Способ определения газопроницаемости покрытий
Изобретение относится к технике исследований физических свойств газотермических покрытий и может быть использовано там, где находят применение пористые материалы. Целью изобретения является повышение достоверности в определении газопроницаемости и снижение трудоемкости отделения покрытия от поверхности образца. Способ включает изготовление образца, нанесение на него покрытия, отделение покрытия от поверхности образца, установку его в приспособлении для испытания и пропускание газа через покрытие. Образец изготавливают в виде втулки с калиброванным отверстием и штифта. Торцовые поверхности перед нанесением покрытия обрабатывают раздельно, при этом поверхность втулки подвергают обработке, предусмотренной технологией нанесения покрытия на изделие, а поверхность штифта - антиадгезионной обработке. После сборки и нанесения покрытия его отделяют от поверхности образца путем извлечения штифта из отверстия втулки. Газ пропускают через поверхность покрытия, ограниченную окружностью калиброванного отверстия втулки, установленной вместе с покрытием в приспособлении для испытания. Целесообразно калиброванное отверстие втулки и сопряженную с ней часть штифта выполнить коническими. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
2986 А 1 (51) 4 С 01 N 15/08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4265390/23-25 (22) 19.06.87 (46) 23.08.89. Бюл. ¹ 31 (7 1) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (72) В.Ю.Суворов, Л.М.Ежикова, В.В.Должиков и А.П.Бойко (53) 625.85.620.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 857792, кл. G 01 N 15/08, 1981.
Кречмар Э. Напыление металлов, керамики и пластмасс. — M.: Машиностроение, 1966, с. 210. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ ПОКРЫТИИ (57) Изобретение относится к технике исследований физических свойств газотермических покрытий и может быть использовано там, где находят применение пористые материалы. Целью изобретения является повышение достовернрсти в определении газопроницаемости и снижение трудоемкости отделения покрытий от поверхности образца, Способ включает изготовление образца, Изобретение относится к технике исследований физических свойств газотермических покрытий и может быть использовано в других областях техники, где находят применение пористые материалы.
Целью изобретения является повышение достоверности в определении газопроницаемости и снижение трудоемкости отделения покрытия от поверхности образца.
2 нанесение на него покрытия, отделение покрытия от поверхности образца, установку его в приспособлении для испытания и пропускание газа через покрытие. Образец изготавливают в виде втулки с калиброванным отверстием и штифта. Торцовые поверхности перед нанесением покрытия обрабатывают раздельно, при этом поверхность втулки подвергают обработке, предусмотренной технологией нанесения покрытия на иэделие, а поверхность штифта — антиадгезионной обработке. После сборки и нанесения покрытия его отделяют от поверхности образца путем извлечения штифта иэ отверстия втулки. Гаэ пропускают через поверхность покрытия, ограниченную окружностью калиброванного отверстия втулки, установленной вместе с покрытием в приспособлении для испытания. Целесообразно калиброванное отверстие втулки и сопряженную с,ней часть штифта выполнить коническими. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. I табл.
На фиг.1 изображен образец с покрытием, общий вид. в разрезе; на фиг.2 — схема установки втулки с покрытием в приспособлении для испытания.
Втулку 1 и штифт 2 образца (фиг.1) изготавливают из того же материала, что и изделие. Торцовую поверхность втулки подвергают обработке, обеспечивающей прочное сцепление покрытия с основой,,а торцовую поверхность
Предлагаемый способ определения газопроницаемости покрытий повыша55 ет достоверность измерений путем приближения условий испытания к натур- ным, облегчает и ускоряет процесс изготовления образца, так как заменяет трудоемкие операции известного
3 150298 штифта — антиадгеэионной обработке (например, шлифовке). 1. штифт вставляют в калиброванное отверстие втулки и производят нанесение покрытия по разработанной для изделия технологии. В связи с различной предварительной подготовкой поверхностей покрытие 3 хорошо сцепляется с поверхностью втулки и хуже — с торцовой поверхностью штифта. Это позволяет, захватив свободный конец штифта, легко извлечь его иэ отверстия втулки и освободить тем самым часть поверхности покрытия для продува га- 15 зом. С целью уменьшения сил трения при извлечении штифта калиброванное отверстие втулки и.сопряженную с ней часть штифта изготавливают коническими. 20
Втулку 1 (фиг.2) вместе с покры тием 3 закрепляют в корпусе 4 приспособления для испытания между уплотнительными кольцами 5 и крышкой 6.
Уплотнительные кольца расположены по 25 окружности наружного диаметра втулки, что исключает их влияние на величину газопроницаемости, так как при подае газа последний проходит через слой окрытня, площадь которого ограниче- Зр на окружностью калиброванного отверстия втулки, а не окружностью уплотнительных колец. Величина площади продуваемой поверхности покрытия в этом случае определяется площадью калиброванного отверстия и не зависит от степени сжатия,резиновых колец, что повьппает достоверность в определении газопроницаемости покрытия.
Пример. Определяют газопро- 4р ницаемость покрытий, полученных методом плазменного напыления порошками иэ оксида алюминия (Л1 0 ) и диоксида циркония (Ег О), стабилизированного оксидом кальция (CaO).
Втулку диаметром 20 мм, высотой
10 мм, а также штифт длиной 30 мм изготавливают иэ стали марки Ст.3 собирают и шлифуют их торцовые поверхности для устранения разновысотности. диаметр калиброванного отверстия втул-50 ки и торца штифта составляет 5 мм.Ко1 нусность калиброванного отверстия втулки и сопряженной с ней части штифта составляет 1:5. Перед напылением поверхность втулки дробеструивают стальной колотой дробью типа ДСК-1, а торец штифта после шлифовки покрывают мелом. Затем штифт
6 4 вставляют в отверстие втулки и собранный образец помещают в приспособление для напыления.
Для сравнения результатов готовят образец известным способом из графита диаметром 20 мм и высотой
30 мм.
Изготовлено по 10 образцов (5+5) для каждого вида покрытия.
Напыление производят на опытнопромлшленной установке, оснащенной плазмотроном мощностью до 120 кВт, на следующих параметрах: ток дуги (320...350)A, напряжение дуги (300...
° ..320)В; дистанция напыления 250 ми; расход плаэмообразующей смеси (воздух + пропанбутан) 15 м /ч; расход порошков: диоксида циркония !2 кг/ч, оксида алюминия 7 кг/ч.
После напыления покрытие по пре лагаемому способу легко отделяют путем удаления штифта из отверстия втулки. Отделение покрытия от графитовой основы производят лезвием ножа.
Втулку с покрытием устанавливают в приспособлении для испытания, пропускают газ аргон и производят измерения необходимых величин, результаты которых представлены в таблице.
Гаэопроницаемость покрытия (Кг) подсчитывают по формуле
d v г p S где К- толщина покрытия, Ч вЂ” объем пропущенного газа
Р— давление газа;
S — - площадь поверхности покрытия; время истечения газа.
Как видно из таблицы, газопроницаемость покрытия по предлагаемому способу имеет большее значение по сравнению с известной газопроницаемостью, т.е. способ определения влияет на величину гаэопроницаемости покрытия. Большее значение газопроница" емости свидетельствует о большей достоверности результатов испытания.
150
d 10, 10, V 10 Р, МПа с, с
1 2 MÝ
СпОсОб GIIределения
К 10 м2/(ИПа, с) Покрытие
Al Oy
ПредлагаеMbIH
Известный
1,84
1,42
0,1 138
0,1 320
5 196 0,1
5 110 1
ZrO<
ПредлагаеMbIH
Известный
2,60
2,07
О,i 98
О, 1 220
5 196 О 1
5 110 1
Среднее значение пяти измерений. способа, связанные с отделением слоя покрытия от основы, на более легкую и удобную операцию — удаление штифта из отверстий втулки. формул а и з о б р е т е н и я
1. Способ определения газопроницаемости покрытий, включающий изготовление образца, антиадгезионную обработку его поверхности, нанесение на нее покрытия, отделение покрытия от поверхности образца, установку его в приспособлении для испытания и пропускание газа через покрытие, по величине расхода которого определяют гаэопроницаемость, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения достоверности в определении гаэопроницаемости и снижения трудоем2986 6 когти отделения покрытия от поверхности образца, образец изготавливают в виде втулки с калиброванным отверстием и штифта, торцовые поверхности
5 которых перед нанесением покрытия обрабатывают раздельно, при этом поверхность втулки подвергают адгеэионной обработке, после сбОрки образца и нанесения покрытия отделение покрытия осуществляют путем извлечения. штифта из отверстия втулки, а газ пропускают через поверхность покрытия, ограниченную окружностью калиброванного отверстия втулки, установленной вместе с покрытием в приспособлении для испытаний.
2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что калиброванное от20 верстие втулки и сопряженную с ней часть штифта выполняют коническими.
