Спосіб одержання покриттів на поверхні металевих виробів

1. Спосіб одержання покриттів на поверхні металевих виробів повітряним розпилюванням сухої суміші, включаючий підготовку поверхні і компонентів покриття, приготування їх суміші, контроль готовності поверхні до нанесення суміші, подачу суміші на підготовлену поверхню, подальшим термо-обробку, який відрізняється тим, що, як компоненти використовують пульвербакеліт і карбід кремнію дрібнозернистої структури діамет 37619 власність" № 3, 1997, стр 3.1.76) на Ім'я Інституту електрозварювання ім. Е.О.Патона "Спосіб одержання покриттів”, включаючий пошарове плазменне напилення покриттів на підложку, розташовану у воді, при цьому напилення проводять через насадок-дифузор, вихідний торець якого розташовують в воді на відстані 5 мм від напилюваної підложки. Воду підігрівають до температури близько 5°С і створюють ультразвукові коливання у напрямі перпендикулярному до осі плазмового струменю. Недоліком цього аналогу е значні енерговитрати на данну технологію Із-за використання плазмового обладнання. Найбільш близьким до запропонованого винаходу по технологічній суті і досягнутому результату і вибраним у зв'язку з цим в якості його прототипу є патент України № 8311, заява 95083859 від 21.08.95, автор Юхимчук С.О., виданий 29.03.96 ("Промислова власність" № 1, 1996, стр. 3.1.52) на ім'я приватного підприсмства "Регул" "Спосіб одержання покриттів на поверхні металевих виробів". Він включас підготовку поверхні та компонентів покриття, приготування їх суміші, подачу суміші на підготовлену поверхню, послідуючу термообробку і контроль якості. При цьому термообробку проводять в термозахисній атмосфері, впливаючи плазмою об'ємного несамостійного заряду на поверхню виробу, а розряд збуджують так, "що на оброблюваний вироб подають від'ємний потенціал. Основним недоліком прототипу, незважаючи на високі експлуатаційні показники, є нестабільна якість покриття при використанні суміші бакеліту і карбіду кремній. Виконана робота по розробці технологій нанесення пульвербакеліту в суміші з карбідом кремнія дрібнозернистої структури для утворення тонкого теплозахисного покриття - (ТЗП), основаної на відомому способі, не дозволила досягти показників по заданій кількості на одиницю площі раковин, тріщин, що занижає експлуатаційні характеристики покриття. В основу винаходу поставлена задача удосконалити спосіб одер-жання покриттів на поверхні металевих виробів, у якому стабільність показників якості покриття забезпечується релаксацією напруження матеріалу протягом всіх етапів його утворення, це дозволяє виключити відшарування ТЗП від поверхні металевого виробу, його пузирювання, утворення раковин та тріщин, підвищує функціональні і експлуатаційні характеристики покриття. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання покриттів на поверхні металевих виробів, включаючий підготовку поверхні і компонентів покриття, приготування їх суміші, подачу суміші на підготовлену поверхню, послідуючу термообробку і контроль якості згідно винаходу в якості компонентів використовують пульвербакеліт і карбід кремнію дрібнозернистої структури діаметром 40...60 мкм, при цьому покриття наносять на заздалегідь нагріту до температури 125...135°С поверхню шляхом напилення суміші в два етапа, спочатку основний шар, з масовим співвідношенням компонентів: карбід кремнія - 0,6, пульвербакеліт - 0,4, а далі глянцевий шар з масовим співвідношенням компонентів: карбід кремнія 0,35, пульвербакеліт - 0,65, при цьому подальшу термообробку виконують поліконденсацією в режимі: видержують 15 хв при температурі нанесення покриття, далі не менше 25 хв при температурі 154...156°С і не менше 30 хв при температурі 184...186°С з послідуючим поступовим охолодженням до температури не більше 50°С протягом не менше 90 хв Контроль готовності поверхні до нанесення покриття проводять повним випарюванням пробної порції бензойної кислоти. Для доказу причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю суттєви х ознак заявлюванного винаходу та те хнічним результатом заявник наводить слідуюче. Нанесення в якості компонентів покриття пульвербакеліта і карбіда кремнію дрібнозернистої структури діаметром 40...60 мкм на заздалегідь нагріту до температури 125...135°С поверхню забезпечує релаксацію напруження матеріалу покриття. Напилення поверхні в два етапи, спочатку основний шар, з масовими співвідношенням компонентів карбід кремнія - 0,6, пульвербакеліт - 0,4, а далі глянцевого шару з масовим співвідношенням компонентів карбід кремнія - 0,35, пульвербакеліт 0,65, ври виконанні подальшої термообробки поліконденсацією в режимі видержують 15 хв при температурі нанесення покриття, далі не менше 25 хв при температурі І54...156°С і не менше 30 хв при температурі 184...186°С з послідуючим поступовим охолодженням до температури не більше 50°С протяюм не менше 90 хв дозволяє виключити відшар ування ТЗП від поверхні металевого виробу, його пузирювання, утворення раковин та тріщин і підвищує функціональні і експлуатаційні характеристики покриття. Для доказу можливості промислового використання і пояснення прикладу конкретного виконання запропонованного способу одержання покриттів на поверхні металевих виробів приводиться технологічний процес, описанний в ”Технологічній інструкції. Покриття тонкошарове теплозахистне". 00.1440.0000.0000.00.0 ИОІ з операціями в такій послідовності: - підготовку поверхні виконують зашкурюванням шліфувальною шкуркою по ГОСТ 5009-82 чи ГОСТ 6456-82 з зернистістю 40...60 одиниць; перед зашкурюванням поверхню обезжирюють нефрасом C2/120 по ТУ 38.401-67-108-92 або бензином Б-95/130 по ГОСТ 1012-72 з подальшим підсушуванням на повітрі при цеховій температурі протягом 15...20 хв; - підготовку компонентів покриття виконують просушуванням окремо на противні: карбід кремнія - при температурі 95°С...105°С протягом 3 годин; пульвербакеліт - при температурі 50°С...60°С протягом 1 години; товщина шар у кожною компоненту при просушуванні не повинна перевищува ти 60 мм; - приготування суміші виконують зміщуванням компонентів з певним їх масовим співвідношенням. Для основного шару покриття карбід кремнія 0,6; пульвербакеліт - 0,4. Для глянцевого шару карбід кремнія - 0,35; пульвербакеліт - 0,65. Перед змішуванням пульвербакеліт перевіряють на жмаканність, при її наявності просушування повторю 2 37619 ють. Для виключення браку компонентів по показникам вологості їх порції готують не більш як на три доби. Перед змішуванням компоненти відважують в необхідній кількості, потім ретельно переміщують і просіюють до одержання фракції діаметром 40-60 мкм за допомогою сита 980 отв/см 2. При цьому при розтиранні суміші на пальцях не повинно залишатися білих стрічок або крапок від окремих нерозтертих грудок пульвербакеліту. Суміш зберігають в герметичній упаковці; - подачу суміші на підготовлену поверхню виконують за допомогою пристрою, що оріснтує форсунку подачи суміші в певному напрямку до металевої поверхні. Поверхню підготовлюють, нагріваючи до температури 125°С…135°С і підтримують її протягом процесу нанесення покриття, що виконують в два етапи - спочатку основний, а потій глянцевий шар, заздалегідь подготовленою сумішшю компонентів. Контроль температури нагрітої металевої поверхні виконують повним розплавом пробної порції бензойної кислоти, що має температуру плавлення 122,3°С, тільки після цього переходять до нанесення покриття; - термообробку нанесенного покриття виконують в термокамері поліконденсацією у наступному режимі: витримують 15 хв при температурі нанесення покриття; витримують не менш 25 хв при температурі 154°С...156°С, після цього витримують не менш 30 хв при температурі 184°С...186°С, з наступним поступовим охолодженням протягом не менш 1,5 години до температури не більш 50°С; - контроль якості покриття проводять у 100% виробів простукуванням металевим молотком на однорідність звуку. Не повинно бути глухого звуку, що може свідчити про наявність непроклею і пустот. Браковочними ознаками при контролі якості не буваються окремі нерівності (бугорки, мазки), якщо їх висота не перевищує 1,5 мм рівня основного покриття; мілка пористість покриття; неглибокі (до 0,25 товщини покриття) раковини діаметром до 2 мм. Описанний вище технологічний процес дозволяє: - отримати покриття зі стабільними показниками якості за рахунок релаксації напруження матеріалів покриття на протязі етапів його утворення; - зменшити непродуктивні витрати дефіцитних компонентів покриття та енергоресурсів при одержанні покриття за рахунок суттєвого зменшення браку. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3