×
10.05.2016
216.015.2b0e

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ ТИТАН-НИКЕЛЬ-ЦИРКОНИЙ С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии, а именно к деформационно-термической обработке покрытий титан-никель-цирконий с эффектом памяти формы, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и медицине. Способ получения наноструктурированных покрытий титан-никель-цирконий с эффектом памяти формы, включающий нанесение на поверхность при помощи высокотемпературных нанесений порошка металлов с эффектом памяти формы и термомеханическую обработку полученного покрытия, предусматривающую пластическую деформацию покрытия, проводимую по этапам, и отжиг, причем отжиг проводят после каждого этапа пластической деформации, а закалку проводят после этапов термомеханической обработки с последующим охлаждением в жидком азоте, в качестве порошка, наносимого на поверхность, используют смесь титана (Ti), никеля (Ni) и циркония (Zr), а само нанесение порошка осуществляют путем диффузионной металлизации, при этом пластическую деформацию полученного покрытия проводят в пять этапов, на первом этапе в интервале температур 400-450°C со степенью пластической деформации ε≥2,5%, на втором этапе в интервале температур 480-500°C со степенью пластической деформации ε≥5%, на третьем этапе в интервале температур 500-520°C со степенью пластической деформации ε≥7%, на четвертом этапе в интервале температур 520-550°C со степенью пластической деформации ε≥12%, на пятом этапе в интервале температур 550-600°C со степенью пластической деформации ε≥15%. Технический результат: получение наноструктурированного покрытия TiNiZr с эффектом памяти формы. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области металлургии, а именно к деформационно-термической обработке покрытий титан-никель-цирконий с эффектом памяти формы, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и медицине.

Известны способы получения покрытий с эффектом памяти формы TiNiZr (Материалы с эффектом памяти формы: Справ. изд. / Под ред. Лихачева В.А. - Т. 1. - СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1997. - 424 с. / Т. 2. - СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1998. - 374 с. / Т. 3 - СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1998, 474 с. / Т. 4. - СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1998. - 268 с. К. Ооцука, К. Симидзу, Ю. Судзуки и др. Сплавы с эффектом памяти формы / Под ред. Х. Фунакубо. Пер. с японск. - М.: Металлургия, 1990. - 224 с.).

Недостатком покрытий с эффектом памяти формы являются их низкие прочностные характеристики.

Известен способ получения наноструктурированных покрытий никель-алюминий с эффектом памяти формы на стали, включающий нанесение покрытия при помощи плазменной наплавки порошка NiAl с эффектом памяти формы, закалку при температуре 1000-1200°C с последующим охлаждением в жидком азоте, последующее проведение пластической деформации покрытия в три этапа, на первом этапе - в интервале температур 300-350°C со степенью пластической деформации = 4,5-10%, на втором этапе - в интервале температур 350-400°C со степенью пластической деформации = 10-15%, на третьем этапе в интервале температур 400-480°C со степенью пластической деформации = 15-40%, при этом после каждого этапа пластической деформации проводят отжиг при температуре 500-600°C в течение 1-1,5 ч (патент РФ №2398027).

Недостатком покрытия с эффектом памяти формы NiAl являются его низкие прочностные характеристики, пластичность и износостойкость.

Задачей предложенного изобретения является получение наноструктурированного покрытия титан-никель-цирконий (TiNiZr) с эффектом памяти формы.

Техническим результатом является повышение прочностных характеристик, пластичности и износостойкости сплавов TiNiZr с эффектом памяти формы.

Технический результат достигается тем, что способ получения наноструктурированных покрытий титан-никель-цирконий с эффектом памяти формы включает нанесение на поверхность при помощи высокотемпературных нанесений порошка металлов с эффектом памяти формы и термомеханическую обработку полученного покрытия, предусматривающую пластическую деформацию покрытия, проводимую по этапам, и отжиг, причем отжиг проводят после каждого этапа пластической деформации, а закалку проводят после этапов термомеханической обработки с последующим охлаждением в жидком азоте, при этом в качестве порошка, наносимого на поверхность, используют смесь титана (Ti), никеля (Ni) и циркония (Zr), а само нанесение порошка осуществляют путем диффузионной металлизации, при этом пластическую деформацию полученного покрытия проводят в пять этапов, на первом этапе в интервале температур 400-450°C со степенью пластической деформации ε≥2,5%, на втором этапе в интервале температур 480-500°C со степенью пластической деформации ε≥5%, на третьем этапе в интервале температур 500-520°C со степенью пластической деформации ε≥7%, на четвертом этапе в интервале температур 520-550°C со степенью пластической деформации ε≥12%, на пятом этапе в интервале температур 550-600°C со степенью пластической деформации ε≥15%, а отжиг проводят после каждого этапа пластической деформации при температуре 600-800°C в течение 0,5-1 часа, пластическую деформацию покрытия осуществляют обкаткой трехроликовым приспособлением в радиальном направлении, покрытие с эффектом памяти формы содержит цирконий 15-20%.

За счет того, что мы проводим пятиэтапную пластическую деформацию, происходит активизация релаксаций благодаря генерации вакансий или областей свободного объема атомарного размера, также оптимально подобранной степени деформации без разрушения полученной структуры. Фаза нанокристаллизуется за счет высокой скорости аннигиляции в ней дефектов деформации. Увеличение количества этапов термомеханической обработки приводит к уменьшению размера структуры (зерен) в покрытии TiNiZr. Предложенный способ обеспечивает получение наноструктуры с размером зерен 5-50 нм на стальных образцах покрытых TiNiZr с эффектом памяти формы и позволяет управлять параметрами наноструктурированного сплава TiNiZr, обеспечивая тем самым высокие прочностные свойства, высокую пластичность и износостойкость. Наличие Zr в сплаве позволяет повысить пластичность и износостойкость.

Способ осуществляется следующим образом.

Порошок TiNiZr с эффектом памяти формы Ti (31-36%) Ni (49%) Zr (15-20%) наносят при помощи диффузионной металлизации на стержень из стали 3 диаметром 8-10 мм и длиной 80-100 мм, получают покрытие толщиной 0,05-0,1 мм, далее покрытие (сплав) с эффектом памяти формы TiNiZr подвергают интенсивной пластической деформации. Пластическую деформацию покрытия с эффектом памяти формы TiNiZr проводят в пять этапов.

На первом этапе пластическую деформацию сплава с эффектом памяти формы TiNiZr осуществляют в интервале температур 400-450°C при помощи обкатки в трехроликовом приспособлении в радиальном направлении за 10-15 проходов с целью накопления степени деформации ε=2,5-4,5%. После охлаждения стержня с деформируемым сплавом с эффектом памяти формы TiNiZr до комнатной температуры проводят отжиг при температуре 600-800°C в течение 0,5-1 ч. На втором этапе пластическую деформацию сплава с эффектом памяти формы TiNiZr осуществляют в интервале температур 480-500°C при помощи обкатки в трехроликовом приспособлении в радиальном направлении за 20-35 проходов с целью накопления степени деформации ε=5-6,5%. После охлаждения стержня с деформируемым сплавом с эффектом памяти формы TiNiZr до комнатной температуры проводят отжиг при температуре 600-800°C в течение 0,5-1 ч. На третьем этапе пластическую деформацию сплава с эффектом памяти формы TiNiZr осуществляют в интервале температур 500-520°C при помощи обкатки в трехроликовом приспособлении в радиальном направлении за 40-55 проходов с целью накопления степени деформации ε=7-11,5%. После охлаждения стержня с деформируемым сплавом с эффектом памяти формы TiNiZr до комнатной температуры проводят отжиг при температуре 600-800°C в течение 0,5-1 ч. На четвертом этапе пластическую деформацию сплава с эффектом памяти формы TiNiZr осуществляют в интервале температур 520-550°C при помощи обкатки в трехроликовом приспособлении в радиальном направлении за 60-75 проходов с целью накопления степени деформации ε=12-14,5%. После охлаждения стержня с деформируемым сплавом с эффектом памяти формы TiNiZr до комнатной температуры проводят отжиг при температуре 600-800°C в течение 0,5-1 ч. На пятом этапе пластическую деформацию сплава с эффектом памяти формы TiNiZr осуществляют в интервале температур 550-600°C при помощи обкатки в трехроликовом приспособлении в радиальном направлении за 80-95 проходов с целью накопления степени деформации ε=15-17,5%. После охлаждения стержня с деформируемым сплавом с эффектом памяти формы TiNiZr до комнатной температуры проводят отжиг при температуре 600-800°C в течение 0,5-1 ч. После пяти этапов термомеханической обработки осуществляют закалку при температуре 800-1000°C с последующим охлаждением в жидком азоте сплава TiNiZr с эффектом памяти формы. Отжиг проводят при температуре 600-800°C в течение 0,5-1 ч для повышения технологической пластичности и формирования определенного типа наноструктурированного состояния с одновременным увеличением прочности и пластичности сплава, придания сплаву эффекта памяти формы.

Как показывают полученные результаты, пластическая деформация в трехроликовом приспособлении приводит к уменьшению размера зерен, увеличению адгезии, когезии и соответственно к более высокой прочности, пластичности, износостойкости и твердости сплава TiNiZr. Пример 1

Порошок TiNiZr с эффектом памяти формы Ti (31-36%) Ni (49%) Zr (15-20%) наносят при помощи диффузионной металлизации на стержень из стали 3 диаметром 8-10 мм и длиной 80-100 мм, получают покрытие толщиной 0,05-0,1 мм, далее покрытие (сплав) с эффектом памяти формы TiNiZr подвергают интенсивной пластической деформации. Пластическую деформацию покрытия с эффектом памяти формы TiNiZr проводят в пять этапов.

На первом этапе пластическую деформацию сплава с эффектом памяти формы TiNiZr осуществляют в интервале температур 400-450°C при помощи обкатки в трехроликовом приспособлении в радиальном направлении за 10-15 проходов с целью накопления степени деформации ε=2,5-4,5%. После охлаждения стержня с деформируемым сплавом с эффектом памяти формы TiNiZr до комнатной температуры проводят отжиг при температуре 600-800°C в течение 0,5-1 ч. На втором этапе пластическую деформацию сплава с эффектом памяти формы TiNiZr осуществляют в интервале температур 480-500°C при помощи обкатки в трехроликовом приспособлении в радиальном направлении за 20-35 проходов с целью накопления степени деформации ε=5-6,5%. После охлаждения стержня с деформируемым сплавом с эффектом памяти формы TiNiZr до комнатной температуры проводят отжиг при температуре 600-800°C в течение 0,5-1 ч. На третьем этапе пластическую деформацию сплава с эффектом памяти формы TiNiZr осуществляют в интервале температур 500-520°C при помощи обкатки в трехроликовом приспособлении в радиальном направлении за 40-55 проходов с целью накопления степени деформации ε=7-11,5%. После охлаждения стержня с деформируемым сплавом с эффектом памяти формы TiNiZr до комнатной температуры проводят отжиг при температуре 600-800°C в течение 0,5-1 ч. На четвертом этапе пластическую деформацию сплава с эффектом памяти формы TiNiZr осуществляют в интервале температур 520-550°C при помощи обкатки в трехроликовом приспособлении в радиальном направлении за 60-75 проходов с целью накопления степени деформации ε=12-14,5%. После охлаждения стержня с деформируемым сплавом с эффектом памяти формы TiNiZr до комнатной температуры проводят отжиг при температуре 600-800°C в течение 0,5-1 ч. На пятом этапе пластическую деформацию сплава с эффектом памяти формы TiNiZr осуществляют в интервале температур 550-600°C при помощи обкатки в трехроликовом приспособлении в радиальном направлении за 80-95 проходов с целью накопления степени деформации ε=15-17,5%. После охлаждения стержня с деформируемым сплавом с эффектом памяти формы TiNiZr до комнатной температуры проводят отжиг при температуре 600-800°C в течение 0,5-1 ч. После пяти этапов термомеханической обработки осуществляют закалку при температуре 800-1000°C с последующим охлаждением в жидком азоте сплава TiNiZr с эффектом памяти формы. Отжиг проводят при температуре 600-800°C в течение 0,5-1 ч для повышения технологической пластичности и формирования определенного типа наноструктурированного состояния с одновременным увеличением прочности и пластичности сплава, придания сплаву эффекта памяти формы.

Как показывают полученные результаты, пластическая деформация в трехроликовом приспособлении приводит к уменьшению размера зерен, увеличению адгезии, когезии и соответственно к более высокой прочности, пластичности, износостойкости и твердости сплава TiNiZr.

Результаты испытаний сведены в таблицу 1.

Как видно из таблицы 1, полученное TiNiZr покрытие с эффектом памяти формы обладает повышенными механическими свойствами за счет повышения адгезии, получения наноструктурированного состояния, улучшаются пластические свойства покрытия с эффектом памяти формы.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 205.
27.01.2013
№216.012.1e91

Крем для ухода за кожей вокруг глаз

Изобретение относится к области косметологии и представляет собой крем для ухода за кожей вокруг глаз, включающий шерстные спирты или ланолин ацетилированный, стеариновую кислоту, стеарат цинка, натриевые соли жирных кислот шерстного жира, триэтаноламин, масло какао, масло минеральное, масло...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473326
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.02.2013
№216.012.273f

Установка для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на цилиндрической поверхности деталей

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, а именно к вакуумным устройствам для получения покрытий из материалов с эффектом памяти формы на цилиндрической поверхности деталей. Установка содержит раму с размещенными на ней вакуумной камерой, механизмом закрепления детали с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475567
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c3f

Установка для испытания образца из материала с памятью формы при сложном напряженном состоянии

Изобретение относится к области испытаний материалов с памятью формы при циклических, тепловых и механических воздействиях. Установка содержит корпус, узел для циклического нагрева и охлаждения образца, верхний и нижний держатели образца, узел осевого нагружения, узел нагружения статическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476854
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.07.2013
№216.012.5326

Средство для ухода за кожей головы и волосами в виде шампуня

Изобретение относится к косметической промышленности и представляет собой средство для ухода за кожей головы и волосами в виде шампуня, содержащее один или несколько поверхностно-активных веществ, стабилизатор пены, консистентную добавку, консервант, стабилизатор pH, целевую добавку для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486889
Дата охранного документа: 10.07.2013
27.11.2013
№216.012.85ae

Способ сборки шатунно-поршневого узла

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, в частности к способу сборки шатунно-поршневого узла. Осуществляют установку поршневого пальца в отверстие поршня и установку шатуна на поршневой палец. Предварительно на поверхность стального поршневого пальца наносят механически...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499900
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.9110

Вакуумная установка для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, в частности к вакуумной установке для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали. Упомянутая установка содержит раму с установленной на ней вакуумной камерой, соединенной с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502829
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.04.2014
№216.012.b934

Состав для производства пралиновых конфет с функциональным жировым компонентом

Изобретение относится к пищевой промышленности, к производству пралиновых конфет, предназначенных для профилактического питания. Состав для производства пралиновых конфет включает обжаренные тертые ядра орехов, сухое молоко, вкусовой наполнитель, жировой компонент. В качестве вкусового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513140
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.bb4f

Цифровой интерполятор

Изобретение относится к цифровой вычислительной и информационной технике и может быть использовано в станках с программным управлением и в автоматизированных системах научных исследований. Техническим результатом является возможность цифровой интерполяции логарифмической кривой. Цифровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513679
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.bb53

Цифровой функциональный преобразователь

Изобретение относится к цифровой вычислительной и информационной технике и может быть использовано для первичной обработки данных в автоматизированных системах научных исследований. Технический результат заключается в реализации логарифмической зависимости при цифровом преобразовании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513683
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.06.2014
№216.012.ce82

Состав для производства пралиновых конфет с функциональным жировым компонентом

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству пралиновых конфет, предназначенных для профилактического питания. Состав для производства пралиновых конфет включает обжаренные тертые ядра орехов, сахаросодержащее сырье, сухое молоко, вкусовой наполнитель, жировой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518637
Дата охранного документа: 10.06.2014
Показаны записи 1-10 из 277.
27.01.2013
№216.012.1e91

Крем для ухода за кожей вокруг глаз

Изобретение относится к области косметологии и представляет собой крем для ухода за кожей вокруг глаз, включающий шерстные спирты или ланолин ацетилированный, стеариновую кислоту, стеарат цинка, натриевые соли жирных кислот шерстного жира, триэтаноламин, масло какао, масло минеральное, масло...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473326
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.02.2013
№216.012.273f

Установка для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на цилиндрической поверхности деталей

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, а именно к вакуумным устройствам для получения покрытий из материалов с эффектом памяти формы на цилиндрической поверхности деталей. Установка содержит раму с размещенными на ней вакуумной камерой, механизмом закрепления детали с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475567
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c3f

Установка для испытания образца из материала с памятью формы при сложном напряженном состоянии

Изобретение относится к области испытаний материалов с памятью формы при циклических, тепловых и механических воздействиях. Установка содержит корпус, узел для циклического нагрева и охлаждения образца, верхний и нижний держатели образца, узел осевого нагружения, узел нагружения статическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476854
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.04.2013
№216.012.3a6c

Линия получения масла из зародышей кукурузы

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для производства кукурузного масла из зародышей кукурузы. Линия включает узел подготовки зерна кукурузы к переработке, укомплектованный скальператором, ситовоздушным сепаратором, кампеотборником, увлажнительным аппаратом и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480517
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.05.2013
№216.012.45ae

Аксиальный каскадный электрический привод с жидкостным токосъемом

Изобретение относится к области электротехники, в частности к аксиальным каскадным электрическим приводам с жидкостным токосъемом, и может быть использовано при создании безредукторных аксиальных каскадных электрических приводов с регулируемой скоростью вращения. Технический результат,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483415
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.49b6

Инфракрасный детектор для измерения концентрации молекул токсичных газов в воздушном потоке

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к количественному газовому анализу токсичных веществ по инфракрасным спектрам поглощения. Детектор содержит светодиод, оптически связанный с измерительным и через поворотное зеркало с опорным каналами, каждый из которых состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484450
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c77

Холодоаккумулирующий материал

Изобретение может быть использовано в различных термостабилизирующих устройствах: в приборостроении и оптоэлектронике; в термоконтейнерах для транспортировки медицинских, биологических препаратов; пищевых продуктов. Холодоаккумулирующий материал, содержащий NaCl, KCl и воду, дополнительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485157
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.52a3

Способ производства жировой начинки

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для приготовления жировой начинки для мучных и сахарных кондитерских изделий. Способ предусматривает смешивание жировой композиции с вкусовым наполнителем с последующим взбиванием и измельчением полученной смеси. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486758
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.5326

Средство для ухода за кожей головы и волосами в виде шампуня

Изобретение относится к косметической промышленности и представляет собой средство для ухода за кожей головы и волосами в виде шампуня, содержащее один или несколько поверхностно-активных веществ, стабилизатор пены, консистентную добавку, консервант, стабилизатор pH, целевую добавку для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486889
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.5336

Средство для лечения мастита у животных

Изобретение относится к области ветеринарии, а именно к средствам для лечения мастита у животных. Средство для лечения мастита у животных содержит антибиотик тилозин, гелеобразующий компонент, воду, причем в качестве гелеобразующего компонента средство содержит карбопол и триэтаноламин,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486905
Дата охранного документа: 10.07.2013
+ добавить свой РИД