Засіб підвищення зносостійкості покриттів високотемпературного призначення

Засіб підвищення зносостійкості газотермічних покриттів високотемпературного призначення, у якому на попередньому етапі нанесення електроіскрового підшару як легуючий електрод використовується високотемпературний матеріал, у складі якого присутні ті ж самі компоненти, що і у складі композиційного порошку, який наноситься на наступному етапі, при газотермічному напиленні у вихровому магнітному полі з подальшою ультразвуковою обробкою. (19) (21) u201104997 (22) 20.04.2011 (24) 25.11.2011 (46) 25.11.2011, Бюл.№ 22, 2011 р. (72) НЕДАЙБОРЩ СЕРГІЙ ДМИТРОВИЧ, ЄГОРОВ ІГОР ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ЩЕПЕТОВ ВІТАЛІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, ПАНАСЮК АЛЛА ДЕНИСІВНА, ПОДЧЕРНЯЄВА ІРИНА ОЛЕКСАНДРІВНА, ЛЯШЕНКО БОРИС АРТЕМІЙОВИЧ, АСТАХОВ ЄВГЕН АРКАДІЙОВИЧ, ХАРЧЕНКО ОЛЕНА ВАСИЛІВНА 3 65012 обробку поверхні. Останнє значно поліпшує екологічні обставини і знижує вартість технології. Поставлена задача вирішується тим, що попередня обробка поверхні відбувається шляхом ЕІЛ високотемпературним матеріалом електроду і наступним нанесенням газотермічного покриття у вихровому магнітному полі із застосуванням порошку, склад якого близький до складу легуючого електроду. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак винаходу і технічного результату очевидний із нижче наведеного опису. При попередньому ЕІЛ високотемпературним матеріалом поверхні, що оброблюється, формується електроіскрове покриття із відсутніми легкоплавкими компонентами і шорсткістю Ra=520, яка достатня для того, щоб забезпечити механічне зчеплення наступного газотермічного покриття з поверхнею і виключити з технологічного процесу дробоструйну обробку, що значно знижує вартість технології і поліпшує екологічні обставини. У складі електроіскрового покриття, що попередньо наноситься, присутні ті ж самі тугоплавкі компоненти, що і у складі порошку, який напилюється на поверхню газотермічним методом на другому етапі обробки. Близькість фазових складових електроіскрового підшару та порошку, який напилюється, забезпечує підвищену міцність адгезійного зв'язку газотермічного покриття з підкладкою, що запобігає відшаруванню покриття і обумовлює підвищення його зносостійкості. Наявність тугоплавких компонентів у складі електроіскрового підшару забезпечує можливість використання газотермічного покриття в умовах підвищених температур експлуатації. Запропонований засіб може використовуватися як засіб підвищення зносостійкості газотермічних покриттів на деталях машин і пристроїв трибологічного призначення, що працюють в умовах відсутності мастил при терті та підвищених швидкісно-навантажувальних параметрах. Засіб здійснюють таким чином. 4 На першому етапі проводять ЕІЛ поверхні сталевого зразка із застосуванням відомого високотемпературного електродного матеріалу ТБНА складу (мас. %): 50AlN+50TiB2 [+]. На другому етапі на поверхні отриманого електроіскрового підшару наносять плазмове покриття з композиційного порошку того ж самого складу, то і електрод, з додаванням 30 мас. % металевої зв'язки Ni-Cr. Товщина таких покриттів становить 100±15 мкм. Як прототип використовують зразок, в якому на першому етапі обробки електроіскровий підшар отримано при ЕІЛ олов'яним електродом (Sn), а на другому етапі газотермічне покриття отримане із застосуванням порошку складу ТБНА з додаванням 30 мас. % зв'язки Ni-Cr. На отриманих зразках визначають триботехнічні властивості (коефіцієнт тертя f та інтенсивність зношування І, мкм/м) в умовах відсутності мастил при терті на повітрі при різних швидкостях ковзання та постійному навантаженні Р, при зіставленні з прототипом, що наведено в таблиці 1. З наведених у таблиці властивостей видно, що засіб, який заявляється, забезпечує у порівнянні з прототипом в 3-7 разів менший знос газотермічного покриття при підвищених швидкостях ковзання і працює ефективно навіть при таких високих їх значеннях, при яких спостерігається повне відшарування покриття зразка прототипу. ЕІЛ зразків зі сталі 30ХГСНА розміром 15x15x5 здійснюють із використанням установки "Елітрон21" в режимі: 2 питомий час обробки - 2 хв./см , енергія в імпульсі - 0,08 Дж, частота імпульсів - 1200 Гц. Зразки електродів для ЕІЛ розміром 3x4x35 мм отримані методом гарячого пресування в Інституті проблем матеріалознавства НАН України. Таблиця 1 Властивості газотермічних покриттів Швидкість ковзання V, м/с (Р=10 МПа) 0,8 2,0 4,0 5,0 6,0 10,0 14,0 Засіб, що заявляється f±0,04 1±5, мкм/м 0,35 25 0,32 20 0,30 13 0,29 8 0,29 6 0,28 6 0,27 5 f±0,04 0,35 0,34 0,33 0,33 * * * Прототип 1±5, мкм/м 10 18 32 60 * * * * повне відшарування покриття Плазмове покриття осаджують із використанням установки УПУ-8М про розміщенні плазмометра на відстані 100-120 мм від зразка; витрата 3 газу (аргон+азот) становить від 0,03 до 0,05 м /хв. Композиційний порошок для газотермічного напилення отримують гарячим пресуванням з наступним подрібненням епіків та гранулюванням; розмір частинок порошку становить 80-100 мкм. 5 Триботехнічні характеристики (коефіцієнт тертя f та інтенсивність зношування І, мкм/м) вимірюють на установці УМТ-2М в діапазоні швидкостей ковзання V=0,8-14 м/с при постійному навантаженні Р=10 МПа в умовах відсутності мастил при терті на повітрі; схема контакту - торцьове тертя, контртіло - сталь ШХ15. Металографічний аналіз зразків здійснюють з використанням приладу ПМТ-3. Засіб, що заявляється, можна використати для отримання газотермічних покриттів (плазмових, Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 65012 6 детонаційних, високошвидкісного газопламеневого напилення), які працюють при підвищених температурах, в умовах тертя; відсутністю мастила при високих швидкісно-навантажувальних параметрах, зокрема, на направляючих закрилків авіаційних літаків із сталі 30ХГСНА, а також на важливих деталях в авіабудуванні, автобудуванні, агропромисловому комплексі легкій та хімічній промисловості. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601