RU2063470C1 - Method of gas-thermal coating production - Google Patents

Abstract

FIELD: production of gas-thermal coatings. SUBSTANCE: gas-thermal coatings are produced by spraying of steel-aluminum pseudoalloy with steel share of 50 - 65 mass % with following treatment by pressure with reductions defined by ratio: ε = k(2a-65) = k (2a - 65) with ε - reduction of coating, %, k - factor variable in interval of 0.9 - 1.1; a - share of steel in spraying material; by mass, %. EFFECT: improved process. 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения изделий с покрытиями. The invention relates to metallurgy and can be used to obtain products with coatings.

Известен способ получения газотермических покрытий путем напыления псевдосплава медь-сталь. Показано, что комбинированные покрытия из псевдосплава медь-сталь обладают более высокой износостойкостью, чем покрытия из стали (ВНИИАВТОГЕНМАШ. Справочные материалы. Вып. 21. Антифрикционные материалы. М. 1960, с. 25). Однако, такие покрытия обладают невысокой износостойкостью по сравнению со сталеалюминиевыми. A known method for producing thermal spray coatings by spraying a copper-steel pseudo-alloy. It is shown that combined coatings from a copper-steel pseudo-alloy have higher wear resistance than coatings from steel (VNIIAVTOGENMASH. Reference materials. Issue 21. Antifriction materials. M. 1960, p. 25). However, such coatings have low wear resistance compared to steel-aluminum.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения газотермических покрытий путем напыления сталеалюминиевого псевдосплава с содержанием каждого компонента в напыляемом материале по 50 по массе и последующей его шлифовке (Антошин Е. В. Нанесение металлических и неметаллический покрытий посредством газотермического напыления. М. 1965, с. 57). Однако, покрытия обладают невысокой износостойкостью из-за небольших обжатий, возникающих при шлифовке. Closest to the proposed method is a method of producing gas-thermal coatings by spraying a steel-aluminum pseudo-alloy with the content of each component in the sprayed material of 50 by weight and its subsequent grinding (Antoshin E.V. Application of metallic and non-metallic coatings by means of thermal spraying. M. 1965, p. 57). However, the coatings have low wear resistance due to small reductions that occur during grinding.

Задачей изобретения является повышение срока службы изделий с покрытием. При этом техническим результатом является повышение износостойкости покрытия. The objective of the invention is to increase the service life of coated products. In this case, the technical result is to increase the wear resistance of the coating.

Напыление сталеалюминиевого псевдосплава с содержанием стали в напыляемом материале по массе в интервале 50 65 и последующая его обработка давлением с обжатиями определяются соотношением:
ε = k(2a-65), (1)
где ε обжатие покрытия,
k коэффициент, изменяющийся в интервале 0,9 1,1;
a содержание стали в напыляемом материале по мас.The spraying of a steel-aluminum pseudo-alloy with the content of steel in the sprayed material by weight in the range of 50 65 and its subsequent pressure treatment with compression is determined by the ratio:
ε = k (2a-65), (1)
where ε is the compression of the coating,
k coefficient, varying in the range of 0.9 1.1;
a steel content in the sprayed material by weight.

позволяет получить оптимальный состав псевдосплава, т. е. жесткой арматуры (твердых частиц интерметаллидов, образующихся при напылении покрытия) и мягкой матрицы (алюминий, сталь), и обеспечить оптимальную пластическую деформацию мягкой составляющей, происходящей в результате срыва окисных пленок с ее частиц. С ростом содержания стали в псевдосплаве увеличиваются обжатия, обеспечивающие срыв окисных пленок с поверхности частиц. Срыв окисных пленок приводит к повышению когезионной прочности покрытия, в результате чего происходит значительное увеличение его износостойкости, а, следовательно, повышение срока службы изделий с покрытиями. it allows one to obtain the optimal composition of the pseudo-alloy, i.e., hard reinforcement (solid particles of intermetallic compounds formed by coating deposition) and a soft matrix (aluminum, steel), and to ensure optimal plastic deformation of the soft component resulting from the breakdown of oxide films from its particles. With an increase in the steel content in the pseudo-alloy, compressions increase, ensuring the breakdown of oxide films from the surface of the particles. Failure of oxide films leads to an increase in the cohesive strength of the coating, resulting in a significant increase in its wear resistance, and, consequently, an increase in the service life of products with coatings.

Что касается состава сталеалюминиевого псевдосплава с содержанием стали в напыляемом материале 50 то его износостойкость повышается только в результате последующей обработки давлением с обжатиями, определяемыми по соотношению (1). Обработка с обжатиями, противоречащими соотношению (1), в т. ч. и шлифовкой, практически не повышает износостойкость такого покрытия. As for the composition of the steel-aluminum pseudo-alloy with the steel content of 50 in the sprayed material, its wear resistance increases only as a result of subsequent pressure treatment with reductions determined by the relation (1). Processing with reductions that contradict relation (1), including grinding, practically does not increase the wear resistance of such a coating.

Напыление псевдосплава с содержанием стали в напыляемом материале по массе меньше 50 позволяет получить больше мягкой составляющей в псевдосплаве из-за неполного расплавления алюминия. Содержание стали по массе больше 65 приводит также к увеличению мягкой составляющей из-за неполного расплавления стали. В обоих случаях будет низкая износостойкость покрытия. Spraying a pseudo-alloy with a steel content in the sprayed material of a mass of less than 50 allows you to get more soft component in the pseudo-alloy due to incomplete melting of aluminum. The steel content by mass greater than 65 also leads to an increase in the soft component due to incomplete melting of the steel. In both cases there will be low wear resistance of the coating.

Обработка давлением псевдосплава с обжатиями меньше, чем по соотношению (1) не срывает окисные пленки с поверхности частиц стали и алюминия, что не приводит к повышению износостойкости покрытия. При обжатиях больше, чем по соотношению (1), имеют место сдвиговые деформации на границе раздела твердых частиц интерметаллидов и мягкой составляющей, что значительно снижает износостойкость покрытия. Зависимость для определения обжатий была получена в результате математической обработки экспериментальных данных, полученных в результате напыления псевдосплава на стальные образцы размером 2,0 х 20 х 70 мм и последующей его прокатки (см. таблицу). Толщина напыляемого псевдосплава не превышала 200 мкм. Износостойкость оценивали по уменьшению толщины покрытия после его дробеструйной обработки, которую проводили при помощи воздействия на него чугунной колотой дроби при давлении воздуха 4 атм и времени воздействия 1,0 мин. Pressure treatment of a pseudo-alloy with reductions less than in relation (1) does not tear oxide films from the surface of steel and aluminum particles, which does not increase the wear resistance of the coating. With reductions greater than in relation (1), shear deformations occur at the interface between the solid particles of intermetallic compounds and the soft component, which significantly reduces the wear resistance of the coating. The dependence for determining the compressions was obtained as a result of mathematical processing of experimental data obtained by spraying a pseudo-alloy on steel samples of size 2.0 x 20 x 70 mm and its subsequent rolling (see table). The thickness of the sprayed pseudo-alloy did not exceed 200 μm. Wear resistance was evaluated by reducing the coating thickness after bead-blasting, which was carried out by exposing it to a cast-iron chipped fraction at an air pressure of 4 atm and an exposure time of 1.0 min.

Описываемый способ осуществляется следующим образом. На металлическое изделие напыляют сталеалюминиевый псевдосплав с содержанием стали в напыляемом материале по массе в интервале 50 65 Далее покрытие обрабатывают давлением с обжатиями, определяемыми по соотношению (1). The described method is as follows. A steel-aluminum pseudo-alloy is sprayed onto a metal product with a steel content in the sprayed material by weight in the range of 50 65. Next, the coating is treated with pressure with reductions determined by the ratio (1).

Пример 1. Example 1

На образцы из стали 10 размером 2,0 х 20 х 70 мм напыляли сталеалюминиевый псевдосплав толщиной 200 мкм с содержанием стали в напыляемом материале по массе 50 на стационарном металлизаторе ЭМ-12. Далее покрытие подвергали обработке давлением на четырехвалковом реверсивном стане 320 с обжатиями, приведенными в таблице. Испытания на износ проводили при помощи воздействия на покрытие чугунной колотой дроби при давлении воздуха 4 атм. и времени воздействия 1,0 мин. Результаты испытаний приведены в таблице. Износостойкость оценивали по уменьшению толщины покрытия после дробеструйной обработки, которую измеряли микрометром. Из таблицы видно, что обработка давлением покрытия с содержанием стали в напыляемом материале 50 с обжатием 31,5 38,5 позволяет существенно повысить его износостойкость. Samples of steel 10 with a size of 2.0 x 20 x 70 mm were sprayed with a steel-aluminum pseudo-alloy 200 μm thick with a steel content of 50 in the sprayed material on an EM-12 stationary metallizer. Next, the coating was subjected to pressure treatment on a four-roll reversing mill 320 with the reductions shown in the table. Wear tests were carried out by exposing the coating to cast-iron chipped shot at an air pressure of 4 atm. and exposure time 1.0 min. The test results are shown in the table. Wear resistance was evaluated by reducing the thickness of the coating after shot peening, which was measured with a micrometer. The table shows that the pressure treatment of the coating with the content of steel in the sprayed material 50 with compression 31.5 38.5 can significantly increase its wear resistance.

Пример 2. Example 2

На образцы из стали 10 размером 2,0 х 20 х 70 мм напыляли сталеалюминиевый псевдосплав толщиной 150 мкм с содержанием стали в напыляемом материале по массе 65 на ручном металлизаторе ЭМ-10. Далее покрытие подвергали обработке давлением на четырехвалковом реверсивном стане 320 с обжатиями, приведенными в таблице. Испытания на износ проводили аналогично примеру 1 и таким же образом оценивали износостойкость. Из таблицы видно, что обработка давлением покрытия с содержанием стали в напыляемом материале 65 с обжатиями 58,5 71,5 позволяет существенно повысить его износостойкость. Samples of steel 10 with a size of 2.0 x 20 x 70 mm were sprayed with a steel-aluminum pseudo-alloy 150 μm thick with a steel content of 65 in the sprayed material on an EM-10 handheld metallizer. Next, the coating was subjected to pressure treatment on a four-roll reversing mill 320 with the reductions shown in the table. Tests for wear were carried out analogously to example 1 and the wear resistance was evaluated in the same way. The table shows that the pressure treatment of the coating with the steel content in the sprayed material 65 with compression 58.5 71.5 can significantly increase its wear resistance.

Пример 3. Example 3

На образец из стали 10 аналогично примеру 1 напыляли сталеалюминиевый псевдосплав с содержанием стали в напыляемом материале по массе 50 Далее покрытие, подобно прототипу, подвергали шлифовке. Испытания на износ показали невысокую износостойкость покрытия (см. таблицу). A steel-aluminum pseudo-alloy was sprayed onto a sample of steel 10, as in Example 1, with a mass of steel of 50 in the sprayed material. Next, the coating, like the prototype, was ground. Wear tests showed a low wear resistance of the coating (see table).

Следовательно, напыление сталеалюминиевых псевдосплавов с содержанием стали в напыляемом материале 50 65 по массе и их последующая обработка давлением с обжатиями, определяемыми по соотношению (1), позволяют существенно повысить их износостойкость. ТТТ1 Therefore, the spraying of steel-aluminum pseudo-alloys with a steel content in the sprayed material of 50 65 by weight and their subsequent pressure treatment with reductions determined by relation (1), can significantly increase their wear resistance. TTT1

Claims (1)

Способ получения газотермических покрытий путем напыления сталеалюминиевого псевдосплава и последующей его обработки давлением, отличающийся тем, что напыляют сталеалюминиевый псевдосплав с содержанием стали 50-65 мас. а обработку давлением осуществляют с обжатием, определяемым из следующего соотношения:
Е К(2а 65),
где Е обжатие покрытия,
К коэффициент, составляющий 0,9-1,1,
а содержание стали в напыляемом материале, мас.A method of producing gas-thermal coatings by spraying a steel-aluminum pseudo-alloy and its subsequent pressure treatment, characterized in that a steel-aluminum pseudo-alloy is sprayed with a steel content of 50-65 wt. and pressure treatment is carried out with compression, determined from the following ratio:
E K (2a 65),
where E is the compression of the coating,
K coefficient of 0.9-1.1,
and the steel content in the sprayed material, wt.

Images