Способ получения покрытий из порошковых материалов Советский патент 1993 года по МПК B22F7/02 

Изобретение относится к порошковой металлургии, а в частности к способам нанесения покрытий из материалов, полученных в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) с использованием энергии взрыва, и может быть использовано при нанесении защитных покрытий на порошковые материалы конструкционного назначения.

Предлагаемый способ обеспечивает увеличение толщины и прочности покрытий, а также дает возможность получить покрытия с заданным составом и твердостью.

Предлагаемый способ получения покрытий из порошковых материалов, включающий приготовление смеси порошков из термореагирующих материалов, нанесение смеси на основу и взрывное прессование полученной заготовки, отличается тем, что перед нанесением на основу термореагиру- ющую смесь прессуют, нанесение осуществляют на пористую основу, а перед взрывным прессованием заготовку нагревают до температуры начала инициирования

синтеза по всему объему заготовки и выдерживают до достижения максимальной температуры синтеза.

На чертеже изображена общая схема матрицы, применяемой для реализации данного способа.

Внутри стальной матрицы 1 размещают основу 2 с прессовкой 3. Матрица 1 окружена диэлектрическим слоем 4 и обвита нихро- мовой проволокой 5, сверху установлена крышка-ударник 6, которая прикреплена прижимными винтами 7 и покрыта теплоизоляционным слоем 8. На теплоизоляционном слое 8 укреплен бумажный стакан 9. в вершине которого установлен детонатор 10. Внутри стакана 9 размещено взрывчатое вещество (В В).

Способ может быть осуществлен следующим образом.

Первоначально приготавливают прессовку из материала основы с последующим спеканием до пористости не ниже 10-20%, Полученную основу подвергают пескоструйной обработке и обезжириванию.

оо

КЗ

ю

OJ 00

о

СА)

Порошки термореагирующих материалов смешивают, например, в смесителе со смещенной осью в течение 4-8 ч в среде спирта. В качестве термореагирующих материалов могут быть использованы медь, алюминий, никель, титан, смеси железо- алюминий, алюминий-титан и др. Смешанные порошки сушат и прессуют, например, на гидравлическом прессе для получения образца пористостью 30-50%.

0 В стальную матрицу 1 помещают подготовленную основу 2, на которую укладывают прессовку 3 из термореагирующих материалов. Матрицу закрывают стальной, крышкой-ударником 6. покрывают теплоизоляционным слоем 8. на котором располагают заряд ВВ. Теплоизоляционный слой 8 предотвращает воспламенение ВВ от нагрева. Подготовленную матрицу нагревают путем пропускания электрического тока через намотанную на нее спираль до температуры, обеспечивающей инициирование синтеза по всему объему системы. Значение температуры для конкретной смеси термореагирующих материалов определяют экспериментально или по справочным данным. Для того, чтобы синтез проходил по всему обьему системы необходимо нагрев осуществлять равномерно. Использование матрицы с электропечью позволяет проводить контролируемый нагрев системы покрытие-основа.

Нагретую систему выдерживают до достижения максимальной температуры синтеза и производят инициирование заряда В В (подрыв).

Для конкретизации вышеизложенного приводим конкретный пример реализации заявляемого способа.

П р и м е р. Из смеси порошков никеля марки ПНК-1 и алюминия марки ПА-4 готовили прессовки пористостью 30%. В качестве основы использовали порошковый материал СП-90. Для определения оптимального значения пористости порошковые основы брали с пористостью от 3 до 15 %. Основу с размещенной на ней прессовкой

нагревали до температуры начала реакции Т 590°С. Дальнейшее повышение температуры происходило за счет самораспространяющегося синтеза до максимального значения температуры синтеза Ттах - 1050°С.

Взрывное прессование производили при различных временах выдержки, т.е. временных интервалах от начала синтеза до момента подрыва. Время выдержки варьировали от 0 с до 90 с.

Условия проведения и результаты конкретных испытаний исследуемой системы приведены в табл.1.

Из табл.1 следует, что с ростом пористости основы глубина диффузионного взаимодействия возрастает, что свидетельствует об увеличении прочности сцепления покрытия с основной.

Изменение физических характеристик в зависимости от времени выдержки представлены в табл.2.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет уве- 5 личить толщину покрытия, что обеспечивает возможность последующей механической размерной обработки, интенсифицировать диффузионные процессы в зоне контакта покрытие-основа, способствующие увеличению прочности сцогпеп я по рытия о ос новой, получить покрытие заданного состава и твердоти

5

0

0

Формула изобретения Способ получения мокрьчий из порошковых материалов, включающий приготовлен и-е смеси порошков из 1ермореагирующих материалов, нанесение ее на основу и взрывное прессование, отличающийся тем, что перед нанесением термореагирующую смесь прессуют, нанесение осуществляют на пористую основу, а перед взрывным прессованием заготовку нагревают до температуры начала инициирования синтеза по всему объему заготовки и выдерживают до достижения максимальной температуры синтеза.

Т а б л и ц а 1

Сущность изобретения: способ получения покрытий из порошковых материалов включает приготовление смеси порошков из термореагирующих материалов, нанесение смеси на основу и взрывное прессование. Новым в способе является предварительное прессование термореагирующей смеси, нанесение полученной прессовки на пористую основу и нагрев заготовки перед взрывным прессованием до температуры начала инициирования синтеза по объему заготовки с последующей выдержкой до достижения максимальной температуры синтеза. 2 табл., 1 ил. Ё

наблюдаются участки с аномальным взаимодействием, железо проникает на глубинуГдо 400 мкм.

Таблица2