Зносо-жаростійкий матеріал для газотермічних покриттів

Зносо-жаростійкий матеріал для газотермічних покриттів, що містить нікель, хром, ітрій, який відрізняється тим, що він додатково містить Винахід відноситься до галузі нанесення покриттів газотермічними методами, зокрема до матеріалів для газотермічного напилення Відомо багато матеріалів для газотермічного напилення покриттів на нікель-кобальт-хромалюміній-ітрієвій основі [патент США № 4034142 Кл 427 опубл 04 07 77р , заява ФРН №2528241 МПК4 С23С 24/00 опубл 13 01 77р , патент Швейцари №647818 МПК4 С23С 24/00 опубл 15 02 85р та ш ] Всі ЦІ матеріали мають непогану корозійну СТІЙКІСТЬ, МІЦНІСТЬ зчеплення з основою, але мають низьку ЗНОСОСТІЙКІСТЬ та твердість Як аналог був узятий порошкоподібний матеріал для газотермічного нанесення покриттів [патент України №16272 МПК4 С23С 4/04 опубл 29 08 97р ], наступного складу, масові % кобальт 1- 8 хром 10-17 ітрій 1- 2 нітрид алюмінію 10 - 20 карбід титану 3- 8 гексаборид лантану 1-10 нікель решта який має достатню жаростійкість(більше 1000°С) та МІЦНІСТЬ зчеплення з основою, але незадовільну ЗНОСОСТІЙКІСТЬ при сухому терті ковзання на повітрі Найбільш близьким за технічною суттю є зносо - жаростійкий матеріал для газотермічного напилення ПНХА1 на основі ніхрому(ТУ 467-52-90 ІПМ АН України), що був узятий як прототип алюміній та скандій, а також подвійний карбід титану та хрому, при наступному співвідношенні компонентів, масові % хром 23 42 ітрій 0,5 1,0 алюміній 12 18 скандій 0,5 1,0 подвійний карбід титанута хрому 0,5 5,0 нікель решта Він МІСТИТЬ хром-кобальт-ітрій-карбід титану нітрид алюмінію-нікель з наступним співвідношенням компонентів, масові % хром 13,5-19,0 кобальт 0,5 - 5,0 ітрій 0,5-1,0 карбід титану 0,5 - 5,0 нітрид алюмінію 4,5 - 21,0 нікель решта Однак, даний матеріал не надає одночасно достатньої ЗНОСОСТІЙКОСТІ та твердості газотермічному покриттю при потрібній жаростійкості, що обумовлено обмеженням на вміст карбіду титану у складі матеріалу(підвищений вміст карбіду титану веде до зниження жаростійкості даного матеріалу) В основу винаходу поставлено задачу удосконалити зносо- жаростійкий матеріал на основі ніхрому шляхом введення нових компонентів та їх нового співвідношення між собою, що забезпечує підвищення ЗНОСОСТІЙКОСТІ та твердості матеріалу для газотермічного нанесення покриттів Поставлена задача досягається тим, що зносо- жаростійкий матеріал, який включає нікель хром - ітрій, згідно винаходу, додатково містить алюміній та скандій у вигляді лігатури, а також подвійний карбід титану та хрому, при наступному співвідношенні компонентів, масові % хром 23 - 42 ітрій 0,5-1,0 алюміній 12 -18 скандій 0,5 -1,0 подвійний карбід титану та 0,5 - 5,0 1 О о ю ю 55007 хрому нікель решта Скандій введено до складу матеріалу у вигляді лігатури Al-Sc Він разом з ітрієм забезпечує підвищення ЗНОСОСТІЙКОСТІ та твердості покриття Подвійний карбід титану та хрому забезпечує ЗНОСОСТІЙКІСТЬ при високих температурах Склад матеріалу для покриттів, що включає граничні, середні значення вмісту компонентів і значення, які виходять за межі, а також виміряні ЗНОСОСТІЙКІСТЬ та твердість, наведені у таблиці Матеріал отримують методом розплавлення всіх компонентів у індукційній вакуумній печі, з наступним розпиленням розплаву в захисній атмосфері на установці марки "УРС-40" Далі здійснюється змішування його у шарових млинах із подвійним карбідом титану та хрому Покриття наносились надзвуковим плазмовим методом на установці типу "Киів-7" із застосуванням, як плазмоутворювальний газ, суміші вуглеводневого газу з повітрям Випробування на інтенсивність зносу при сухому терті ковзання на повітрі(режими випробувань навантаження Р = 1МПа, швидкість V = 0,5м/с) проведені на машині тертя 2070СМТ-1 (за ГОСТ 26614-85), а мікротвердість покриттів визначалась на приладі ПМТ-3 Результати випробувань оброблялись згідно з ГОСТ 23211-80 Даний зносо- жаростійкий матеріал має перевагу перед прототипом - ЗНОСОСТІЙКІСТЬ його у 1,4 1,75 разів, а мікротвердість у 1,1 - 1,5 разів вища ніж у прототипу при високій жаростійкості за рахунок утворення потрійного штерметаліду системи "нікель-алюміній-скандій" та карбіду скандію(підвищує твердість матеріалу) Таблиця Результати випробувань на ЗНОСОСТІЙКІСТЬ та твердість № 1 2 3 4 5 6 Інтенсивність зносу Граничні значення спіКомпоненти матеріалу Ваговий склад компри сухому терті Мікротвердість відношення компоненпокриття понентів, масові % ковзання на повітрі, (Нм), ГПа тів мм3/1000м см 2 Хром 23,0 Ітрій 0,5 АЛЮМІНІЙ 12,0 Мінімальне значення Скандій 0,5 20 5,2-6,1 добавок Подвійний карбід Ті та 0,5 Сг Нікель 63,5 Хром 30,0 Ітрій 0,75 АЛЮМІНІЙ 15,0 Середнє значеннядоСкандій 0,75 18 5,1 -5,7 бавок Подвійний карбід Ті та 2,5 Сг Нікель 51,0 Хром 42,0 Ітрій 1,0 АЛЮМІНІЙ 18,0 Максимальне значення Скандій 1,0 16 5,0-,6 добавок Подвійний карбід Ті та 5,0 Сг Нікель 33,0 Хром 20,0 Ітрій 0,2 АЛЮМІНІЙ 10,0 КІЛЬКІСТЬ добавок менша за мінімальне 25 5,2-6 Скандій 0,2 значення Подвійний карбід Ті та 0,1 Сг Нікель 69,5 Хром 48,0 Ітрій 1,5 АЛЮМІНІЙ 20,0 КІЛЬКІСТЬ добавок більша за максимальне 22 4,8-5,2 Скандій 1,5 значення Подвійний карбід Ті та 7,0 Сг Нікель 22,0 Прототип 28 3,7-5,6 5 55007 У таблиці наведені результати випробувань на ЗНОСОСТІЙКІСТЬ та твердість матеріалу, який має різні співвідношення компонентів у своєму складі, граничні і позаграничні співвідношення компонентів, а також аналогічні характеристики прототипу 6 Доведено, що тільки у межах запропонованих співвідношень компонентів патентованого матеріалу, має місце підвищення вказаних властивостей порівняно з прототипом Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24