Способ получения жаростойкого защитного покрытия на изделиях из жаропрочных никелевых сплавов

 

Сущность изобретения состоит в том, что на поверхность изделия наносят суспензию , которую готовят путем предварительного растворения порошкообразных ингредиентов в равных количествах по массе в следующих кислотах: хрома (10-23) - в соляной, никеля (10-15) и кобальта (20-30)- в азотной, циркония (3-5), кремния (1-3) и оксида титана (3-5) - в смеси азотной и соляной кислот, взятых в соотношении 1:3, с последующим их перемешиванием, а затем проводят нагрев и выдержку при 700- - 750°С в течение 2,0-2,5 ч.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1808022 АЗ (51)5 С 23 С 10/56

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4953109/02 (22) 12.05.91 (46) 07.04,93, Бюл. ¹ 13 (71) Военно-воздушная академия им, Н.Е.Жуковского (72) Н.В,Абраимов, А.П.Семенов и Н.П.Цивилева (73) Военно-воздушная академия йм, Н,Е,Жуковского, Н.В.Абраимов, А,П.Семенов и Н.П,цивилева (56) Самсонов Г.В. и Эпин А.П. Тугоплавкие покрытия. М,: Металлургия, 1973, с,288 — 289.

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано для получения жаростойких защитных покрытий на деталях, работающих в агрессивных средах при высоких температурах, Разработано жаростойкое эмульсионное покрытие, обеспечивающее повышенную сопротивляемость сульфидной коррозии

s сочетании с высокой термостойкостью геометрически сложных деталей из жаропрочных сплавов без снижения прочностных характеристик конструкций.

Способ включает нанесение на поверхность детали,суспензии на основе кислот, содержащей хром, никель, кобальт, цирконий, оксид титана, кремний и термическую обработку.

Каждый компонент в порошкообразном состоянии растворяется в кислотах в равных (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖАРОСТОЙКОГО ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НА ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ

СПЛАВОВ (57) Сущность изобретения состоит в том, что на поверхность изделия наносят суспенэию, которую готовят путем предварительного растворения порошкообразных ингредиентов в равных количествах по массе в следующих кислотах; хрома (10 — 23) — в соляной, никеля (10 — 15) и кобальта (20 — 30)— . в азотной, циркония (3 — 5), кремния (1 — 3) и оксида титана (3 — 5) — в смеси азотной и соляной кислот, взятых в соотношении 1:3, с последующим их перемешиванием, а затем проводят нагрев и выдержку при 700 — Я

750 С в течение 2,0 — 2,5 ч. и количествах по массе: хром (10 — 25) — в соляной; никель (10 — 15) и кобальт (20 — 30) — в азотной; цирконий (3-5), кремний (1-3) и оксид титана (3 — 5) — в смеси азотной и соля- ОО ной кислот, взятых в соотношении 1;3 (так С) называемой "царской водке"). При объеди- р нении этих растворов образуется состав, используемый для получения покрытия.

На поверхность детали окунанием или проливкой (в случае необходимости защиты внутренних развитых поверхностей) наносится пленка раствора. Затемдетале просушивается на воздухе, помещается в термическую (р печь при 100 С, нагревается с печью до 700—

750 С и выдерживается при этой температуре в течение 2-7 ч. Покрытие имеет темно-серый цвет и толщину порядка 20 мкм.

Минимальная температура формирования защитной пленки 700 С, время 2 ч. Ни1808022

Сопротивление сульфидной коррозии оценивали в среде, содержащей, мас. : 3

NaCI; 40 Naz$04; 5 Ре20з: 10 СаО; 3,5 М90;

3,5 А!гОз; 35 $102, при температурах цикла: минимальная 100 и максимальная 980 С с продолжительностью 120 с. Через 1200 циклов испытаний покрытие сохранило свою целостность без отслаивания и сколов защитного слоя, Составитель Н.Абраимов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Самборская

Редактор

Заказ 1395 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина. 101 же этих параметров идет недостаточный процесс ее отвердевания, При 750 С в течение 2,5 и более часов происходит процесс формирования защитной пленки, которая обладает повышенной сопротивляемостью сульфидной коррозии, высокой пластичностью, термостойкостью в условиях работы в газовой среде, содержащей сернистые соединения. Способ дает возможность защищать детали различных сечений, размеров, форм.

Покрытие представляет собой тонкую однородную пленку на поверхности детали.

При формировании пленки не используется основной сплав и не уменьшается несущее сечение детали.

Покрытие имеет структуру твердого раствора кобальта и хрома на основе никеля

Nl(Co, Сг), включает оксиды Сг20з и ZION.

Наблюдаются включения фазы, обогащенной кремнием. Концентрация элементов в слое следующая. мас, : Ni основа, 13 Cr;

10 Co, 5 Sl; 2 Ti; 1,5 Zr.

Покрытие сохранило защитные свойства после окисления нэ воздухе при 900, 950, 1000, 1050, 1100 С до 300 ч, Концентрация элементов в поверхностном слое, мас. : Ni основа; 10 Cr; 9 Со; 3 Si; 1,5 Ti; 1,0 Zr.

Пластичность покрытия оценивали путем испытания наизгиб балочек с покрытием сечением Зх4 мм, длиной 45 мм на оптикомеханической установке с изменением углов поворота сечения в области упругих деформаций. Оценка пластичности производилась по значению угла, при котором в покрытии появлялась первая трещина, Деформация на изгиб растрескивания состав10 ляет около 1,0%

Покрытие снижает шероховатость поверхности образца на величину Л Rz = 0,1—

- 0,3, Формула. изобретения

Способ получения жаростойкого защитного покрытия на изделиях из жаропрочных никелевых сплавов, включающий приготовление и нанесение на поверхность изделия суспенэии, содержащей порошок кремния, 20 хрома и циркония и последующий нагрев с выдержкой при 700-750 С в течение 2 — 2,5 ч, отличающийся тем, что, с целью повышения сопротивления сульфидной коррозии и термостойкости покрытия, а также технологичности способа за счет об-:. работки геометрически сложных изделий, суспензию готовят на основе кислот и она дополнительно содержит никель, кобальт и оксид титана, причем ее приготов30 ление ведут путем предварительного растворения порош кообразных ингредиентов в равных количествах по массе в следующих кислотах, хрома (10 — 25) — в соляной, никеля (10 — 15) и кобальта (20 — 30) — в азот35 ной, циркония (3-5), кремния (1-3) и оксида титана (3-5) — в смеси азотной и соляной кислот, взятых в соотношении 1;3 с последующим их смешением,