Способ газопламенного напыления защитного покрытия

Изобретение относится к напылению защитных покрытий, используемых, в частности, в электротехнической промышленности. Способ нанесения защитного покрытия включает подготовительные операции и процесс газопламенного напыления. При этом подложкой для нанесения покрытия являются локальные площадки поверхности изделия. Подготовительные операции включают механическую и электролитическую очистку приповерхностного слоя подложки и разогрев локальных площадок до 250-420°С. При напылении поток порошкообразных компонентов направляют под острым углом к подложке. Порошкообразные компоненты включают алюминиевую пудру для образования слоя покрытия, включающего фазу Ni₃Al. Под площадками газопламенного напыления создают поворотное реверсивное магнитное поле, от свойств которого зависит скорость укладки осаждающихся и распределяемых магнитным полем частиц и высота залегания сетчатых слоев в покрытии. Техническим результатом изобретения является повышение адгезионной способности покрытия. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к напылению защитных покрытий, используемых в электротехнической промышленности, в частности в электромонтажном производстве, в приборостроении и в машиностроении.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ нанесения защитного покрытия, описанный в авторском свидетельстве СССР № 1063859 А, опубликованном 30.12.1983 г. Способ включает подогрев изделия, выполненного из стали, нанесение покрытия газопламенным напылением и последующий отжиг при температуре 500-680°С. Перед напылением проводят подготовительные операции, в частности осуществляют пескоструйную очистку поверхности подложки.

К недостаткам известного изобретения относятся малые технологические возможности способа.

Задачей нового технического решения является повышение технологических возможностей способа газопламенного нанесения покрытия.

Техническим результатом изобретения является повышение адгезионной способности покрытия. Кроме того, при осуществлении способа добиваются повышения электродиффузионных свойств полученного покрытия, используемого в условиях электрофизического и электролитического износа при взаимодействии с блуждающими токами и наведенными потоками энергии, а также при взаимодействии с влажной средой.

Для повышения адгезионной способности покрытия по отношению к металлической подложке под площадками зон газопламенного напыления создают реверсивное магнитное поле, от свойств которого зависит скорость укладки осаждающихся и распределяемых магнитным полем частиц и переменная высота сетчатых слоев их залегания в покрытии.

Поставленная задача решается следующим образом.

Предложен способ газопламенного напыления защитного покрытия, включающий подготовительные операции и процесс газопламенного напыления порошкообразных компонентов в режиме управляемого потока витающих расплавленных частиц, направляемых горячим газовым потоком на подогретую подложку. Подложкой для нанесения покрытия являются локальные площадки поверхности изделия.

Подготовительные операции включают механическую и электролитическую очистку приповерхностного слоя подложки и разогрев локальных площадок зон газопламенного напыления до 250-420°С.

При напылении концентрированный поток порошкообразных компонентов направляют под острым углом "α" к подложке.

Порошкообразные компоненты наносимого покрытия включают алюминиевую пудру с компонентами других металлов для образования слоя покрытия, включающего интерметаллидную фазу в виде компоненты Ni₃Al.

В процессе нанесения покрытия под площадками зон газопламенного напыления создают поворотное реверсивное магнитное поле, от свойств которого зависит скорость укладки осаждающихся и распределяемых магнитным полем витающих частиц, а также переменная высота сетчатых слоев их залегания в покрытии.

После завершения процесса нанесения покрытия охлаждение поверхности изделия проводят путем вылежки и/или путем принудительного подстуживания.

В частных случаях реализации заявленного способа защитное покрытие напыляют на алюминиевую подложку.

При напылении порошкообразные компоненты могут использовать в виде гранул с оболочкой из никеля, содержащих алюминий.

Защитное покрытие могут напылять на различные изделия, например на контактные поверхности лотков, на шинопроводы и на различные фасонные профили. При этом добиваются повышения электродиффузионных свойств покрытия, используемого в условиях электрофизического и электролитического износа при взаимодействии изделия с покрытием с блуждающими токами и наведенными потоками энергии и/или во влажной среде.

Пример выполнения способа.

Способ газопламенного напыления защитного покрытия включает как подготовительные операции, так и процесс газопламенного напыления.

При осуществлении способа подготовительные операции перед напылением покрытия выполняли в объеме, включающем механическую и электролитическую очистку приповерхностного слоя подложки с последующим разогревом зоны газопламенного напыления до 250-420°С.

Процесс газопламенного напыления порошкообразных компонентов осуществляли в режиме формирования управляемого потока витающих расплавленных частиц, направляемых горячим газовым потоком на подогретую подложку.

При реализации заявленного способа напыление можно производить не на всю поверхность изделия, а на локальные площадки поверхности изделия.

При напылении концентрированный поток порошкообразных компонентов направляли под острым углом "α" к подложке, выполненной из алюминия.

Порошкообразные компоненты наносимого покрытия использовали как в виде алюминиевой пудры, смешанной с компонентами других металлов для образования интерметаллидной фазы Ni₃Al, так и в виде алюминиевых гранул с оболочкой из никеля.

Полученное покрытие содержало интерметаллидную фазу Ni₃Al, расположенную в поверхностном слое с твердостью 1800-2300 МПа, при том, что твердость основного металла подложки составляла 500-700 МПа. Приграничная переходная зона от поверхности изделия к слою покрытия имела диффузионный характер, обусловленный внедрением раскаленных частиц компоненты Ni₃Al, осажденных в виде криволинейно и накрестлежащих вытянутых каплевидных следов, видимых на макрометрическом уровне, образующих термодинамическую подложку под основным слоем покрытия компоненты Ni₃Al.

В процессе нанесения покрытия под площадками зон газопламенного напыления создавали поворотное реверсивное магнитное поле, поскольку скорость укладки осаждающихся и распределяемых магнитным полем витающих частиц и толщина сетчатых слоев их залегания в покрытии зависят от свойств магнитного поля.

После завершения процесса нанесения покрытия охлаждение поверхности изделия проводили путем его принудительного подстуживания.

Защитное покрытие напыляли на контактные поверхности лотков и на шинопроводы. Исследование качества полученных изделий показало, что произошло изменение привычной картины срезов покрытия.

Предложенный способ является многофункциональным и открывает новые возможности по повышению прочности адгезионной связи поверхности изделия и слоя покрытия. Свойства полученного покрытия позволяют использовать его не только в электротехнической промышленности, но и в нефтяной и газовой промышленности, например, при изготовлении лопаток турбин, используемых при перекачке нефти и газа.

1. Способ газопламенного напыления защитного покрытия, включающий подготовительные операции и процесс газопламенного напыления порошкообразных компонентов в режиме управляемого потока витающих расплавленных частиц, направляемых горячим газовым потоком на подогретую подложку, отличающийся тем, что подложкой для нанесения покрытия являются локальные площадки поверхности изделия, подготовительные операции включают механическую и электролитическую очистку приповерхностного слоя подложки и разогрев локальных площадок зон газопламенного напыления до 250-420°С, при напылении концентрированный поток порошкообразных компонентов направляют под острым углом к подложке, порошкообразные компоненты включают алюминиевую пудру с компонентами металлов для образования слоя покрытия, включающего интерметаллидную фазу в виде компоненты Ni₃AL, под площадками зон газопламенного напыления создают поворотное реверсивное магнитное поле, от свойств которого зависит скорость укладки осаждающихся и распределяемых магнитным полем витающих частиц и переменная высота сетчатых слоев их залегания в покрытии, охлаждение поверхности изделия проводят в процессе вылежки и/или принудительного подстуживания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что защитное покрытие напыляют на алюминиевую подложку.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что проводят напыление порошкообразных компонентов в виде гранул с оболочкой из никеля, содержащих алюминий.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что защитное покрытие напыляют на контактные поверхности лотков, шинопроводов и различных фасонных профилей, при этом добиваются повышения электродиффузионных свойств полученного покрытия, используемого при электрофизическом и электролитическом износе при взаимодействии с блуждающими токами и наведенными потоками энергии и/или влажной средой.