Захисне демпфірувальне покриття на металевій підкладці

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Захисне демпфірувальне покриття на металевій підкладці, що складається з зовнішнього захисного металокерамічного шару і зв’язуючого шару між металевою підкладкою і зазначеним зовнішнім захисним металокерамічним шаром, яке відрізняється тим, що зв’язуючий шар містить олово, хром і щонайменше один оксид, вибраний із групи, що складається з оксиду магнію, оксиду церію, оксиду цирконію й оксиду алюмінію, з таким співвідношенням компонентів, мас. %:

олово

10-40

хром

10-30

оксид(и)

решта,

а зовнішній захисний шар містить олово, хром і щонайменше один оксид або суміш оксидів, які вибрані із групи, що складається з оксиду магнію, оксиду церію, оксиду цирконію й оксиду алюмінію, з таким співвідношенням компонентів, мас. %:

олово

5-20

хром

10-20

оксид(и) або суміш оксидів

решта.

2. Захисне демпфірувальне покриття за п. 1, яке відрізняється тим, що зв’язуючий шар містить олово, хром і оксид магнію з таким співвідношенням компонентів, мас. %:

олово

10-40

хром

10-30

оксид магнію

решта,

а зовнішній захисний шар містить олово, хром і суміш оксиду магнію й оксиду церію з таким співвідношенням компонентів, мас. %:

олово

5-20

хром

10-20

суміш оксиду магнію й оксиду церію

решта,

причому вміст оксиду магнію в згаданій суміші оксиду магнію й оксиду церію становить від 60 мас. % до 100 мас. %.

3. Захисне демпфірувальне покриття за п. 1, яке відрізняється тим, що зв’язуючий шар містить олово, хром і оксид магнію з таким співвідношенням компонентів, мас. %:

олово

10-40

хром

10-30

оксид магнію

решта,

а зовнішній захисний шар містить олово, хром і суміш оксиду магнію й оксиду алюмінію з таким співвідношенням компонентів, мас. %:

олово

5-20

хром

10-20

суміш оксиду магнію й оксиду алюмінію

решта,

причому вміст оксиду магнію в згаданій суміші оксиду магнію й оксиду алюмінію становить від 60 мас. % до 100 мас. %.

4. Захисне демпфірувальне покриття за п. 1, яке відрізняється тим, що зв’язуючий шар містить олово, хром і оксид церію з таким співвідношенням компонентів, мас. %:

олово

10-40

хром

10-30

оксид церію

решта,

а зовнішній захисний шар містить олово, хром і суміш оксиду церію й оксиду алюмінію з таким співвідношенням компонентів, мас. %:

олово

5-20

хром

10-20

суміш оксиду церію й оксиду алюмінію

решта,

причому вміст оксиду церію в згаданій суміші оксиду церію й оксиду алюмінію становить від 60 мас. % до 100 мас. %.

5. Захисне демпфірувальне покриття за п. 1, яке відрізняється тим, що зв’язуючий шар містить олово, хром і оксид церію з таким співвідношенням компонентів, мас. %:

олово

10-40

хром

10-30

оксид церію

решта,

а зовнішній захисний шар містить олово, хром і суміш оксиду церію й оксиду цирконію з таким співвідношенням компонентів, мас. %:

олово

5-20

хром

10-20

суміш оксиду церію й оксиду цирконію

решта,

причому вміст оксиду церію в згаданій суміші оксиду церію й оксиду цирконію становить від 60 мас. % до 100 мас. %.

6. Захисне демпфірувальне покриття за п. 1, яке відрізняється тим, що зв’язуючий шар містить олово, хром і оксид алюмінію з таким співвідношенням компонентів, мас. %:

олово

10-40

хром

10-30

оксид алюмінію

решта,

а зовнішній захисний шар містить олово, хром і суміш оксиду алюмінію и оксиду цирконію з таким співвідношенням компонентів, мас. %:

олово

5-20

хром

10-20

суміш оксиду алюмінію й оксиду цирконію

решта,

причому вміст оксиду алюмінію в згаданій суміші оксиду алюмінію й оксиду цирконію становить від 60 мас. % до 100 мас. %.

7. Захисне демпфірувальне покриття за будь-яким з попередніх пунктів, яке відрізняється тим, що товщина захисного шару становить від 20 мкм до 150 мкм.

8. Захисне демпфірувальне покриття за будь-яким з попередніх пунктів, яке відрізняється тим, що мікротвердість покриття становить щонайменше 15 ГПа.

Текст

1. Захисне демпфірувальне покриття на металевій підкладці, що складається з зовнішнього захисного металокерамічного шару і зв’язуючого шару між металевою підкладкою і зазначеним зовнішнім захисним металокерамічним шаром, яке відрізняє ться тим, що зв’язуючий шар містить олово, хром і щонайменше один оксид, вибраний із групи, що складається з оксиду магнію, оксиду церію, оксиду цирконію й оксиду алюмінію, з таким співвідношенням компонентів, мас. %: олово 10-40 хром 10-30 оксид(и) решта, а зовнішній захисний шар містить олово, хром і щонайменше один оксид або суміш оксидів, які вибрані із групи, що складається з оксиду магнію, оксиду церію, оксиду цирконію й оксиду алюмінію, з таким співвідношенням компонентів, мас. %: олово 5-20 хром 10-20 оксид(и) або суміш оксидів решта. 2. Захисне демпфірувальне покриття за п. 1, яке відрізняє ться тим, що зв’язуючий шар містить 2 (19) 1 3 71622 4 5. Захисне демпфірувальне покриття за п. 1, яке олово 10-40 відрізняє ться тим, що зв’язуючий шар містіть хром 10-30 олово, хром і оксид церію з таким співвідношенням оксид алюмінію решта, компонентів, мас. %: а зовнішній захисний шар містить олово, хром і олово 10-40 суміш оксиду алюмінію и оксиду цирконію з таким хром 10-30 співвідношенням компонентів, мас. %: оксид церію решта, олово 5-20 а зовнішній захисний шар містить олово, хром і хром 10-20 суміш оксиду церію й оксиду цирконію з таким суміш оксиду алюмінію й оксиду цирспіввідношенням компонентів, мас. %: конію решта, олово 5-20 причому вміст оксиду алюмінію в згаданій суміші хром 10-20 оксиду алюмінію й оксиду цирконію становить від суміш оксиду церію й оксиду цирко60 мас. % до 100 мас. %. нію 7. Захисне демпфірувальне покриття за будь-яким решта, причому вміст оксиду церію в згаданій суміші окз попередніх пунктів, яке відрізняється тим, що сиду церію й оксиду цирконію становить від 60 товщина захисного шару становить від 20 мкм до мас. % до 100 мас. %. 150 мкм. 6. Захисне демпфірувальне покриття за п. 1, яке 8. Захисне демпфірувальне покриття за будь-яким відрізняє ться тим, що зв’язуючий шар містить з попередніх пунктів, яке відрізняється тим, що олово, хром і оксид алюмінію з таким співвідномікротвердість покриття становить щонайменше шенням компонентів, мас. %: 15 ГПа. Цей винахід відноситься до захисних покриттів на металевих поверхнях, а більш точно, до захисних металокерамічних покриттів на металевих виробах, що працюють в області температур до 500°С, наприклад, для титанових лопаток компресора газових турбін. Деталі машин і механізмів, виготовлені з металевих матеріалів, наприклад, титанові лопатки компресорів, підпадають під вплив вібрацій, а їхня поверхня взаємодіє з потоком твердих часток, що спричиняє істотне зниження їхньої працездатності. Для захисту деталей від механічних пошкоджень, наприклад, при роботі в потоці газів, що містять тверді мікроскопічні частки, розроблено захисні покриття на основі твердих сплавів, кераміки і металокераміки. Оскільки працездатність захисних покриттів істотно залежить не тільки від твердості і зносостійкості покриття, але і від величини адгезії покриття з металевою поверхнею, то підвищенню її величини шляхом зміни конструкції покриття було приділено велику увагу. Ефективне рішення цієї проблеми можливе, наприклад, при створенні на поверхні металевих сплавів градієнтних покриттів (MRS Bulletin, v.20, N1, 1995). Такі покриття можна отримати за допомогою сучасних технологій плазмового напилювання (APS), вакуумно-плазмового (VPS, LPPS) і електронно-променевого осадження у вакуумі (EBPVD). Найбільш ефективний захист поверхні виробів титанових сплавів від механічних ушкоджень досягається за допомогою формування на поверхні виробів градієнтних покриттів із зовнішнім керамічним шаром, наприклад покриття NiCrCoAl/ZrO2, за допомогою APS (Xiong Xinhua et al., Surface and Coatings Technology, v.88, (1997), p.66-69). Високі захисні властивості можуть бути досягнуті при використанні градієнтних металокерамічних покриттів, сформованих на поверхні титанових сплавів за допомогою електронно-променевого осадження. Так, у заявці PCT/UA/00010, МПК 14/06, 14/30, 04.06.1999, публікація WO99/63127 від 9.12.1999, запропоновано захисне градієнтне покриття, до складу якого входить олово, хром і оксиди хрому, магнію й алюмінію, що формується шляхом випаровування суміші порошків зазначених металів і оксидів. Через різницю пружності парів компонентна металевій поверхні, що знаходиться при температурі 300-400°С, формується покриття перемінного складу, у якому шари, які прилягають до поверхні підкладки, збагачені оловом і хромом, що забезпечує високу адгезію покриття і підкладки, а верхні шари збагачені оксидами, що сприяє високій твердості покриття. При цьому розподіл олова по товщині покриття характеризується різким зменшенням концентрації олова при віддаленні від границі розділу покриття/підкладка таким чином, що верхні шари практично не містять олова. Вказана структура покриття забезпечує йому .високу твердість на рівні 20ГПа при високій адгезії покриття до підкладки. Основним недоліком розроблених захисних покриттів є їх низька здатність до демпфірування вібрації. Тому для зниження вібраційного навантаження на елементи конструкцій, наприклад, лопатки газових турбін, на їхніх поверхнях формують покриття, що мають підвищену здатність до дисипації енергії пружних коливань. Так, наприклад, було розроблено одношарові демпфіруючи металокерамічні покриття з високою твердістю на основі системи кобальт-карбід вольфраму; що 5 71622 6 містить від 13 до 21мас.% кобальту (патент США один оксид або суміш оксидів, які обрані з групи, №6059533, 9.05.2000). В описі винаходу відсутні що складається з оксиду магнію, оксиду церію, дані про умови осадження таких покриттів, про оксиду цирконію й оксиду алюмінію, при такому величину адгезії покриття і підкладки, а також про співвідношенні компонентів, мас.%: олово 5-20, ступінь демпфірування. Разом з тим, можна прихром 10-20, оксид(и) - інше. пустити, що через різницю коефіцієнтів термічного У даному випадку зв’язуючий шар забезпечує розширення матеріалів покриття і підкладки на високу міцність з'єднання підкладка/покриття внаграниці розділу будуть виникати високі пружні наслідок наявності в складі цього шару олова і хропруження, що може спричиняти відшарування пому, а поєднання високої твердості й аномально криття і зниження довговічності роботи виробів. високої демпфіруючої здатності захисного шару Найбільш близьким до цього винаходу по суобумовлено гетерогенною структурою шару, що купності істотних ознак є розкрите в публікації заскладається з твердої металоксидної основи і виявки на Європейський патент №ЕР1026366А1, сокопластичної складової, здатної до пластичного МПК 7F01D5/26, 5/28, Бюл. 2000/32, 09.08.2000 плину під дією напруг, що виникають у покритті. (прототип) захисне демпфіруюче покриття на меВ одному з конкретних втілень даного винахоталевій підкладці, що складається з зовнішнього ду зв’язуючий шар містить олово, хром і оксид захисного металокерамічного шару і зв’язуючого магнію з таким співвідношенням компонент, шару між металевою підкладкою і зазначеним зовмас.%: олово 10-40, хром 10-30, оксид магнію нішнім захисним металокерамічним шаром. Відпоінше, а зовнішній захисний шар містить олово, відно до опису винаходу, основою згаданого спохром і суміш оксиду магнію й оксиду церію з таким лучного шару є сплав системи МСrАІХ, де Х-один співвідношенням компонент, мас.%: олово 5-20, з рідкоземельних елементів чи один з елементів хром 10-20, суміш оксиду магнію й оксиду церію ряду Y, Та, Th чи Li товщиною від 0,012 до 0,5мм, інше, причому вміст оксиду магнію в згаданій сув якому відбувається перехід з крихкого стану в міші оксиду магнію й оксиду церію становить від пластичний в області робочих температур лопат60мас.% до 100мас.%. Такий склад зовнішнього ки, що й забезпечує високий рівень демпфірузахисного шару забезпечує більш високу твердість вання коливань таким покриттям завдяки пружпокриття. но-в’язкому з'єднанню підкладки і керамічного Ще в одному конкретному втіленні даного випокриття. находу зв’язуючий шар містить олово, хром і оксид З опису винаходу випливає, що високі демпмагнію з таким співвідношенням компонент, фіруючи властивості досягаються в області підвимас.%: олово 10-40, хром 10-30, оксид магнію щених температур (вище 700°С), достатніх для інше, а зовнішній захисний шар містить олово, переходу сплаву МСrАІХ у пластичний стан. Тому хром і суміш оксиду магнію й оксиду алюмінію з залишається невирішеною проблема одержання таким співвідношенням компонент, мас.%: олово 5 високого демпфірування в захисних покриттях для - 20, хром 10 - 20, суміш оксиду магнію й оксиду титанових сплавів, що працюють в області низьких алюмінію - інше, причому вміст оксиду магнію в (нижче 0°С) і середніх температур (до 500°С). Крім згаданій суміші оксиду магнію й оксиду алюмінію того, проблематичним є отримання високого рівня становить від 60мас.% до 100мас.%. При такому адгезії сплаву МСrАІХ на титанових поверхнях, що складі верхнього захисного шару нарівні з високою є необхідною умовою для забезпечення високої твердістю досягається низька шорсткість поверхні довговічності роботи виробів, а саме покриттів, що покриття. нарівні з високою твердістю здатні розсіювати У ще одному конкретному втіленні даного виенергію пружних коливань конструкційних елеменнаходу зв’язуючий шар містить олово, хром і оксид тів, що піддаються вібраційним навантаженням, церію з таким співвідношенням компонент, мас.%: наприклад, лопаток газових турбін. олово 10-40, хром 10-30, оксид церію - інше, а зоЗадачею цього винаходу є створення твердого внішній захисний шар містить олово, хром і суміш вібропоглинаючого покриття для металевих детаоксиду церію й оксиду алюмінію з таким співвідлей, більш конкретно-градієнтного двошарового ношенням компонент, мас.%: олово 5-20, хром 10покриття, яке за рахунок відповідного вибору стру20, суміш оксиду церію й оксиду алюмінію - інше, ктури покриття, мало б не тільки високу адгезією причому вміст оксиду церію в згаданій суміші окдо підкладки і високу твердість, але й високу демсиду церію й оксиду алюмінію становить від пфіруючу здатність в області температур до 60мас.% до 100мас.%. Використання суміші окси500°С. дів церію і алюмінію як оксидної складової верхВказана задача вирішена тим, що запропононього захисного шару забезпечує стабільність вано захисне демпфіруюче покриття на металевій властивостей покриття при високих температурах. підкладці, що складається з зовнішнього захисного В іншому конкретному втіленні даного винахометалокерамічного шару і зв'язуючого шару між ду зв’язуючий шар містить олово, хром і оксид металевою підкладкою і зазначеним зовнішнім церію з таким співвідношенням компонент, мас.%: захисним металокерамічним шаром, у якому, відолово 10-40, хром 10-30, оксид церію - інше, а зоповідно до винаходу, зв’язуючий шар містить оловнішній захисний шар містить олово, хром і суміш во, хром і щонайменше один оксид, вибраний із оксиду церію й оксиду цирконію з таким співвідногрупи, що складається з оксиду магнію, оксиду шенням компонент, мас.%: олово 5-20, хром 10-20, церію, оксиду цирконію й оксиду алюмінію, при суміш оксиду церію й оксиду цирконію - інше, принаступному співвідношенні компонентів, мас.%: чому вміст оксиду церію в згаданій суміші оксиду олово 10-40, хром 10-30, оксид - інше, а зовнішній церію й оксиду цирконію становить від 60мас.% до захисний шар містить олово, хром і щонайменше 100мас.%. Такий склад верхнього захисного шару 7 71622 8 забезпечує комплекс механічних властивостей, а зразків без покриття (1) і з однобічним покриттям саме високі твердість і демпфіруючу здатність. (2), розподіл елементів у якому представлено на Ще в одному конкретному втіленні даного виФіг.6. находу зв’язуючий шар містить олово, хром і оксид Тверде вібропоглинаюче метал-керамічне поалюмінію з таким співвідношенням компонент, криття для металевої деталі складається з двох мас.%: олово 10-40, хром 10-30, оксид алюмінію шарів: зв'язуючого шару і захисного високодемпінше, а зовнішній захисний шар містить олово, фіруючо го шару, основою яких являються оксиди, хром і суміш оксиду алюмінію й оксиду цирконію з обрані з групи, що складається з Mg, Се, ZrО2 і таким співвідношенням компонент, мас.%: олово АІ 2О 3, до складу яких входять хром і олово за умо5-20, хром 10-20, суміш оксиду алюмінію й оксиду ви, що концентрації олова і хрому в зв'язуючому цирконію - інше, причому вміст оксиду алюмінію в шарі становлять 10-40мас.% і 10-30мас.%, відпозгаданій суміші оксиду алюмінію й оксиду цирконію відно, а концентрації олова і хрому в захисному становить від 60мас.% до 100мас.%. Оксидна високодемпфіруючому шарі становлять 5-20мас.% складова верхнього захисного шару, що складаі 10-20мас.%, відповідно. ється із суміші оксидів алюмінію і цирконію, забезВведення до складу зв'язуючого шару олова і печує високу твердість покриття. хрому в такій кількості забезпечує високу міцність Введення до складу зв'язуючого шару олова і адгезії покриття до металевої підкладки. Це забезхрому в зазначених кількостях забезпечує високу печується тим, що на початкових стадіях формуміцність адгезії покриття до металевої підкладки. вання покриття олово при температурі підкладки, Зазначені склади зовнішнього метал-керамічного що повинна бути не нижче 300°С, формує на пошару забезпечують високу твердість покриття і верхні тонку рідку плівку. Розтікаючись по поверхні високий рівень демпфірування. підкладки, тонка плівка олова в присутності атомів При цьому перевага віддається покриттям, в хрому взаємодіє з поверхневими шарами підкладяких товщина захисного шару складе від 20мкм до ки і визначає склад і структур у перехідної зони 150мкм. контакту, а неперервне збільшення концентрації Бажано також, щоб мікротвердість покриття оксиду і присутність хрому забезпечує високу міцстановила щонайменше 15ГПа. ність зв'язку зв'язуючого шару з зовнішнім металоНеобхідна структура покриття заданого складу керамічним захисним шаром. може бути отримана різними сучасними методами Склад зовнішнього метал-керамічного шару нанесення покриттів, однак найбільш ефективним обрано таким, щоб забезпечити високу твердість для цих цілей є метод електронно-променевого покриття і високий рівень демпфірування. Це довипаровування й осадження на підкладку, попересягається тим, що при взаємодії хрому з оксидом дньо нагріту до 300-500°С. формується дисперсна структура металокерамічТехнічна суть і принцип винаходу пояснюється них зерен, по межах яких локалізоване олово. При на прикладах його втілення з посиланнями на привиникненні в покритті знакозмінних напруг, викликладені креслення, де: каних вібрацією зразка, деформація покриття відНа Фіг.1 показано схему структури двошаровобувається, головним чином, за рахунок в’язкого го покриття: 1 - підкладка; 2 - зв’язуючий шар; 3 плину олова, локалізованого на межах розділу верхній захисний шар. елементів субстр уктури метал-оксидних кристаліНа Фіг.2 показано розподіл Sn, Cr, Mg і О по тів, що й забезпечує високий рівень демпфірувантовщині дво шарового покриття, у якому ня коливань. зв’язуючий шар має склад, мас.%: 16Sn, 26Cr, Переваги запропонованої структури покриття, 58MgO, а зовнішній захисний шар має склад, у порівнянні з відомими, ілюструються в наступних мас.%: 11Sn, 14Cr, 75MgO. прикладах. Приклад 1 На Фіг.3. показано амплітудну (e) залежність Суміш порошків системи Sn-Cr-MgO при співдемпфіруючої здатності d(e) плоских титанових відношенні компонентів, мас.%: 13Sn, 13Сr, зразків без покриття (1) і з однобічним покриттям 74MgO перемішували і пресували у ви гляді табле(2), розподіл елементів у якому представлено на тки вагою 40г. Таблетку поміщали в плоский мідфіг.2. ний водоохолоджуваний тигель і проводили її елеНа Фіг.4. показано розподіл Sn, Cr, Mg і О по ктронно-променеве випаровування з наступною товщині дво шарового покриття, у якому конденсацією пари на плоскі зразки розміром зв’язуючий шар має склад, мас.%: 21Sn, 8Cr, 20х100х2.0мм з маловуглецевої сталі, міді і тита71MgO, а зовнішній захисний шар має склад, нового сплаву при температурі 300°С в вакуумі мас.%: 9Sn, 10Cr, 81MgO. при потужності електронно-променевого променя На Фіг.5. показано амплітудну (e) залежність близько 25КВт і струмі променя близько 1,5А. Віддемпфіруючої здатності d(e) плоских титанових стань від водоохолоджуваних підкладок до поверзразків без покриття (1) і з однобічним покриттям хні конденсації становила близько 300мм, товщина (2), розподіл елементів у якому представлено на градієнтного покриття становила 38мкм. Товщина фіг.4. покриття виявилася пропорційною масі випаруваНа Фіг.6. показано розподіл Sn, Cr, Mg і О по ної речовини. Одержаний таким способом розпотовщині дво шарового покриття, у якому діл концентрації елементів по товщині конденсату зв’язуючий шар має склад, мас.%: 12Sn, 13Cr, представлено на фіг.2 (покриття 1). Видно, що в 75MgO, а зовнішній захисний шар має склад, результаті такого процесу на поверхні підкламас.%: 5Sn, 18Cr, 78MgO. док формується двошарове покриття. Перший На Фіг.7. показано амплітудну (e) залежність шар (зв’язуючий) характеризується сплеском демпфіруючої здатності, d(e), плоских титанових 9 71622 10 концентрації хрому на межі розподілу підкладДемпфіруючу здатність покриття визначали, як ка/покриття, величина якої монотонно зменшуєтьі в прикладі 1, з величини затухання вільних колися по товщині зв'язуючого шару. При цьому концевань консольно закріплених плоских зразків. Ампнтрація олова й оксиду магнію плавно зростає. літудна залежність демпфірування покриття предВміст компонентів у зв'язуючому шарі виявився ставлена на фіг.5. Міцність адгезії покриття до таким, мас.%: 16Sn, 26Сr, 58MgO. Др угий (верхній підкладки і якість покриття визначали, як і в пришар) характеризується рівномірним розподілом кладі 1, з величини кута вигину зразка з покриттям оксиду магнію і хрому по товщині зразка, а концендо початку відшарування від підкладки покриття чи трація олова змінюється монотонно від 20мас.% його руйнування. У даному випадку величина кута на межі розмежування між зв'язуючим і зовнішнім вигину становила близько 90°. Мікротвердість Нm захисним шаром до свого мінімального значення поверхні покриття визначали при навантаженні поблизу зовнішньої поверхні покриття - 5мас.%. 50гр. Її величина становила 12-14ГПа. Вміст компонентів у зовнішньому захисному шарі, Приклад 3 мас.%: 11Sn-14Сr-75MgO. В умовах, ідентичних умовам прикладу 1, на Отримані зразки піддавали випробуванням на плоскі зразки розміром 20х100х2,0мм з маловугздатність до демпфірування коливань, яка визналецевої сталі, міді і титану при температурі 300°С чалась по затуханню коливань консольно закріпв вакуумі здійснювали електронно-променеве виленої пластинки з покриттям при частоті власних паровування з подальшою конденсацією таблетки коливань пластинки близько 150Гц. Амплітудна із суміші порошків складу, мас.%: 6Sn, 13Сr, залежність демпфіруючої здатності представлена 81MgO. Товщина градієнтного покриття на стаціона фіг.3 (для порівняння на цьому ж графіку принарній підкладці становила приблизно 40мкм. Розведено амплітудні залежності демпфіруючої здатподіл Sn, Cr, Mg і О по товщині двошарового покриття, отриманого при випаровуванні згаданої ності зразків без покриття). Мікротвердість Нm поверхні запропонованого покриття вимірювали таблетки, представлено на фіг.6. Вміст компоненпри навантаженні 50гр. Вона виявилася рівною тів у зв’язуючому і захисному шарах покриття ста14-16ГПа. новить, мас.%: 12Sn, 13Сr, 75MgO і 5Sn, 18Сr, Міцність з'єднання підкладка/покриття для 77MgO, відповідно. зразків із двошаровим покриттям визначали метоДемпфіруючу здатність покриття визначали, як дом трьохточкового вигину при відстані між опоі в прикладі 1, з величини затухання вільних колирами 18мм і швидкості навантаження 1мм/хв. Вевань консольно закріплених плоских зразків. Ампличина вигину становила близько 90°. літудна залежність демпфіруючого покриття предЗразки з покриттями були піддані термомехаставлена на фіг.7. Міцність адгезії покриття до нічним випробуванням з метою з'ясування сталоспідкладки і якість покриття визначали, як і в приті їхніх властивостей в умовах, близьких до екскладі 1, з величини кута вигину зразка з покриттям плуатаційних . З цією метою одна серія зразків до початку його відшарування від підкладки чи відпалювалась на повітрі на протязі 300 годин при руйнування покриття. У даному випадку величина температурі 500°С. Інша серія зразків була піддакута вигину становила близько 90°. Мікротвердість на обробці холодом: зразки багаторазово охолоНm, поверхні покриття визначали при навантаженджувалися в рідкому азоті (-180°С) і відігрівалися ні 50г. Її величина становила 12-14ГПа. до кімнатної температури (20°С). Третю серію зраІнші приклади зків піддали вібраційним навантаженням з ампліВ умовах, ідентичних умовам прикладу 1, на тудою деформації порядку 5x10-4. Виявилося, що у плоскі зразки розміром 20х100х2,0мм з маловугвсіх випадках демпфіруючи властивості покриття і лецевої сталі, міді і титану при температурі 300°С величина його адгезії до підкладки залишалися в вакуумі здійснювали електронно-променеве випрактично незмінними (зміни становили не більш паровування з подальшою конденсацією пари 10%). При відпалюванні зразків спостерігається таблеток із суміші порошків, склад яких представзбільшення мікротвердості поверхні покриття до лено у зведеній таблиці 1. Для кожного зі складів 16-17ГПа. вихідної таблетки із суміші порошків приведено Приклад 2 характеристики одержаних покриттів: товщина В умовах, ідентичних умовам прикладу 1, на двошарового покриття, склад зв’язуючого і зовніплоскі зразки розміром 20х100х2,0мм з маловугшнього захисного шарів, мікротвердість при навалецевої сталі, міді і титану при температурі 300°С нтаженні 50г, кут вигин у зразка до початку відшав вакуумі здійснювали електронно-променеве вирування покриття, величина демпфіруючої паровування з подальшою конденсацією пари здатності зразків з покриттями при амплітуді детаблетки із суміші порошків такого складу, мас.%: формації 5x10-4. Для порівняння наведено також 13Sn, 6Сr, 81MgO . Товщина градієнтного покриття аналогічні характеристики для раніше розглянутих на стаціонарній підкладці становила приблизно прикладів. 47мкм. Розподіл Sn, Cr, Mg і О по товщині двошаПромислове застосування рового покриття, отриманого при випаровуванні Цей винахід знайде застосування в промислозгаданої таблетки, представлено на фіг.4. Вміст вості при нанесенні захисних демпфіруючих покомпонентів у зв'язуючому і захисному шарах покриттів на вироби із сплавів заліза та міді і, особкриття становить, мас.%: 21Sn, 8Сr, 71MgO і 9 Sn, ливо, при формуванні захисних покриттів на 10Сr, 81MgO, відповідно. деталях з титанових сплавів, що використовуються у газових турбінах. 11 71622 12 Таблиця 1 Порів няльні характеристики покриттів Логарифмічний Тов щина Декремент затуМікротв ердість, Кут згину до № Состав зв 'зуючого Склад в ерхнього захисного градієнтного хання в ільних ков ідшарув ання п./п. шару, мас.% шару, мас.% покриття (Нm) покриття, покриття, град лев ань (d) при ГПа мкм амплітуді деформації 5-10-4, х100 1. 16Sn-26Cr-58 MgO 11Sn-14Cr-75MgO 47 16-17 >90 0,65 2. 21 Sn-8 Cr-71 MgO 9Sn-10Cr-81MgO 45 14-16 >90 0,55 3. 12Sn-13Cr-75MgO 5Sn-18Cr-77MgO 40 12-14 >90 0,7 4. 15Sn-20Cr-65CeO 7Sn-13Cr-75CeO 42 15-16 >90 0,5 5. 17Sn-11Cr-72ZrO2 8Sn-19Cr-77ZrO2 43 14-15 >90 0,6 6. 14Sn-21Сr-65Аl2Оз 10Sn-29Cr-71AI2O3 44 16-17 >90 0,65 7. 12Sn-13Cr-75MgO 7Sn-21Cr-72(80MgO+20Al2O3) 41 16-17 >90 0,4 8. 22Sn-13Cr-65MgO 9Sn-16Cr-75(75MgO+25CeO) 38 15-16 >90 0,45 9. 22Sn-19Cr-59MgO 8Sn-17Cr-75(90MgO+10ZrO2) 40 17-18 >90 0,5 10. 15Sn-20Cr-65CeO 8Sn-18Cr-72(70CeO+30Al2O3) 42 16-17 >90 0,35 11. 15Sn-20Cr-65CeO 7Sn-10Cr-83(85CeO+15ZrO2) 43 14-15 >90 0,4 12. 21Sn-20Cr-65AI2O3 8Sn-18Cr-72(80Al2O3+20CeO) 41 16-17 >90 0,3 13. 22Sn-15Cr-63AI2O3 9Sn-15Cr-76(80Al2O3+20ZrO2) 39 17-18 >90 0,35 14. 17Sn-23Cr-60MgO 11Sn-14Cr-75MgO 100 16-17 >90 1,45 15. Покриття в ідсутнє Покриття в ідсутнє 0 2,8 0,05 13 Комп’ютерна в ерстка О. Воробей 71622 Підписне 14 Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Protective damping coating of the metal substrate

Автори англійською

Movchan Borys Oleksiiovych, Ustinov Anatolii Ivanovych

Назва патенту російською

Защитное демпфирующее покрытие на металлической подложке

Автори російською

Мовчан Борис Алексеевич, Устинов Анатолий Иванович

МПК / Мітки

МПК: C23C 14/08, F01D 5/28, C23C 14/28, F01D 5/12

Мітки: демпфірувальне, підкладці, металевій, покриття, захисне

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-71622-zakhisne-dempfiruvalne-pokrittya-na-metalevijj-pidkladci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Захисне демпфірувальне покриття на металевій підкладці</a>

Подібні патенти