Способ получения композиционного покрытия на основе алюминиевых сплавов
Владельцы патента RU 2353703:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к способам получения композиционных покрытий на основе алюминиевых сплавов и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. Способ включает плазменное напыление покрытия и последующую его пластическую деформацию. Осуществляют напыление порошковой смеси, содержащей в качестве матричного компонента сплав (Al + 3% Mg) и в качестве армирующего компонента - карбид кремния (SiC). Причем для получения покрытия с антифрикционными свойствами напыление осуществляют из порошковой смеси, содержащей 3-5 мас.% карбида кремния (SiC). В случае получения покрытия с фрикционными свойствами напыление осуществляют из порошковой смеси, содержащей 15-19 мас.% карбида кремния (SiC). Технический результат - получение высокой износостойкости и заданных трибологических свойств покрытия. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Способ относится к газотермическому напылению покрытий, в частности к плазменному напылению, и может быть использован при нанесении покрытий в машиностроении и других отраслях промышленности.
Известен способ получения покрытий (Заявка №97109400/02, опубл. 27.04.1998), который заключается в нанесении ускоренной газовым потоком смеси порошков, состоящей, по крайней мере, из двух компонентов: металла и более твердых сферических частиц с размером в среднем не менее 30 мкм.
Известен также способ получения покрытий (RU 2055936 C1, C23C 4/04, от 10.03.1996), позволяющий создать защитную зону обработки с формированием покрытия заданной толщины и сплошности. Данный способ предлагается принять в качестве ближайшего аналога заявляемого изобретения.
Общими недостатками вышеперечисленных способов являются отсутствие возможности получения напыляемого покрытия с заданными свойствами, необходимость специального оборудования для повышения адгезионных свойств покрытия.
Задачей заявляемого способа является получение износостойкого, коррозионно-стойкого покрытия с заданными триботехническими свойствами и повышенной адгезией напыляемого покрытия.
Способ осуществляется следующим образом: приготовленный механическим перемешиванием порошковый композиционный материал, содержащий в качестве матричного компонента алюминиевый сплав (Al + 3% Mg, зернистость - до 200 мкр), а в качестве армирующего - карбид кремния (SiC, зернистость - 40 мкр), вводится в плазменную струю посредством транспортирующего газа, производится газотермическое (в частности, электроплазменное) напыление состава.
Полученное композиционное покрытие может быть подвергнуто пластическому деформированию, путем прессования, для увеличения адгезионных свойств.
Свойства получаемого покрытия задаются путем изменения концентраций компонентов в напыляемом порошковом материале: для получения покрытия с антифрикционными свойствами, мас.%: 3-5% карбид кремния (SiC), остальное алюминиевый сплав (Al + 3% Mg); для получения фрикционного покрытия, мас.%: 15-19% карбид кремния (SiC), остальное алюминиевый сплав (Al + 3% Mg).
Установленные пределы содержания карбида кремния (3-5% и 15-19%) в порошке позволяют варьировать свойства покрытия, подбирая оптимальные для конкретных условий.
Композиционное покрытие, получаемое заявляемым способом, характеризуется повышенными адгезионными свойствами, износостойкостью и коррозионной стойкостью.
При испытаниях в паре со сталью были получены значения коэффициентов трения, результаты приведены в таблице 1.
Значения коэффициентов трения композиционного покрытия на основе алюминиевых сплавов в паре со сталью.
| Табл.1. | |||
| Д16 + мас.% SiC | f (без смазки) | f (со смазкой) | Износ (сухое трение 0,8 МПа в паре со сталью, 23580 м), г |
| 2,5 | 0,13 | 0,04 | 0,0920 |
| 5 | 0,145 | 0,05 | 0,0748 |
| 15 | 2 | 1,1 | 0,0400 |
1. Способ получения композиционного покрытия на основе алюминиевого сплава, включающий плазменное напыление порошковой смеси, содержащей в качестве матричного компонента алюминиевый сплав и в качестве армирующего компонента - карбид, отличающийся тем, что в качестве матричного алюминиевого сплава используют сплав (Al + 3% Mg), а в качестве армирующего компонента - карбид кремния (SiC), при следующем соотношении компонентов: карбид кремния (SiC) 3-5 или 15-19 мас.%, алюминиевый сплав (Al + 3% Mg) остальное, а после напыления осуществляют пластическую деформацию.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения покрытия с антифрикционными свойствами напыление осуществляют из порошковой смеси, содержащей 3-5 мас.% карбида кремния (SiC).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения покрытия с фрикционными свойствами напыление осуществляют из порошковой смеси, содержащей 15-19 мас.% карбида кремния (SiC).
