СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МАТРИЦЫ Российский патент 2010 года по МПК C23C24/08 B22F7/04 B22F1/00 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения покрытий из металлических порошковых материалов путем припекания.

Известен способ получения покрытий из металлического порошка, включающий нанесение металлического порошка на поверхность подложки и его припекание при помощи двух роликовых электродов, через которые пропускают электрический ток и одновременно прикладывают давление [А.с. СССР № 1743697, МПК B22F 7/04, 1992].

Недостатками способа являются невысокие физико-механические характеристики покрытия.

Наиболее близким к изобретению по технологической сущности и достигаемому результату является способ получения порошковых покрытий, включающий нанесение на поверхность металлической основы, нагретой до 70-90°С, слоя желеобразного флюса, его прогрев до 100-120°С, последующее нанесение слоя из высушенного до влажности 3-4% металлического порошка и припекание его при помощи роликовых электродов, используя импульсы переменного электрического тока, длительность которых составляет 0,7-0,8 периода синусоиды, а длительность паузы между импульсами составляет 0,2-0,3 периода синусоиды, перед нанесением на слой желеобразного флюса металлический порошок прогревают до температуры 110-130°С [Патент РФ 2326184, МПК С23С 24/08, B22F 7/04, 2008 (прототип)].

Недостатками известного способа являются невысокие механические характеристики покрытия.

Задача изобретения состоит в улучшении механических характеристик покрытия.

Поставленная задача решается тем, что согласно способу получения порошковых покрытий на основе металлической матрицы, включающему предварительное нанесение на поверхность металлической основы, нагретой до 70-90°С, слоя желеобразного флюса, его прогрев до 100-120°С, последующее нанесение слоя из высушенного до влажности 3-4% и прогретого до температуры 110-130°С металлического порошка и припекание его при помощи роликовых электродов, используя импульсы переменного электрического тока, длительность которых составляет 0,7-0,8 периода синусоиды, а длительность паузы между импульсами составляет 0,2-0,3 периода синусоиды, перед сушкой и прогревом металлический порошок подвергают механической активации в течение 50-70 мин.

Решение поставленной задачи обеспечивается за счет повышения прочности в зонах контактного взаимодействия между частицами порошкового покрытия, а также между покрытием и металлической основой. Этому способствует уменьшение площади оксидных пленок на поверхности металлических порошковых частиц и увеличение вследствие этого количества металлических контактов между ними вследствие снижения температурных градиентов в материале при указанных температурных условиях обработки компонентов.

Полученное предложенным способом покрытие по сравнению с покрытием, полученным известным способом, обладает повышенными механическими свойствами.

Изобретение иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1 (по прототипу). Получают покрытие из металлического порошкового материала методом электроконтактного припекания. В качестве металлической основы используют медную ленту марки ДПРНМ-0,35×15 НДМ 3 ГОСТ 1173-77, а в качестве материала покрытия - медный порошок ПМС-1 ГОСТ 4960-75 с размером частиц 50-100 мкм. Нанесение покрытия осуществляют на установке, выполненной на базе машины контактной сварки МШ-3207. В подающем устройстве медную ленту нагревают до температуры 80°С. На поверхность медной ленты наносят слой желеобразного флюса ПКБ-26 М толщиной 60-70 мкм и прогревают его до температуры 110°С. С помощью дозатора наносят предварительно высушенный до влажности 3% и прогретый до температуры 110-130°С в обогреваемом дозаторе порошковый материал и формируют слой металлического порошка по толщине. Затем медную ленту с нанесенным и сформированным порошковым слоем помещают между двумя роликовыми электродами диаметром 200 мм и шириной 16 мм, сжимаемыми с помощью пневмоцилиндров, и прокатывают с пропусканием переменного электрического тока частотой 50 Гц в виде импульсов, описываемых неполной синусоидой, длительность которых меньше периода синусоиды и составляет 0,75 ее периода, а длительность паузы составляет 0,25 периода синусоиды, и одновременным прикладыванием давления. В результате осуществляют припекание порошкового слоя к ленте. Необходимую длительность импульса в относительных величинах устанавливают на блоке управления машины контактной сварки МШ-3207. Основные показатели технологического процесса приведены в таблице 1.

Таблица 1 Показатели технологического процесса Показатели Усилие прижатия электродов, Н Скорость припекания,
м/с Ток, кА Толщина порошкового слоя, мкм Толщина полученного покрытия, мкм Количественные характеристики 9500 0,03 17-19 190-200 90-100

Пример 2. Пример 2 отличается от примера 1 тем, что перед сушкой и прогревом металлический порошок подвергают механической активации в течение 60 мин в устройстве для активирования барабанного типа.

Для иллюстрации изобретения в табл.2 приведены способы и параметры технологических процессов, а в табл.3 и 4 - сравнительные свойства покрытий, полученных из металлических порошковых материалов.

Прочность соединения покрытия с металлической основой определяют по ГОСТ 10885-75, прочность покрытия при растяжении - по ГОСТ 1497-73.

Как следует из приведенных данных, покрытия, полученные предложенным способом, по сравнению с покрытиями, полученными известным способом, характеризуются повышенными механическими характеристиками и увеличенным сроком службы.

Таблица 2 Получение порошковых покрытий Наименование Способ получения покрытий и параметры технологического процесса параметров По прототипу Запредельные Заявляемые Запредельные Технологическо-
го процесса   1 2 3 4 5 6 7 8 1. Температура нагрева металлической основы, °С 80 80 80 80 80 80 80 80 80 2. Температура прогрева слоя желеобразного флюса, °С 110 110 110 110 110 110 110 110 110 3. Температура прогрева металлического порошка, °С 120 120 120 120 120 120 120 120 120 4. Время механической активации металлического порошка, мин - 5 10 20 50 60 70 90 120

Таблица 3 Сравнительные свойства покрытий, полученных из медного порошка ПМС-1 ГОСТ 4960-75 Номера полученных Характеристики покрытий покрытий Прочность соединения покрытия с металлической основой, Прочность покрытия при растяжении,   МПа МПа Прототип 325-329 118-122 1 327-330 118-122 2 331-333 123-126 3 334-337 127-129 4 338-340 130-132 5 341-345 132-133 6 339-342 130-132 7 330-335 112-118 8 300-310 100-102 Примечание. При определении характеристик были испытаны по 5 образцов покрытий каждого вида и проведена статистическая обработка результатов испытаний

Таблица 4 Сравнительные свойства покрытий, полученных из порошка бронзы Номера полученных Характеристики покрытий покрытий Прочность соединения покрытия с металлической основой, Прочность покрытия при растяжении,   МПа МПа Прототип 330-338 129-133 1 338-340 130-134 2 341-342 136-139 3 344-348 140-144 4 349-353 145-148 5 354-360 149-154 6 354-356 148-152 7 351-354 144-148 8 336-339 130-133 Примечание. При определении характеристик были испытаны по 5 образцов покрытий каждого вида и проведена статистическая обработка результатов испытаний

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способам получения покрытий из металлического порошка. Технический результат - улучшение механических свойств покрытий. Способ включает нанесение на поверхность медной основы, нагретой до 70-90°С, слоя желеобразного флюса, его прогрев до 100-120°С. Затем на основу наносят слой медного порошка, предварительно высушенного до влажности 3-4% и прогретого до температуры 110-130°С, и припекают его к основе при помощи роликовых электродов с использованием импульсов переменного электрического тока. Длительность импульсов составляет 0,7-0,8 периода синусоиды, а пауза между ними составляет 0,2-0,3 периода синусоиды. При этом перед сушкой и прогревом медный порошок подвергают механической активации в течение 50-70 мин. 4 табл.

Способ получения покрытия из металлического порошка, включающий нанесение на поверхность медной основы, нагретой до 70-90°С, слоя желеобразного флюса, его прогрев до 100-120°С, затем нанесение слоя медного порошка, предварительно высушенного до влажности 3-4% и прогретого до температуры 110-130°С, и припекание его к основе при помощи роликовых электродов с использованием импульсов переменного электрического тока, длительность которых составляет 0,7-0,8 периода синусоиды, а пауза между ними составляет 0,2-0,3 периода синусоиды, отличающийся тем, что перед сушкой и прогревом медный порошок подвергают механической активации в течение 50-70 мин.