Спосіб виготовлення електроплавленого порошку стабілізованого діоксиду цирконію для плазмового напилення

Реферат: Винахід належить до промисловості вогнетривких порошкових матеріалів, а саме, порошків для плазмового напилення. Спосіб виготовлення електроплавленого порошку стабілізованого діоксиду цирконію для плазмового напилення включає змішування порошків діоксиду цирконію і стабілізуючої добавки, плавлення суміші, подрібнення електроплавленого матеріалу, його розсів, очищення від заліза, яке здійснюють шляхом обробки електроплавленого матеріалу 3 водним розчином соляної кислоти із щільністю 1,14-1,16 г/см , гідрокласифікацію, яку здійснюють в 4-5 етапів, на останньому етапі гідрокласифікації вводять 0,1-0,3 % диспергуючої добавки із поліетиленгліколю, виділену фракцію електроплавленого порошку додатково сушать UA 107462 C2 (12) UA 107462 C2 при температурі 100-120 °С до залишкової вологості, яка не перевищує 0,1-0,2 %. Застосування винаходу забезпечує створення електроплавленого порошку стабілізованого діоксиду цирконію для плазмового напилення з високою текучістю та одержання щільних покриттів з високою адгезійною міцністю. UA 107462 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до промисловості вогнетривких порошкових матеріалів, а саме, порошків для плазмового напилення і може бути використаний для одержання покриттів на металеві деталі різних машин і механізмів. Відомий спосіб виготовлення порошків для плазмового напилення із стабілізованого діоксиду цирконію, який включає змішування порошків діоксиду цирконію і стабілізуючої добавки, плавку суміші, подрібнення електроплавленого матеріалу, його розсів, електромагнитну сепарацію [Електроплавлені порошки на основі діоксиду цирконію. В. Д. Ткаченко, И. В. Плескач, І. Р. Донець і ін. Скло і кераміка. 1991. № 8, с. 25-26.]. Основним недоліком указаного способу є те, що при одержанні хімічно однорідних порошків, вони характеризуються недостатньою текучістю. Найбільш близьким до винаходу за технічною сутністю і результатом, який досягається, є спосіб виготовлення електроплавлених порошків для плазмового напилення із стабілізованого діоксиду цирконію, який включає змішування порошків діоксиду цирконію і стабілізуючої добавки, плавлення суміші, подрібнення електроплавленого матеріалу, його розсів, електромагнитну сепарацію, гідрокласифікацію з введенням 0,01-0,075 % поверхнево-активної речовини, за яку використовують триетаноламін або суміш жирних кислот С 7 - С9 (СООН) [Пат. України № 74190, МПК С04В 35/48, C01G 25/02, 2005 p.] В даному технічному рішенні, хоча і утворюється можливість одержання хімічно однорідних порошків, проте їх текучість недостатньо висока (60 с), що не забезпечує одержання якісних покриттів, стійких до дії агресивних середовищ. В основу винаходу поставлена задача створення способу виготовлення електроплавленого порошку, стабілізованого (4,0-6,0 мас. % СаО або 7,0-21,0 мас. % Y2O3) діоксиду цирконію для плазмового напилення, в якому очищення електроплавленого матеріалу від заліза, здійснюють 3 шляхом його обробки водним розчином соляної кислоти із щільністю 1,14-1,16 г/см , гідрокласифікацію здійснюють в 4-5 етапів, а поверхнево-активну речовину, за яку використовують 0,1-0,3 % диспергуючої добавки із поліетиленгліколю, вводять на останньому етапі гідрокласифікації, виділену фракцію електроплавленого порошку додатково сушать при температурі 100-120 °C до залишкової вологості, яка не перевищує 0,1-0,2 %, що забезпечує підвищення текучості порошків, і у свою чергу, одержання щільних покриттів з високою адгезійною міцністю. Поставлена задача вирішується тим, що: Спосіб виготовлення електроплавленого порошку стабілізованого діоксиду цирконію для плазмового напилення, який включає змішування порошків діоксиду цирконію і стабілізуючої добавки, плавлення суміші, подрібнення електроплавленого матеріалу, його розсів, очищення від заліза, гідрокласифікацію з введенням 0,01-0,075 % поверхнево-активної речовини, який відрізняється тим, що очищення електроплавленого матеріалу від заліза здійснюють шляхом 3 його обробки водним розчином соляної кислоти із щільністю 1,14-1,16 г/см , гідрокласифікацію здійснюють в 4-5 етапів, а поверхнево-активну речовину, за яку використовують 0,1-0,3 % диспергуючої добавки із поліетиленгліколю, вводять на останньому етапі гідрокласифікації, виділену фракцію електроплавленого порошку додатково сушать при температурі 100-120 °C до залишкової вологості, яка не перевищує 0,1-0,2 %. Відмітною особливістю запропонованого способу виготовлення електроплавленого порошку стабілізованого діоксиду цирконію для плазмового напилення є те, що очищення електроплавленого матеріалу від заліза (у вигляді механічних включень) здійснюють шляхом 3 його обробки водним розчином соляної кислоти із щільністю 1,14-1,16 г/см , це забезпечує отримання однорідного по хімічному складу порошку, який містить не більше 0,005-0,010 мас. % Fe мет. (або не більше 0,12-0,17 мас. % в перерахунку на Fе2О3), що в свою чергу, забезпечує підвищення температури експлуатації покриттів із цього порошку за рахунок зниження вмісту легкоплавкого оксиду (тобто Fе2О3). При гідрокласифікації порошку, (особливо мікропорошку, наприклад, фракції 40-20 мкм), яку здійснюють в 4-5 етапів і введення на останньому етапі гідрокласифікації ПАР (поверхнево-активна речовина) нового покоління - 0,1-0,3 % диспергуючої добавки із поліетиленгліколю, яка адсорбується на поверхні часток порошку, забезпечуючи зниження поверхневого натягу додатково висушеного при температурі 100-120 °C до залишкової вологості, яка не перевищує 0,1-0,2 %, порошку забезпечить також зниження вільної енергії системи, тобто ліквідує причини, які приводять до злипання часток і збільшить їх текучість і сипкість. Все це дає можливість одержання щільних покриттів, які характеризуються високою стійкістю до впливу агресивних середовищ. На дослідному виробництві ПАТ "УКРНДІВ ІМЕНІ А. С. БЕРЕЖНОГО" були виготовлені електроплавлені порошки для плазмового напилення за передбачуваним способом і прототипом. 1 UA 107462 C2 5 Передбачуваний винахід ілюструється прикладами, які наведені в таблиці. Аналіз даних, приведених у таблиці, свідчить про те, що електроплавлені порошки для плазмового напилення, які виготовлені за передбачуваним способом (приклади 2-4), в порівнянні з прототипом (приклад 1), володіють більш високою текучістю (на ~20 %) і забезпечують одержання щільних (в ~0,9 рази) покриттів, з більш високою (в 1,2 рази) адгезійною міцністю. Заявлене технічне рішення намічається до впровадження на дослідному виробництві ПАТ "УКРНДІВ ІМЕНІ А. С. БЕРЕЖНОГО в 2012-2013 роках. Таблиця Спосіб виготовлення електроплавлених порошків для плазмового напилення, їх властивості. Найменування Приклади параметрів способу і показники №1 №2 №3 №4 №5 №6 властивостей прототип оптимальний запропонований запропонований позамежний позамежний порошків 1. Спосіб виготовлення: Змішування порошків ZrО2 зі + + + + + + стабілізуючою добавкою Змішування + + + + + порошків ZrО2 з 4,0-6,0 % СаО 5,0 % СаО 4,0 % СаО 6,0 % СаО 3,0 % СаО 7,0 % СаО Змішування + + + + + порошків ZrО2 з 7,0-21,0 % Y2O3 14,0 % Y2O3 7,0 % Y2O3 21,0 % Y2O3 6,0 % Y2O3 22,0 % Y2O3 - Плавка суміші + + + + + + Подрібнення електроплавленого + + + + + + матеріалу Розсів електроплавленого + + + + + + матеріалу Електромагнітна сепарація електроплавленого + матеріалу (очищення від заліза) - Очищення від заліза шляхом обробки водним розчином соляної + + + + + кислоти із щільністю 1,143 1,16 г/см - Гідрокласифікація електроплавленого матеріалу з + введенням ПАР 0,075 % (триетаноламіну або С7 - С9 (СООН) 10 2 UA 107462 C2 Продовження таблиці Найменування Приклади параметрів способу і показники №1 №2 №3 №4 №5 №6 властивостей прототип оптимальний запропонований запропонований позамежний позамежний порошків Гідрокласифікація електроплавленого + + + + + матеріалу в 4-5 етапів з введенням ПАР (диспергуючої добавки із 0,2 0,1 0,3 0,05 0,4 поліетиленгліколю) на останньому етапі Сушка при температурі 100120 °C до залишкової + + + + + вологості, яка не перевищує 0,10,2 % 2. Властивості електроплавлених порошків: Текучість порошків фракції 60,0 48,0 50,0 49,0 54,0 52,0 ) 40-20 мкм, с* Властивості покриттів: Відкрита 16,8 14,3 15,0 14,6 16,0 15,6 пористість, % Адгезійна 36,3 45,8 44 44,9 39,0 41,8 міцність, МПа ) * Час витікання 50 г порошку із каліброваної лійки з діаметром отвору 2,5 мм (МТІ 322-43-2008) ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 Спосіб виготовлення електроплавленого порошку стабілізованого діоксиду цирконію для плазмового напилення, який включає змішування порошків діоксиду цирконію і стабілізуючої добавки, плавлення суміші, подрібнення електроплавленого матеріалу, його розсів, очищення від заліза, гідрокласифікацію з введенням поверхнево-активної речовини, який відрізняється тим, що очищення електроплавленого матеріалу від заліза здійснюють шляхом його обробки 3 водним розчином соляної кислоти із щільністю 1,14-1,16 г/см , гідрокласифікацію здійснюють в 4-5 етапів, а поверхнево-активну речовину, за яку використовують 0,1-0,3 % диспергуючої добавки із поліетиленгліколю, вводять на останньому етапі гідрокласифікації, виділену фракцію електроплавленого порошку додатково сушать при температурі 100-120 °С до залишкової вологості, яка не перевищує 0,1-0,2 %. 15 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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 3