Способ нанесения несплошных износостойких покрытий

 

Использование: нанесение износостойких покрытий методом конденсации из ионизированного потока тугоплавких материалов в среде реакционного газа и может быть использовано в машиностроении. Сущность изобретения: повышение износостойкости обрабатываемых поверхностей осуществляется путем нанесения на них двухкомпонёнтной поверхностной cTpyKty- ры, включающей в себя износостойкую ячеистую сетку из твердых фаз, заполненную пластическим металлом, выполняющую функцию преграды для жидкого водорода и твердой смазки, проникающих в тончайшие трещины и раковины покрытий и способствующих изнашиванию поверхности под износостойким покрытием. 2 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 23 С 14 /32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4827829/21 (22) 22.05.90 (46) 30.04.93. Бюл. ¹ 16 (71) Научно-производственное объединение

"Спецтехоснастка" (72) С.А,Андреев (56) Авторское свидетельство СССР

N 1198983, кл. С 23 С 4/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N 1723837, кл, С 23 С 14/32, 1989. (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЙ НЕСПЛОШНЫХ

ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ (57) Использование: нанесение износостойких покрытий методом конденсации из

Изобретение относится к области нанесения износостойких покрытий и может быть использовано в машиностроении.

Цель изобретения — повышение износостойкости обрабатываемых поверхностей за счет повышения сопротивляемости водородному изнашиванию при экстремальных режимах эксплуатации, На фиг.1 представлен общий вид покрытия; на фиг.2 — то же, в разрезе.

Сущность данного способа нанесения несплошных износостойких покрытий состоит в том, что покрытия наносятся s виде двухкомпонентных композиций, представляющих собой ячеистую сетку 1 из твердых фаэ тугоплавких металлов, заполненную пластическим металлом 2, выполняющим одновременно роль твердой смазки и надежной преграды проникновению жидкого водорода под покрытием, Суть водородного изнашивания состоит в том, что при определенных условиях треЫ2, 1812238 А1 ионизированного потока тугоплавких Материалов в среде реакционного газа и может быть использовано в машиностроении.

Сущность изобретения: повышение износостойкости обрабатываемых поверхностей осуществляется путем нанесения на них двухкомпонентной поверхностной структуры, включающей в себя износостойкую ячеистую сетку из твердых фаз, заполненную пластическим металлом, выполняющую функцию преграды для жидкого водорода и твердой смазки, проникающих в тончайшие трещины и раковины покрытий и способствующих изнашиванию поверхности под износостойким покрытием. 2 ил. ния (температура, среда, влажность, материалы поверхностей трения, состав вторичных структур) в зоне трения возникает жидкий водород, проницающий в тончайшие трещины и раковины покрытий, способствуя интенсивному изнашиванию поверхности. под износостойким покрытием.

Данная технология нанесения износостойких двухкомпонентных покрытий или износостойких композиционных покрытий типа нитридов титана-хром (TiN)Cr включает в себя следующие операции: — чистка деталей в ультразвуковой ванне, — сушка деталей в электропечи, — нанесение на рабочие поверхности деталей затенения несплошной структуры, — загрузка деталей в камеру установки

"Булат", — ионная очистка и нагрев деталей, 1812238 — нанесение на рабочие поверхности износостойких двухкомпонентных покрытий.

Для практического осуществления способа на установках типа "Булат", "Пуск", "Ритм" и др. на рабочие поверхности деталей или инструментов, приготовленных для загрузки в камеру, наносится затенение в виде ячеек. Например, на перетачиваемые многогранные пластины по ГОСТ 19042-80 из твердого сплава Т15КС при нанесении покрытия в виде ячеистой сетки из нитрида титана методом КИБ на установке "Булат20" пластины под покрытием подготавливаются по вышеуказанной технологии, перед загрузкой в камеру на рабочие поверхности наносятся затенения в виде ячеек из смеси углерода (графитового порошка) и этилового спирта пастообразной консистенции, после чего пластины обрабатываются по традиционной технологии. После нанесения твердой сетки основы остатки графитового порошка удаляются. Затем полости сетки заполняются пластическим металлом, HBпример, хромом из известной технологии.

Сравнительные испытания показали значительное повышение стойкости рабочих поверхностей, покрытых по данному способу, Испытания проводились при нанесении покрытий на быстрорежущий и твердосплавный инструменты, детали штамповой оснастки и детали машин при следующих параметрах:

1. Быстрорежущий инструмент (фрезы

Ф 22 мм из сплава PGM5)

Давление реактивного газа (азота) в камере — 16 б МПа, температура обрабатываемых поверхностей — 400 С, температура сушки — 18 С, материал покрытия в виде твердой сетки — нитрид титана, материал мягкого наполнителя — хром (ВХ-2К), Повышение износостойкости — в 1 8 раза.

2 . Твердосплавный инструмент(неперетачиваемые пластины Т15К6)

Давление реактивного газа (азот) в камере-10б МПа, температура обрабатываемых поверхностей — 500 С, температура сушки — 20 С, материал покрытия в виде твердой сетки — нитрид титана, материал мягкого наполнителя — хром (BX-2К).

Повышение износостойкости — в 2 раза.

3. Штамповая оснастка (пуансон из стали 34Х241М) давление реактивного газа (азот) — 10

Мпа. температура обрабатываемых поверхностей — 450 С, температура сушки — 20 С, материал покрытия в виде твердой сетки — нитрид титана, материал мягкого наполнителя — хром (BX2 К).

Повышение износостойкости — в 2,5 раза.

4. Детали машин (распределительная втулка из стали 40х)

Давление реактивного газа (азота) -10б

20 МПа, температура в камере — 500 С, температура сушки — 22 С, материал покрытия в виде твердой сетки — нитрид титана материал мягкого наполнителя — хром (В К-2К).

Повышение износостойкости за счет повышения сопротивления водородному изнашиванию — в 2,1-2,4 раза.

30 Таким образом, данный способ нанесения двухкомпонентных ячеистых покрытий без существенных дополнительных затрат обеспечивает существенное увеличение износостойкости рабочих поверхностей дета35 лей машин и инструментов за счет предохранения рабочей поверхности от разрушающего воздействия жидкого водорода, Формула изобретения

40 Способ нанесения несплошных износостойких покрытий, включающий нанесение на обрабатываемую поверхность маски в виде островков определенной геометрической формы, генерирование ионизирован45 ного потока материала покрытия в среде реакционного газа с образованием твердых фаз нитридов, карбидов или карбонитридоа тугоплавких металлов и удаление маски, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения износостойкости обрабатываемых поверхностей за счет повышения сопротивления водородному изнашиванию при экстремальных режимах эксплуатации, после удаления маски наносят покрытие из

55 пластичных материалов, преимущественно хрома, железа или молибдена.

1812238

Составитель С.Мирош кин

Техред М,Моргентал Корректор Н. Милюкова

Редактор

Заказ 1560 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательскии комбинат "Патент", г. Ужгород. Ул.Гагарина, 101