Термореагирующий порошковый материал для газотермического напыления покрытий Советский патент 1992 года по МПК B22F1/02 C23C4/08 C22C1/09 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к составам порошковых материалов, используемых для нанесения жаростойких и износостойких покрытий на детали узлов и механизмов, работающих в условиях высоких темп-ера- тур.

Цель изобретения - повышение твердости, жаростойкости и адгезионной прочности покрытий.

Предложенный термореагирующий порошковый материал для газотермического напыления покрытий, выполненный из частиц на основе алюминия, дополнительно снабжен плакирующими оболочками из никеля или кобальта, покрывающими частицы сплава.

Соотношение компонентов в частицах сплава составляет, мас.%:

Хром или кремний18,75-25,65

АлюминийОстальное.

Соотношение компонентов в предложенном порошковом материале составляет. мас.%:

Частицы сплава32-39

Никель или кобальт,

плакирующий частицы

сплаваОстальное

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Пример. Термореагирующий порошковый материал получают следующим образом.

2

О

о

4 л раствора сульфата никеля с концентрацией никеля 45 i /л, сульфата аммония концентрацией 110 г/л и свбодного аммиака концентрацией 26 г/л заливают в автоклав емкостью 5 л. В раствор добавляют 100 г порошка сплава AlCr (AISI) с размером частиц 40-80 мкм и 0,2 г/л антрахинона. После загрузки автоклав герметизируют, продувают азотом и заполняют водородом под давлением 25 кг/см2. При непрерывном перемешивании раствора автоклав нагревают до 120°С. В указанных условиях находящийся в растворе никель восстанавливается до металла.и плакирует частицы сплава слоем толщиной 10-15 мкм, После окончания процесса восстановления автоклав охлаждают, полученный порошковый материал в количестве 278 г промывают и сушат.

Аналогичным способом осуществляется плакирование порошка алюминокремни- стого и алюминохромистого сплава кобальтом.

В таблице приведены составы терморе- агирующего порошкового материала для предельных и средних значений компонентов и значения прочности сцепления покры- тий с подложкой, жаростойкость и микротвердость основных фазовых составляющих.

Поставленная цель достигается только при указанных предельных значениях составляющих алюминиевого сплава (AlCr или AISi) и плакирующего металла (N1 или Со).

Полученный термореагирующий порошковый материал наносился на Ст.З методом плазменного напыления. В качестве плазмообразующего и защитного газа использовался аргон.

Напыление проводилось при следующем режиме: ток 350А, напряжение 50-55 В, дистанция напыления 120-150 мм. Толщина слоя после напыления была в пределах 0.5-2 мм.

Как видно из таблицы, предложенный термореагирующий порошковый материал

обеспечивает в сравнении с известным композиционным порошком повышение прочности сцепления покрытия с подложкой, жаростойкости и микротвердости.

Применение предложенного композиционного порошка, у которого ядром является алюминокремнистый или алюми- нохромистый сплав, а плакирующим слоем - никель или кобальт, во время плазменного напыления способствует образованию в структуре покрытий жаростойких интерметаллидных фаз NIAI и , которые дополнительно легированы кремнием или хромом, и это способствует повышению твердости и жаростойкости покрытий. Кроме того, легирование дает возможность увеличить термодинамические параметры, что способствует повышению прочности сцепления покрытия с основой, а также получению покрытий высокой сплошности.

Формула изобретения

Термореагирующий порошковый материал для газотермического напыления покрытий, выполненный из частиц сплава на основе алюминия, отличающийся тем,

что, с целью повышения твердости, жаростойкости и адгезионной прочности покрытий, сплав дополнительно содержит хром или кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хром или кремний18,75-25,65

АлюминийОстальное,

а частицы сплава дополнительно плакированы оболочкой из никеля или кобальта при следующем соотношении компонентов в порошковом материале, мас.%:

Частицы сплава32-39

Оболочка из никеля или

кобальтаОстальное.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к термореагирую- щим порошковым материалам для газотермического напыления покрытий. Целью изобретения является повышение твердости, жаростойкости и адгезионной прочности покрытий. Предлагаемый термореагиру- ющий порошковый материал для газотермического напыления покрытий содержит частицы сплава на основе алюминия, содержащего хром или кремний, которые дополнительно плакированы оболочкой из никеля или кобальта, при следующем соотношении компонентов в частицах сплава, мас.%: хром или кремний 18.75- 25,65; алюминий остальное, при соотношении компонентов в порошковом материале. мас.%: частицы сплава 32-39; никель или кобальт, плакирующий частицы, остальное. Прочность адгезионной связи покрытия с подложкой составляет 65.3 - 53,5 МПа на стали-3. жаростойкость при 920°С составляет 2,76-3.25 мг/см2. а при 1050°С жаростойкость составляет 7,34-4,27 мг/см2. Микротвердость покрытия составляет 3500-9700 МПа. 1 табл.