь для обработки магниевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии сплавов и может быть использовано при производстве магниевых сплавов, не содержащих цирконий. Защитная газовая смесь для обработки магниевого сплава, не содержащего цирконий, включает, мас.%, углекислый газ 75-90, шестифтористую серу 0,5-1,0, воздух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618040
Дата охранного документа: 02.05.2017
25.08.2017
№217.015.c333

Способ получения жаропрочного сплава на основе ниобия

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству жаропрочных сплавов на основе ниобия, которые могут быть использованы для изготовления рабочих лопаток ГТД. Способ получения жаропрочного сплава на основе Nb-Si включает загрузку шихты в тигель, выплавку в вакуумной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618038
Дата охранного документа: 02.05.2017
25.08.2017
№217.015.c34c

Металлополимерная композиция

Изобретение относится к области наполненных полимерных композиций на основе эпоксидных олигомеров для выравнивания внешней поверхности самолетов. При отливке деталей из алюминиевых сплавов наряду с допустимыми дефектами встречаются отдельные поры и раковины глубиной 1-3 мм, которые по условиям...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618031
Дата охранного документа: 02.05.2017
+ добавить свой РИД