×
25.12.2019
219.017.f206

Способ получения покрытия на поверхности детали из цветных металлов

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам получения покрытия на поверхности деталей из цветных металлов путем переноса высокотемпературным газовым потоком наночастиц. Способ получения покрытия на поверхности детали из цветных металлов включает формирование в камере сгорания высокоскоростного распылителя высокотемпературного газового потока путем сжигания топлива в окислителе, подачу в камеру сгорания высокоскоростного распылителя жидкого исходного материала, являющегося источником образования наночастиц, образование, разогрев и перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на поверхности детали, причем упомянутый материал, являющийся источником образования наночастиц, одновременно используют в качестве топлива для формирования высокотемпературного газового потока, при этом упомянутый материал представляет собой истинный или коллоидный раствор органических и/или неорганических соединений в органическом растворителе или смеси нескольких растворителей, при этом перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на поверхности детали осуществляют совместно с непосредственно предшествующей им обработкой поверхности детали электрической дугой, создаваемой между двумя вольфрамовыми электродами при переменном токе 35-45 А, напряжении 12-16 В и проходящей по поверхности детали со скоростью перемещения высокоскоростного распылителя установки для напыления на расстоянии между дугой и струей газа с напыляемым порошковым материалом 2-4 мм. Техническим результатом изобретения является повышение адгезионной прочности, повышение когезионной прочности материала покрытия, а также уменьшение пористости покрытия. 3 пр., 2 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам получения покрытия на поверхности деталей из цветных металлов, путем переноса высокотемпературным газовым потоком наночастиц.

Аналогом изобретения является способ повышения прочности детали с покрытием поверхностно-пластическим деформированием путем обкатки деформирующим элементом, при котором поверхностно-пластическое деформирование осуществляют с одновременным пропусканием через зону контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью детали импульсного электрического тока силой 2-5 кА, напряжением 2-3 В, с длительностью импульсов 0,08-0,2 с и с частотой импульсов 0,16-0,4 Гц, при этом поверхностно-пластическое деформирование осуществляют в радиальном направлении с силой 50-3000 Н со скоростью перемещения пятна деформации 50-100⋅10-3 м/с при продольной подачей 0,08-0,12 мм/об (патент РФ №2625508).

Недостатком данного способа являются низкие эксплуатационные характеристики получаемой детали, обусловленные появлением трещин в результате возникновения остаточных напряжений, и раковин вдоль границ раздела покрытия с подложкой и между слоями покрытия, в виду сплавления материала покрытия с материалом подложки, а также зависимость эффективности использования данной технологии от пористости покрытия.

Прототипом изобретения является способ получения наноструктурированного покрытия, включающий формирование в камере сгорания высокоскоростного распылителя высокотемпературного газового потока путем сжигания топлива в окислителе, подачу в камеру сгорания высокоскоростного распылителя жидкого исходного материала, являющегося источником образования наночастиц, образование, разогрев и перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на подложке, при этом жидкий исходный материал, являющийся источником образования наночастиц, одновременно используют в качестве топлива для формирования высокотемпературного газового потока, при этом упомянутый материал представляет собой истинный или коллоидный раствор органических и/или неорганических соединений в органическом растворителе или смеси нескольких растворителей (патент РФ №2394937).

Недостатком данного способа являются низкие эксплуатационные характеристики получаемой детали, обусловленные низкой адгезионной прочностью между покрытием и подложкой и между слоями покрытия, а также высокой пористостью.

Задачей изобретения является усовершенствование способа получения детали с покрытием, позволяющее обеспечить повышение эксплуатационных характеристик детали из цветного металла с покрытием, за счет повышения ее физико-механических свойств.

Техническим результатом изобретения является повышение адгезионной прочности, повышение когезионной прочности материала покрытия, а также уменьшение пористости покрытия.

Технический результат достигается тем, что способ получения покрытия на поверхности детали из цветных металлов включает формирование в камере сгорания высокоскоростного распылителя высокотемпературного газового потока путем сжигания топлива в окислителе, подачу в камеру сгорания высокоскоростного распылителя жидкого исходного материала, являющегося источником образования наночастиц, образование, разогрев и перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на подложке, при этом жидкий исходный материал, являющийся источником образования наночастиц, одновременно используют в качестве топлива для формирования высокотемпературного газового потока, при этом упомянутый материал представляет собой истинный или коллоидный раствор органических и/или неорганических соединений в органическом растворителе или смеси нескольких растворителей, при этом перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на подложке осуществляют совместно с непосредственно предшествующей обработкой поверхности детали при помощи электрической дуги, возникающей между двумя вольфрамовыми электродами, проходящей по поверхности детали при переменном токе 35-45 А, напряжением 12-16 В со скоростью перемещения высокоскоростного распылителя установки для напыления при расстоянии между дугой и струей газа с напыляемым порошковым материалом 2-4 мм.

При формировании покрытия, с увеличением толщины его слоя, основным показателем качества композиции является адгезионная прочность, как между композитным покрытием и подложкой, так и между слоями композитного покрытия. Повышение адгезионной прочности достигается путем формирования переходных слоев. При нанесении на основу многокомпонентных материалов в качестве переходного слоя могут использоваться металлы, имеющие неограниченную растворимость в материале-основе и других напыляемых материалах.

Для повышения качества композитных поверхностных слоев, как по критерию адгезионной прочности, так и по критерию эксплуатационных и функциональных свойств, перспективным является использование различных методов обработки на различных этапах напыления. Так использование технологии переноса высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на подложке совместно с непосредственно предшествующей обработкой поверхности детали при помощи технологий сварки неплавящимся электродом, именно электрической дугой, возникающей между двумя вольфрамовыми электродами, проходящей по поверхности детали при переменном токе 35-45 А, напряжением 12-16 В со скоростью перемещения высокоскоростного распылителя установки для напыления при расстоянии между дугой и струей газа с напыляемым порошковым материалом 2-4 мм, позволяют повысить физико-механические свойства композитного покрытия, за счет повышения его адгезионной прочности и снижения пористости. Это обусловлено тем, что электрическая дуга нагревает поверхность детали из цветных металлов до температуры 0,9-1Тпл, являющейся температурой плавления, и напыляемый порошковый материал, нагретый также до температуры равной 0,9-1Тпл - температуры плавления, сталкивается с поверхностью, имеющей не твердую, а жидкую фазу состояния, что обеспечивает сплавление материала детали с наносимым порошковым материалом, что значительно повышает адгезионную прочность. При этом при нанесении второго и последующих слоев перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на уже сформировавшийся слой покрытия происходит при аналогичном воздействии электрической дуги на поверхность детали с покрытием, в результате чего, напыленный слой и напыляемый порошок образуют однородную структуру, обеспечивая тем самым, значительное снижение пористости композитного покрытия и повышение когезионной прочности.

При этом чередование переменного тока прямой и обратной полярности обеспечивает за счет обратной полярности - разрушение оксидных пленок, образуемых на поверхности деталей из цветных металлов, и чистку поверхности детали, а за счет прямой полярности - оплавление поверхности детали, с образованием узкой глубокой ванны с оплавленным металлом на поверхности детали непосредственно перед высокотемпературным газовым потоком с наночастицами.

При этом в результате кратковременного воздействия электрической дуги на поверхность детали, происходит нагрев поверхности деталей из цветных металлов, а затем медленное ее охлаждение, за счет высокотемпературного газового потока с напыляемым порошковым материалом, что позволяет избежать возникновения значительных по величинам остаточных напряжений и возможного образования раковин и трещин, как в поверхностном слое детали из цветных металлов вдоль границы раздела покрытие-подложка, так и по всей толщине покрытия.

Получаемое таким способом покрытие имеет высокую когезионную прочность и низкую пористость, а также высокую адгезионную прочность между покрытием и деталью, изготовленной из цветных металлов и между слоями покрытия, в случае многослойного покрытия, что повышает физико-механические и как следствие эксплуатационные характеристики детали с покрытием. Предлагаемые технологические режимы позволяют избежать коробления детали при переносе высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на поверхность детали толщина стенок, которой не превышает 3 мм.

Технологические режимы обработки - тип тока, сила, напряжение скорость перемещения дуги по детали и расстояние между дугой и высокотемпературным газовым потоком с напыляемым порошковым материалом.

Пример по прототипу.

На предварительно обезжиренный цилиндрический алюминиевый цилиндрический образец диаметром 10 мм было нанесено высокотемпературным газовым потоком покрытие из TiNi толщиной 0,8 мм. После чего этот образец был подвергнут испытаниям на адгезионную прочность, которая определялась методом сдвига. Остаточные напряжения определялись методами Закса и Давиденкова.

Пример 1-3 по заявляемому способу. 3 других аналогичных алюминиевых цилиндрических образца диаметром 10 мм также были обезжирены, после чего на их поверхность было нанесено покрытие высокотемпературным газовым потоком совместно с непосредственно предшествующей ей обработкой поверхности детали при помощи электрической дуги, возникающей между двумя вольфрамовыми электродами, и проходящей по поверхности детали при переменном токе 35-45 А, напряжением 12-16 В со скоростью перемещения высокоскоростного распылителя установки для напыления при расстоянии между дугой и струей газа с напыляемым порошковым материалом 2-4 мм. После чего образцы также подвергли испытаниям на адгезионную прочность, которая определялась методом сдвига. Остаточные напряжения определялись методами Закса и Давиденкова.

Параметры обработки образцов с покрытием, по предлагаемой технологии, представлены в табл. 1.

Результаты испытаний образца, изготовленного по прототипу и образцов, по заявляемой технологии представлены в табл. 2.

Предложенный способ повышения прочности детали с покрытием, обеспечивает повышение физико-механических свойств детали, за счет повышения адгезионной прочности между покрытием и подложкой, повышения когезионной прочности покрытия, снижением величины остаточных напряжений, а также уменьшения пористости покрытия.

Способ получения покрытия на поверхности детали из цветных металлов, включающий формирование в камере сгорания высокоскоростного распылителя высокотемпературного газового потока путем сжигания топлива в окислителе, подачу в камеру сгорания высокоскоростного распылителя жидкого исходного материала, являющегося источником образования наночастиц, образование, разогрев и перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на поверхности детали, а упомянутый материал, являющийся источником образования наночастиц, одновременно используют в качестве топлива для формирования высокотемпературного газового потока, при этом упомянутый материал представляет собой истинный или коллоидный раствор органических и/или неорганических соединений в органическом растворителе или смеси нескольких растворителей, отличающийся тем, что перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на поверхности детали осуществляют совместно с непосредственно предшествующей им обработкой поверхности детали электрической дугой, создаваемой между двумя вольфрамовыми электродами при переменном токе 35-45 А, напряжении 12-16 В и проходящей по поверхности детали со скоростью перемещения высокоскоростного распылителя установки для напыления на расстоянии между дугой и струей газа с напыляемым порошковым материалом 2-4 мм.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 471.
20.08.2016
№216.015.4cc4

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы включает закрепление на объективном конце зрительной трубы исследуемого прибора отражающего зеркала под углом 45° к визирной оси, размещение на продолжении горизонтальной оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594950
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d29

Вафельное изделие функционального назначения

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству мучных кондитерских изделий. Вафельное изделие функционального назначения, включающее мучную смесь, желтки, бикарбонат натрия, фосфатиды, соль и воду. В качестве мучной смеси содержит пшеничную муку и банановую, взятые в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595435
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d41

Устройство для вычисления функции arctg(y/x)

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в специализированных ЭВМ, использующих двоичную систему счисления с целочисленным форматом представления исходных данных. Техническим результатом является обеспечение возможности вычисления аргумента комплексных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595486
Дата охранного документа: 27.08.2016
20.08.2016
№216.015.4d5c

Способ производства хлебобулочных изделий

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству хлебобулочных изделий, предназначенных для функционального питания. Предложен способ производства хлебобулочных изделий, включающий получение жидкой диспергированной фазы, которая представляет собой полуфабрикат,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595186
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d5d

Способ производства кексов

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ производства кексов, включающий подготовку сырья к производству, приготовление теста, формование тестовых заготовок, их выпечку и охлаждение, причем при приготовлении теста дополнительно вносят муку из корневищ сусака зонтичного с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595432
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d60

Способ приготовления хлеба из ржаной или из смеси ржаной и пшеничной муки

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству хлеба повышенной пищевой и биологической ценности, предназначенного для профилактического и лечебного питания. Предложен способ приготовления хлеба из ржаной или из смеси ржаной и пшеничной муки, включающий получение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595508
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d61

Состав теста для производства кексов

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен состав теста для производства кексов, включающий пшеничную хлебопекарную муку высшего сорта, сахарный песок, сливочное масло, меланж, аммоний углекислый и рафинадную пудру, который дополнительно содержит муку из корневищ сусака...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595434
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d98

Кондитерская смесь для производства персипана

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству кондитерских изделий. Предложена кондитерская смесь для производства персипана, включающая размолотые ядра косточек, сахар-песок, патоку, наполнитель, какао-порошок в виде вкусового компонента, при этом она дополнительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595452
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4de7

Начинка маковая для кондитерских изделий

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в качестве состава для приготовления начинки при производстве мучных кондитерских изделий. Начинка маковая включает мак, сахар-песок, мед натуральный, протертые вяленые финики и плоды физалиса ягодного, высушенные путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595502
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4ded

Способ производства фитнес-батончиков

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к кондитерской, а именно к способу производства фитнес-батончиков. Подготавливают и дозируют сырье. Сироп-связку готовят путем смешивания инвертного сиропа на основе раствора сахара-песка с лимонной кислотой и основного сиропа....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595455
Дата охранного документа: 27.08.2016
Показаны записи 1-10 из 29.
27.09.2014
№216.012.f9ef

Внутритрубный многоканальный профилемер

Группа изобретений относится к устройствам для наблюдения и контроля за состоянием магистральных нефте-, газо- и продуктопроводов путем пропуска внутри обследуемого трубопровода устройства с установленными в корпусе источником питания, средствами измерения, обработки и хранения данных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529820
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.12.2014
№216.013.0faf

Способ получения наноструктурированных покрытий с эффектом памяти формы на стали

Изобретение относится к области металлургии, а именно нанесению покрытий с эффектом памяти формы. Способ получения наноструктурированных покрытий с эффектом памяти формы на стальной поверхности включает нанесение порошка с эффектом памяти формы на основе Ni на стальную поверхность, закалку с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535432
Дата охранного документа: 10.12.2014
27.06.2015
№216.013.58fe

Способ ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением

Использование: для ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением. Сущность изобретения заключается в том, что в процессе обследования трубопровода устройство ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением с использованием пьезоэлектрических преобразователей регистрирует отраженные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554323
Дата охранного документа: 27.06.2015
26.08.2017
№217.015.e132

Способ повышения прочности детали с покрытием

Изобретение относится к способам повышения прочности деталей с покрытиями. Осуществляют обкатку детали деформирующим элементом с одновременным пропусканием через зону контакта деформирующего элемента с обрабатываемой поверхностью импульсного электрического тока силой 2-5 кА, напряжением 2-3 В,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625508
Дата охранного документа: 14.07.2017
26.08.2017
№217.015.e155

Способ повышения прочности детали с покрытием

Изобретение относится к способам повышения прочности деталей с покрытиями. Осуществляют обкатку детали деформирующим элементом и производят последующее упрочнение покрытия ультразвуковой обработкой с частотой ультразвуковых колебаний 18-22 кГц упрочняющим элементом. Расстояние между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625619
Дата охранного документа: 17.07.2017
23.09.2018
№218.016.8a27

Способ повышения износостойкости деталей центробежного насоса

Изобретение относится к способу получения многослойного композитного покрытия на поверхности детали центробежного насоса. Техническим результатом является создание слоистого композита с высокими прочностными характеристиками, обладающего высокой стойкостью к абразивному и кавитационному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667571
Дата охранного документа: 21.09.2018
01.11.2018
№218.016.97ff

Способ получения слоистого композитного покрытия

Изобретение относится к области металловедения, а именно к химико-термической обработке металлических изделий, к созданию наноструктурированных материалов конструкционного назначения, к решению проблемы трения и износа, и может быть использовано для повышения долговечности деталей машин в любой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671032
Дата охранного документа: 29.10.2018
23.11.2018
№218.016.9fd1

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

Изобретение относится к установке для получения наноструктурированных покрытий из материалов с эффектом памяти формы на поверхности детали. Установка выполнена с возможностью достижения в вакуумной камере давления 2÷4 бар. Установка содержит газовый баллон с инертным газом для создания инертной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672969
Дата охранного документа: 21.11.2018
13.12.2018
№218.016.a5bc

Вакуумная установка для нанесения наноструктурированного покрытия из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали

Изобретение относится к вакуумной установке для получения наноструктурированного покрытия из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали. Вакуумная установка содержит раму с установленной на ней вакуумной камерой. Камера соединена с вакуумным насосом. Установка также содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674532
Дата охранного документа: 11.12.2018
13.12.2018
№218.016.a5fb

Ленточно-отрезной станок

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам ленточно-пильных станков для разрезки различных материалов. Ленточно-отрезной станок содержит пильную раму, два диска, один из которых приводной, а другой натяжной, расположенные на пильной раме, ленточную пилу, натянутую на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674500
Дата охранного документа: 11.12.2018
+ добавить свой РИД