Порошковая композиция для прирабатываемого уплотнительного покрытия

Авторы патента:

C22C1/05 - Сплавы (кремни C06C 15/00; обработка сплавов C21D, C22F)

B22F2302/205 - Порошковая металлургия; производство изделий из металлических порошков; изготовление металлических порошков (способы или устройства для гранулирования материалов вообще B01J 2/00; производство керамических масс уплотнением или спеканием C04B, например C04B 35/64; получение металлов C22; восстановление или разложение металлических составов вообще C22B; получение сплавов порошковой металлургией C22C; электролитическое получение металлических порошков C25C 5/00)

B22F1/12 - Специальная обработка металлических порошков, например для облегчения обработки, для улучшения свойств; металлические порошки как таковые, например смеси порошков различного состава (C04, C08 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2791299:

Общество с ограниченной ответственность "Имхотеп" (RU)

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении порошковых композиций для прирабатываемых уплотнительных покрытий деталей турбомашины, получаемых методом химической металлизации, например химическим никелированием. Порошковая композиция на основе никеля содержит гексагональный нитрид бора, при этом она дополнительно содержит фосфор и примеси при следующем соотношении компонентов, мас. %: никель – основа, гексаганальный нитрид бора - 17,0-23,0, фосфор – 1,0-10,0, примеси – не более 2,0. Обеспечивается получение покрытия из порошковой композиции с высокой эрозионной стойкостью, допустимой твердостью для прирабатываемых уплотнительных покрытий турбомашин. 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к порошковой металлургии, и может быть использовано при изготовлении порошковых композиций для прирабатываемых уплотнительных покрытий деталей турбомашины, получаемых методом химической металлизации, например, химическим никелированием.

Известно использование прирабатываемого материала для уплотнения в турбомашине. Такой материал наносится в виде слоя на поверхности корпусов и способен разрушаться в случае контакта с роторными лопатками, не разрушая их. При этом материал должен обладать допустимой твердостью для таких покрытий и высокой эрозионной стойкостью для повышенного ресурса покрытия из прирабатываемого материала.

Наиболее близкой является композиция на основе никеля (диссертация Лаврик Е.Г., «Разработка газотермических покрытий с повышенной жаро- и эррозионной стойкостью для уплотнения узлов ГТД», Киев, 1993 г., 206 С, стр. 144 табл.4.2) при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Недостатком данной композиции является низкая истираемость уплотнительного покрытия, полученного из данной порошковой композиции методом плазменного напыления, характеризующаяся относительным износом, а так же, пониженной твердостью покрытия, которая может привести к образованию дефектов на лопатках в виду низкой истираемости, трущихся о покрытие из известной порошковой композиции.

Техническим результатом, на который направлено изобретение является порошковая композиция, полученная методом химической металлизации, для прирабатываемого уплотнительного покрытия, получаемого методом газоплазменного напыления с высокой эрозионной стойкостью и допустимой твердостью для прирабатываемых уплотнительных покрытий турбомашин. При эксплуатации покрытия из предложенной порошковой композиции образующееся пылевое облако из продуктов износа в паре лопатка-покрытие беспрепятственно выводится из проточной части турбомашины без разрушения лопаток.

Технический результат достигается тем, что порошковая композиция для прирабатываемого уплотнительного покрытия на основе никеля, содержащая гексагональный нитрид бора, дополнительно содержит фосфор и примеси в следующем соотношении компонентов, мас. %:

Наличие фосфора в составе порошковой композиции позволяет повысить эрозионную стойкость прирабатываемого покрытия, наносимого методом газоплазменного напыления, а также достичь заданной для прирабатываемых (истираемых) покрытий твердости, которая позволит обеспечить бездефектную работу проточной части турбомашины.

Для подтверждения эффективности предлагаемой порошковой композиции были проведены экспериментальные исследования по определению твердости прирабатываемого покрытия, и относительного износа после работы пары лопатка-покрытие с различным соотношением компонентов.

В качестве материала, на который наносилось покрытие с различным соотношением компонентов, выбран титановый сплав ВТ20. В качестве вращающейся лопатки взята пластина с двумя выступами прямоугольной формы из титанового сплава ВТ6. Температура при экспериментальных исследованиях была 500°С.

Твердость полученного прирабатываемого покрытия определяли по Бринеллю.

Метод определения эрозионной стойкости основан на измерении потери массы исследуемого материала при обдувании его потоком твердых частиц (электрокорунд с величиной частиц 100 мкм).

За эрозионную стойкость материала, согласно формуле (1) принимается отношение объема истраченного абразива (частиц электрокорунда) к объему унесенного им испытываемого материала (согласно статье «Истираемость и эрозионная стойкость уплотнительных материалов проточной части ГТД», Д.П. Фарафонов, В.П. Мигунов, А.А. Сараев, Н.Е. Лещев, УДК 62-762, viam-works.ru, дата обращения 01.10.2021):

где V_a - объем истраченного абразива, см³;

γ_т - плотность испытываемого материала, г/см³;

Δm - потеря массы испытываемого образца, г.

Было проведено 6 экспериментальных исследований с различным составом порошковой композиции, приведенных в таблице №1. При этом, проводимый эксперимент по заявленной порошковой композиции является №4, эксперимент №1 - это порошковая композиция по составу прототипа, а эксперименты №2, №3, №5, №6 порошковые композиции с нарушением химического состава заявленной порошковой композиции.

Результаты экспериментальных исследований, в ходе которых оправляли твердость и относительный износ представлены в таблице 2

Согласно полученным данным после проведения экспериментальных исследований видно, что прирабатываемые покрытия, наносимые методом плазменного напыления из порошковых композиций №1 (прототип), №3 и №5 имеют низкую эрозионную (газоабразивную) стойкость при удовлетворительной твердости покрытий, что снижает ресурс покрытия и, следовательно, период межремонтного обслуживания турбомашины.

Покрытия, полученные из порошковых композиций №2 и №6 обладают высокой твердостью и эрозионной (газоабразивной) стойкостью, что повышает ресурс покрытия, но низкой истираемостью прирабатываемого покрытия, что может привести к высокой степени износа торца лопатки в момент ее врезания в материал покрытия и к снижению ресурса работы лопаток и всей турбомашины в целом.

Из проведенных экспериментальных исследований видно, что предложенная порошковая композиция №4 обладает удовлетворительной твердостью и эрозионной (газоабразивной) стойкостью в сочетании с хорошей истираемостью прирабатываемого уплотнительного покрытия, необходимых для безотказной и надежной работы турбомашины. При этом только заданные интервалы компонентов композиции обеспечивают достижение технического результата.

Порошковая композиция для прирабатываемого истираемого уплотнительного покрытия на основе никеля, содержащая гексагональный нитрид бора, отличающаяся тем, что дополнительно содержит фосфор и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Никель Ni	основа
Гексогональный нитрид бора BN	17,0-23,0
Фосфор Р	1,0-8,0
Примеси	не более 2,0

Изобретение относится к металлургии никелид-титановых сплавов и может быть использовано при изготовлении эндопротезов из монолитного материала с пористым покрытием. Предложен способ получения пористого покрытия на изделиях из монолитного никелида титана путем напекания на него никелид-титанового порошка.

Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава жс6у в керосине осветительном // 2784145

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству металлических жаропрочных никелевых порошков. Порошок получают путем электроэрозионного диспергирования отходов сплава марки ЖС6У в керосине осветительном при напряжении на электродах от 130-150 В, ёмкости конденсаторов 55-60 мкФ и частоте следования импульсов 260-300 Гц.

Никелевый самофлюсующийся сплав, конструктивный элемент для стекольного производства, в котором используется никелевый самофлюсующийся сплав, а также форма и конструктивный элемент для транспортировки капли стекла, в каждом из которых используется конструктивный элемент для стекольного производства // 2783715

Изобретение относится к металлургии, а именно к никелевому самофлюсующемуся сплаву, который может быть использован в стекольном производстве. Никелевый самофлюсующийся сплав, используемый в конструктивном элементе для стекольного производства для транспортировки или формования стекла с вязкостью logη от 3 до 14,6, содержит, мас.%: бор (B) от 0 до 1,5, твердые частицы в виде по меньшей мере одного из: карбида, нитрида, оксида и кермета - до 50, кремний (Si) до 10.

Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава жс6у в воде дистиллированной // 2779730

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству металлических жаропрочных никелевых порошков. Порошок получают путем электроэрозионного диспергирования отходов сплава марки ЖС6У в воде дистиллированной при напряжении на электродах от 190-210 В, ёмкости конденсаторов 55-60 мкФ и частоте следования импульсов 180-200 Гц.

Способ получения сплава tini с прогнозируемыми свойствами с помощью аддитивных технологий // 2772811

Изобретение относится к области аддитивных технологий, в частности получения изделий из сплавов системы TiNi, обладающих эффектом памяти формы, методами аддитивных технологий, известных также под термином 4D-печать. Способ аддитивного производства сплавов системы TiNi включает обеспечение порошка сплава системы TiNi, определение точного химического состава порошка и его температуры мартенситных превращений, загрузку порошка в установку селективного лазерного плавления и проведение селективного лазерного плавления с получением сплава.

Способ модифицирования жаропрочных никельхромовых сплавов // 2762442

Изобретение относится к литейному производству, в частности к модифицированию никелевых сплавов ультрадисперсными порошками тугоплавких соединений. Способ модифицирования никелевых сплавов включает введение в расплав модификатора, содержащего ультрадисперсные тугоплавкие частицы.

Распыляемая мишень из суперсплава // 2743536

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению мишени из суперсплавов для катодного вакуумно-дугового нанесения покрытий. Мишень из суперсплава на основе порошка никеля или порошка кобальта для катодного вакуумно-дугового нанесения покрытий выполнена из легированного порошка суперсплава на основе никеля или кобальта, содержащего интерметаллические соединения, и имеет поликристаллическую структуру со случайной ориентацией зерен, при этом средний размер зерна в структуре мишени составляет менее 50 мкм, а пористость структуры составляет менее 10%.

Способ получения пористого материала на основе никелида титана // 2732716

Изобретение относится к металлургии, конкретно к технологии получения пористых металлических материалов, и может использоваться в медицинской имплантологии. Способ получения пористого материала на основе никелида титана включает двухэтапное спекание шихты, содержащей порошок никелида титана, с промежуточной выдержкой между этапами.

Эндодонтический инструмент для обработки корневых каналов зуба // 2727430

Группа изобретений относится к изготовлению стоматологических средств с эффектом памяти формы. Способ включает выбор нитиноловой проволоки с начальной температурой перехода ниже комнатной температуры, шлифование нитиноловой проволоки с образованием стоматологического средства, имеющего ручку, расположенную рядом с первым концом, и рабочую область, по меньшей мере с одной режущей кромкой, расположенную рядом с противоположным вторым, передним концом, формование рабочей области в отформованную форму, имеющую по меньшей мере один сформированный в ней выступ, нагревание стоматологического средства для изменения начальной температуры перехода стоматологического средства на конечную температуру перехода и запоминания отформованной формы, содержащей указанный по меньшей мере один выступ, из условия возвращения к отформованной форме, имеющей указанный по меньшей мере один выступ, когда он имеет температуру, соответствующую конечной температуре перехода или превышающую ее.

Термомеханическая обработка никель-титановых сплавов // 2720276

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению прокатного изделия из никель-титанового сплава. Способ изготовления никель-титанового изделия термомеханической обработкой включает холодную обработку заготовки из никель-титанового сплава при температуре менее 500°C и горячее изостатическое прессование подвергнутой холодной обработке заготовки из никель-титанового сплава, при этом заготовка из никель-титанового сплава содержит по меньшей мере 35 процентов по массе титана и по меньшей мере 45 процентов по массе никеля.

Никелевый сплав с хорошей коррозионной стойкостью и высоким пределом прочности при растяжении и способ получения полуфабрикатов // 2791029

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению полуфабрикатов из никелевого сплава с высокой стойкостью к водородному охрупчиванию и высокими механическими свойствами. Способ получения полуфабриката из никелевого сплава, содержащего, мас.%: Ni 50–55, Cr 17–21, Mo >0–9, W 0–9, Nb 1–5,7, Ta >0–4,7, Ti 0,1–3,0, Al 0,4–4,0, Co не более 3,0, Mn не более 0,35, Si не более 0,35, Cu не более 0,23, С 0,001–0,045, S не более 0,01, Р 0,001–0,02, В 0,001–0,01, остальное – Fe и обычные обусловленные производством примеси, при выполнении следующих соотношений: Nb+Ta 1–5,7, Al+Ti >1,2–5, Mo+W 3–9, включает выплавку в вакуумной индукционной (VIM) печи и отливку в слитки, подвергание слитков отжигу для снятия напряжений в температурном диапазоне от 500 до 1250°С в течение до 110 часов, затем обработку слитков в процессе электрошлакового переплава (ESR) и/или вакуумно-дугового переплава (VAR) и, при необходимости сплав повторно переплавляют в процессе электрошлакового переплава или вакуумно-дугового переплава, подвергание переплавленных слитков гомогенизирующему отжигу в температурном диапазоне от 500 до 1250°С в течение до 150 ч, затем подвергание отожженных слитков горячей и холодной деформации для получения полуфабриката, по меньшей мере один отжиг на твердый раствор в температурном диапазоне от 900 до 1150°С в течение от 0,1 до 60 ч с последующим охлаждением на воздухе, в подвижной атмосфере отжига, инертном газе, в воде, в полимере или в масле.