Способ определения прочности сцепления оплавленных покрытий из самофлюсующихся сплавов с подложками

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при определении прочности сцепления с подложкой оплавленных покрытий из самофлюсующихся сплавов. Целью изобретения является повышение точности путем создания общей для двух подложек с покрытиями переходной диффузионной зоны. На поверхности двух подложек наносят покрытия, приводят их в физический контакт и соединяют оплавлением, после чего составной образец охлаждают и прикладывают растягивающую нагрузку, по величине которой судят о прочности сцепления. Причем в момент соединения оплавлением к подложкам прикладывают сжимающую нагрузку до выдавливания сплава, образующегося между переходными диффузионными зонами, и получения объединенной переходной диффузионной зоны. Для снятия сжимающих нормальных остаточных напряжений на объединенную зону воздействуют ультразвуком. 1 з.п.ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК

s G 01 М 19/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4603779/25-28 (22) 09.11.88 (46) 30.10.90. Бюл. М 40 (71) Минский филиал Научно-производственного объединения "Техэнергохимпром" (72) А.Г.Сбрижер (53) 620,179.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 968710,,кл. G 01 N 19/04, 1979. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ

СЦЕПЛЕНИЯ ОПЛАВЛЕННЫХ ПОКРЫТИЙ

ИЗ САМОФЛЮСУЮЩИХСЯ СПЛАВОВ С

ПОДЛОЖКАМИ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при определении прочности сцепления с подложкой оплавленных покрытий из самофлюсующихся сплавов, Целью изобретения

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при проведении научно-исследовательских работ по определению прочности сцепления с подложкой оплавленных покрытий из самофлюсующихся сплавов.

Целью изобретения является повышение точности путем создания общей для двух подложек с покрытиями переходной диффузионной зоны.

Способ осуществляют следующим образом, На торцовые поверхности двух, например, цилиндрических стальных образцов наносят слой самофлюсующегося сплава газотермическим напылением. Образцы приводят в физический контакт напыленными слоями. Затем покрытия нагревают до температуры их оплавления, при этом они сплавляются в единое целое и с двух сторон

„„. Ж „„1603236 А1 является повышение точности путем создания общей для двух подложек с покрытиями . переходной диффузионной зоны. На поверхности двух подложек наносят покрытия, приводят их в физический контакт и соединяют оплавлением, после чего составной образец охлаждают и прикладывают растя1 гивающую нагрузку, по величине которой судят о прочности сцепления. Причем в момент соединения оплавлением к подложкам прикладывают сжимающую нагрузку до выдавливания сплава, образующегося между переходными диффузионными зонами, и получения объединенной переходной диффузионной зоны. Для снятия сжимающих. нормальных остаточных напряжений на объединенную зону воздействуют ультразвуком. 1 з,п. ф-лы. образуются переходные диффузионные зоны. В момент. оплавления и сплавления покрытий к подложкам прикладывают сжимающую нагрузку, выдавливают самофлюсующийся сплав до получения объединенной переходной диффузионной зоны.

После охлаждения составной образец помещают в разрывную машину и прикладывают к нему растягивающую нагрузку до отрыва подложек друг от друга, по величине которой судят о прочности сцепления покрытия с основным металлом, При растяжении разрушение уже будет происходить по объединенной переходной зоне, что точнее отражает истинную прочность сцепления покрытия с основным металлом.

После оплавления и охлаждения покрытий из самофлюсующихся сплавов в них образуются остаточные напряжения, причем тангенциальные напряжения растягиваю1603236

15

25

35 щие, а нормальные сжимающие. Сжимающие нормальные остаточные напряжения будут искажать результаты испытаний. Поскольку покрытие расположено между двумя подложками, то сжимающие нормальные напряжения, направленные к каждой под. ложке, растягивают покрытие, в результате чего для отрыва подложки от покрытия при растяжении требуется меньшая нагрузка. Исследования также показали, что при воздействии на покрытие во время его оплавления и до полного охлаждения ультразвуком происходит снижение уровня сжимающих нормальных остаточных напряжений, Поэтому на объединенную переходную зону в процессе ее получения воздействовали ультразвуком до полного охлаждения, что также повышает точность определения прочности сцепления.

Пример 1, Испытывали прочность сцепления оплавленного покрытия из сплава ПГ-СР4 с подложкой из стали ШХ15. Образцы изготавливали следующим образом.

Торец цилиндрического валика рабочим диаметром 20 мм предварительно протачивали, а затем шлифовали, после чего поверхность подвергали ударно-дутьевой обработке. Покрытие толщиной h = 0,2 мм наносили на предварительно подготовленный торец валиков плазменным напылением при помощи установки УПУ-ЗД на паспортных режимах, После напыления два валика устанавливали в центрирующем приспособлении и осуществляли физический контакт торцов с покрытиями. Покрытия нагревали гаэокислородным пламенем до температуры оплавления сплава ПГ-СР4

t= 1050 С. Образец охлаждали, Толщина слоя сплава между торцами валиков составляет h = 0,25 — 0,30 мм. Сборный образец помещали в разрывную машину MYll — 50 и определяли усилие отрыва, по величине которого рассчитывали прочность сцепления как отношение указанного усилия к площади торца, Математическая обработка результатов испытаний выявила, что доверительный интервал значений прочности сцепления составляет сг ц = 0,38 — 0 — 42 ГПа, что находится на уровне показателя прочйости сплава Пà — СР4 при растяжении.

Пример 2, Образцы для испытаний изготавливали аналогично примеру 1, но при температуре оплавления покрытий к подложкам прикладывали осевое сжимающее напряжение o = 0,05-0,1 Mila. При этом происходило выдавливание между подложками оасплавленного сплава ПГ—

СР4 до получения между торцами объединенной, от двух покрытий, переходной роны, толщина которой примерн;. в два раза больше переходной зоны одного покрытия и составляет =0,06-0,08 мм. После охлаждения образца проводили испытания так же, как и в примере 1, Доверительный интервал значений прочности сцепления составляет о,ц. =

=0,72-0,80 ГПа, Пример 3, Образцы для испытаний изготавливали аналогично примерам 1 и 2.

После приложения к подложкам сжимающего напряжения на объединенную переходную зону воздействовали ультразвуком частотой 44 кГц от ультразвукового генератора УЗГ 6 — 0,1. Волноводы закрепляли на валиках сборного образца. Время озвучивания до полного охлаждения составляло

15 мин. Испытания проводили аналогично примеру 1. Доверительный интервал прочности сцепления составляет сг ц =

=0,81 — 0,83 ГПа.

Пример 4, Образцы для испытаний изготавливали аналогично примерам 1 — 3.

На объединенную переходную зону воздействовали ультразвуком частотой 66 кГц от генератора аналогичного примеру 3, Время озвучивания такое же, как и в примере 3.

Испытания проводили аналогично примеру 1. Доверительный интервал значений прочности сцепления о;ц= 0,81-0,83 ГПа, Таким образом, предлагаемый способ в

2 раза повышает точность определения прочности сцепления с подложкой оплавленных покрытий из самофлюсующихся сплавов.

Формула изобретения

1. Способ определения прочности сцепления оплавленных покрытий из самофлюсующихся сплавов с подложками, заключающийся в том, что на две подложки наносят покрытия, которые соединяют между собой оплавлением до получения переходных диффузионных зон между каждой подложкой и покрытием, после чего составной образец охлаждают и прикладывают к нему растягивающую нагрузку, по величине которой судят о прочности сцепления, о тличающийся тем,что,сцелью повышения точности, при оплавлении обьединяют обе зоны путем приложения сжимающей нагрузки к подложкам до выдавливания сплава, образующегося при оплавлении между зонами.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что перед охлаждением на обьединенные переходные зоны воздействуют ультразвуком.