Зносостійкий порошковий матеріал для газотермічних покриттів

Изобретение относится к области нанесения покрытий газотермическими методами, в частности, к составу материала покрытия, работающего в условиях износа при фреттинге. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является износостойкий порошковый материал для газотермических покрытий марки РР-90 фирмы "Бэй Стейт Эбрейзейвс" [1], который выбран в качестве прототипа и содержит следующие компоненты при их соотношении, % мае: бор 2,0; углерод- 0,5; кремний -2,6; железо - 2,3; хром - 8,8; карбид титана - 42,0; никель - остальное. Такой порошковый материал при получении покрытий обладает хорошей износостойкостью, но неудовлетворительной прочностью сцепления покрытий с основой и износостойкостью при фреттинге при повышенных нагрузках в рабочем интервале температур 20 - 700°С. Задачей изобретения является создание такого износостойкого порошкового материала для газотермических покрытий, в котором введение новых компонентов при их определенном соотношении позволит повысить износостойкость покрытий при фреттинге и прочность сцепления с основой. Поставленная задача решается предложенным износостойким порошковым материалом для газотермических покрытий, содержащим бор, углерод, кремний, железо, хром, и никель, который дополнительно содержит алюминий и двойной карбид титана и хрома при следующем соотношении компонентов, мас.%: Введение алюминия в состав порошка повышает прочность сцепления полученного покрытия с основой, так как алюминий образует соединения типа N1AI, что позволяет получать микрокристаллическую структуру материала, которая образуется при напылении. Введение двойного карбида титана и хрома способствует повышению износостойкости и прочности сцепления покрытия с основой, как при низких, так и при высоких температурах. Пример. Порошки самофлюсов с размером частиц 40 - 100 мкм получают из расплава, содержащего, мас.%: никеля -48, хрома-7, железа - 4, кремния - 3, углерода - 0,5, бора - 2,5, методом распыления на установке УРС-40 в защитной атмосфере аргона или азота под слоем флюса, защищающего расплав от окисления (таблица, состав 2). Двойной карбид титана и хрома марки ПСТУХ (ТУ 8$ УССР 147.040-87) с размером частиц 28-40 мкм плакируют алюминием на установке ЛУВМПг при соотношении компонентов 1,3:1 двойного карбида титана и хрома к алюминию. Полученный самофлюс смешивают с плакированным алюминием двойной карбид титана и хрома (алюминий - 15 мас.%, двойной карбид титана и хрома - 20 мас.%), механическим способом в шаровой мельнице с добавлением тел из нержавеющей стали различной конфигурации для получения равномерной смеси. Покрытия получали сверхзвуковым плазменным методом на установке "Киев-7" при следующем технологическом режиме: расход природного газа - 6,0 л/мин, расход сжатого воздуха - 30,0-35,0 л/мин, расход порошка - 20 кг/ч, зернистость порошка 40-100 мкм, дистанция напыления - 150 мм, толщина слоя покрытия 250-350 мкм. Испытание на изнашивание при фреттинге проводили на установке МФИ-1. Испытание на прочность сцепления покрытий с основой определялась методом "конусного штифта" с диаметром иглы в основании 2-2,5 мм. Результаты испытаний на изнашивание при фреттинге и прочность сцепления покрытий с основой обрабатывались согласно ГОСТ 23211-80. Состав порошка для покрытия, включающего граничные и средние значения, а также выходящие из них, интенсивность изнашивания и прочность сцепления с основой, приведены в таблице. Данный материал имеет преимущества перед прототипом - интенсивность изнашивания заявляемого материала в 2,5-4,0 раза меньше, а прочность сцепления с основой в 1,7-2,2 раза выше, чем у прототипа.