RU2166421C1 - Способ восстановления изделий - Google Patents
Способ восстановления изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2166421C1 RU2166421C1 RU99126113A RU99126113A RU2166421C1 RU 2166421 C1 RU2166421 C1 RU 2166421C1 RU 99126113 A RU99126113 A RU 99126113A RU 99126113 A RU99126113 A RU 99126113A RU 2166421 C1 RU2166421 C1 RU 2166421C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- silicon carbide
- mixture
- aluminum
- reconditioning
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к восстановлению изделий, содержащих металлические дефектные поверхности, преимущественно изготовленных из термически упрочняемых алюминиевых сплавов. На дефектное место поверхности изделия наносят ускоренную в сверхзвуковом сопле смесь порошков алюминия и карбида кремния. Размер частиц порошка алюминия 10-50 мкм, а частиц порошка карбида кремния 30-50 мкм. Карбид кремния составляет 20-40 мас.% смеси порошков, алюминий - остальное. Для разгона смеси порошков используют предварительно нагретый до 120 - 180°С воздух. В результате обеспечивается возможность восстанавливать изделия любой формы без использования специального сложного оборудования, без значительного тепловложения в дефектное место изделия.
Description
Изобретение относится к области восстановления или ремонта изделий, содержащих металлические дефектные поверхности, преимущественно изготавливаемых из термически упрочняемых алюминиевых сплавов.
Из патентной литературы известен способ восстановления изделий путем запаивания дефектов поверхностей в виде микротрещин, включающий перекрытие дефектного места - микротрещины пластической деформацией краев кромок микротрещин при температуре выше температуры пайки и пайку этого дефектного места легкоплавким припоем (см., например, а.с. СССР N 1399036, кл. B 23 K 1/12 от 05.12.86 г.).
Известен способ запаивания микротечей, включающий предварительное перекрытие микротечи заполнением ее полости пластическим материалом путем запрессовки и пайку дефектного места легкоплавким припоем (см., например, а.с. СССР N 556003, кл. B 23 K 1/12, B 23 K 31/02 от 30.07.75 г.).
Известен способ ремонта сваркой, преимущественно изделий с полостью, имеющих дефекты в виде отверстий или трещин, включающий подготовку изделия под сварку, в процессе которой дефект высверливают и в отверстие вставляют заглушку, полость заливают расплавленным металлом с учетом температуры и плотности материала и производят собственно сварку (см., например, а.с. N 1498598, кл. B 23 P 6/00 от 07.08.89 г.).
Известен способ устранения дефектов изделий путем плазменной наплавки на дефектное место порошкообразным присадочным материалом, при котором поток порошка подают в плазменную дугу через бункер с конической полостью под действием собственного веса при соответствующей ориентации направления подачи порошка и плазмотрона (см., например, патент РФ N 1631849, кл. B 23 K 9/04 от 11.06.87 г.).
Известен способ восстановления деталей машин, заключающийся в нанесении на восстанавливаемую поверхность детали материала, в частности карбида тугоплавких металлов заданной величины и сплошности электроискровым легированием, и последующей электромеханической обработке (см., например, а.с. СССР 1532264, кл. B 23 P 6/00 от 30.12.89 г.).
Известен способ восстановления изделий методом напыления порошковых материалов на дефектное место изделий (см., например, а.с. СССР N 1680479, кл. B 23 P 6/00 от 30.09.91 г.) - прототип.
Общими недостатками указанных выше способов являются затруднение восстановления или ремонта поверхностей в труднодоступны местах и необходимость очень сложного оборудования, а нагрев дефектной поверхности ведет к изменению структуры материала, механических, коррозионных и других свойств.
Задачей данного изобретения является создание способа восстановления изделий, преимущественно изготавливаемых из термически упрочненных алюминиевых сплавов, имеющих обнаруженные или предполагаемые дефекты поверхности, с достижением технического результата в виде возможности восстановления или ремонта практически в любом месте поверхности и любой формы без использования специального сложного оборудования, без значительного тепловложения в дефектном месте изделия, как это имеет место при подварке или плазменном напылении. Кроме того, технический результат заключается в расширении арсенала технических средств данного назначения.
Поставленная задача решается тем, что в способе восстановления изделий, включающем напыление на дефектное место изделия порошкового материала, в качестве порошкового материала используют смесь порошков алюминия с размером частиц 10-50 мкм и карбида кремния с размером частиц 30-50 мкм в соотношении 20-40 мас.% карбида кремния, остальное - алюминий, напыление смеси порошков производят путем ее ускорения в сверхзвуковом сопле, а для разгона смеси порошков используют сжатый воздух, предварительно нагретый до температуры 120-180oC.
Предложенный способ далее поясняется более подробно. Так, сразу следует отметить, что устранение дефектов на поверхности изделий, изготовленных из термически упрочняемых алюминиевых сплавов, требует особо деликатного подхода. Это необходимо для того, чтобы избежать ухудшения прочностных характеристик изделий и обеспечить при этом устранение обнаруженных и/или предполагаемых дефектов. Известно, что разупрочнение термически упрочняемых алюминиевых сплавов не происходит, если температура подложки (изделия) из этого сплава в точке дефекта (напыления) не поднимается выше 100oC. Многократные эксперименты показали, что это условие можно обеспечить, если напыление на микротечь производить порошковым материалом, ускоренным в сверхзвуковом сопле, при этом температура сжатого воздуха, используемого для ускорения порошка в сверхзвуковом сопле, не должна быть выше 180oC. Чем ниже температура сжатого воздуха, тем ниже будет температура подложки, на которую осуществляется напыление. Однако при таком способе напыления коэффициент использования рабочего порошка по мере снижения температуры уменьшается.
Качество обработки изделия с целью устранения дефектов поверхности его стенок определяется также и размером частиц в напыляемой порошковой смеси. Эксперименты показали, что оптимальный размер частиц рабочего порошка алюминия для устранения обнаруженных и/или предполагаемых дефектов путем напыления смеси порошков, ускоренной в сверхзвуковом сопле, потоком воздуха должен быть в пределах 10-50 мкм. Если размер частиц превышает 50 мкм, то прочность сцепления, а заодно и коэффициент использования рабочего порошка уменьшается, т.к. по мере увеличения размера частиц алюминия уменьшается вероятность их закрепления на поверхности изделия и увеличивается эрозия поверхности изделия частицами карбида кремния. Частицы порошка алюминия с размером меньше 10 мкм сильно тормозятся в приповерхностном слое, теряют скорость и, следовательно, не закрепляются на поверхности, а уносятся потоком воздуха. Поэтому покрытие не формируется.
Наличие в рабочем порошке частиц карбида кремния обусловлено тем, что эти частицы при столкновении с поверхностью подложки внедряются в нее и, тем самым, обеспечивают высокую прочность сцепления покрытия с подложкой в целом. Экспериментами также установлено, что при размере частиц в пределах 30-50 мкм происходит значительно быстрее "залечивание" дефектных мест и уменьшается на 20-30% время напыления, по сравнению с частицами менее 30 мкм, что можно объяснить высокой кинетической энергией у частиц размером 30-50 мкм и большей способностью этих частиц зачеканить микротечи и внедриться в материал изделия. Однако частицы карбида кремния в процессе напыления одновременно производят и эрозионное воздействие на напыляемое покрытие. При слишком большом их содержании в рабочей порошковой смеси скорость осаждения частиц алюминия может сравняться со скоростью эрозии покрытия частицами карбида кремния и, таким образом, покрытие не будет образовываться вообще. Оптимальное соотношение компонентов в рабочей смеси, как было установлено в процессе проведения экспериментов, составляет 20-40% по весу карбида кремния, остальное алюминий.
Примеры конкретного использования
1. Ремонту или восстановлению подвергалась емкость из термически упрочненного алюминиевого сплава 1201Т1, в стенке которой была обнаружена микротечь. Поперечный размер микротечи составлял 50-100 мкм. Для ее устранения на поверхность стенки емкости в зоне расположения микротечи производилось напыление покрытия. Покрытие формировалось путем нанесения на поверхность порошковой смеси, ускоренной в сверхзвуковом сопле при рабочем давлении сжатого воздуха 0,5 МПа и температуре 160oC. В качестве рабочего состава использовалась механическая смесь порошка алюминия с размером частиц от 10 до 50 мкм и порошка карбида кремния с размером частиц 30-50 мкм. Содержание карбида кремния в рабочей смеси составляло 30 мас.%. Общая площадь нанесенного покрытия 5 см2, толщина покрытия в точке, где находилась микротечь, - 1,5 мм. После указанного ремонта поверхности емкость была испытана на герметичность, результаты испытаний показали полное отсутствие негерметичности.
1. Ремонту или восстановлению подвергалась емкость из термически упрочненного алюминиевого сплава 1201Т1, в стенке которой была обнаружена микротечь. Поперечный размер микротечи составлял 50-100 мкм. Для ее устранения на поверхность стенки емкости в зоне расположения микротечи производилось напыление покрытия. Покрытие формировалось путем нанесения на поверхность порошковой смеси, ускоренной в сверхзвуковом сопле при рабочем давлении сжатого воздуха 0,5 МПа и температуре 160oC. В качестве рабочего состава использовалась механическая смесь порошка алюминия с размером частиц от 10 до 50 мкм и порошка карбида кремния с размером частиц 30-50 мкм. Содержание карбида кремния в рабочей смеси составляло 30 мас.%. Общая площадь нанесенного покрытия 5 см2, толщина покрытия в точке, где находилась микротечь, - 1,5 мм. После указанного ремонта поверхности емкость была испытана на герметичность, результаты испытаний показали полное отсутствие негерметичности.
2. Ремонту или восстановлению было подвергнуто днище емкости, изготовленное из термически упрочненного алюминиевого сплава 1201Т1. Днище емкости еще не было соединено с боковыми стенками. На участке днища размером 2 см2 имелась вмятина, образовавшаяся от случайного удара тяжелым предметом. В этом месте после сборки емкости в целом могли проявиться микротрещины и/или микротечи. Для устранения такой возможности на область вышеуказанного дефекта было нанесено алюминиевое покрытие толщиной 2 мм (в зоне предполагаемого дефекта) и общей площадью 20 см2. покрытие наносилось путем напыления порошковой смеси, ускоренной в сверхзвуковом сопле при рабочем давлении сжатого воздуха 0,5 МПа и температуре 180oC. В качестве рабочего порошка использовалась механическая смесь порошка алюминия с размером частиц менее 50 мкм, но более 10 мкм и порошка карбида кремния с размером частиц 30-50 мкм. Содержание карбида кремния в рабочей смеси составляло 30 мас.%. Температуры стенки емкости в зоне напыления не поднималась выше 95oC. После сборки емкости она была испытана на герметичность воздушно-гелиевой смесью методом "щупа" при избыточном давлении 150 ати.
Негерметичности по месту напыления при чувствительности схемы испытаний 1•10-5 л мкм рт.ст./с не выявлено.
Claims (1)
- Способ восстановления изделий, включающий напыление на дефектное место изделия порошкового материала, отличающийся тем, что в качестве порошкового материала используют смесь порошков алюминия с размером частиц 10 - 50 мкм и карбида кремния с размером частиц 30 - 50 мкм в соотношении 20 - 40 мас.% карбида кремния, остальное - алюминий, напыление смеси порошков производят путем ее ускорения в сверхзвуковом сопле, а для разгона смеси порошков используют сжатый воздух, предварительно нагретый до 120 - 180oC.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99126113A RU2166421C1 (ru) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | Способ восстановления изделий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99126113A RU2166421C1 (ru) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | Способ восстановления изделий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2166421C1 true RU2166421C1 (ru) | 2001-05-10 |
Family
ID=20228001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99126113A RU2166421C1 (ru) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | Способ восстановления изделий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2166421C1 (ru) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1674595A2 (en) * | 2004-12-21 | 2006-06-28 | United Technologies Corporation | Structural repair using cold sprayed aluminum material |
EP1829988A1 (de) * | 2006-03-02 | 2007-09-05 | Praxair Surface Technologies GmbH | Verfahren zur Reparatur und wiederherstellung von dynamisch beanspruchten Komponenten aus Aluminiumlegierungen für luftfahrtechnische Anwendungen |
US20080220234A1 (en) * | 2005-04-07 | 2008-09-11 | Snt Co., Ltd | Method of Preparing Wear-Resistant Coating Layer Comprising Metal Matrix Composite and Coating Layer Prepared Thereby |
US7910051B2 (en) | 2005-05-05 | 2011-03-22 | H.C. Starck Gmbh | Low-energy method for fabrication of large-area sputtering targets |
US8002169B2 (en) | 2006-12-13 | 2011-08-23 | H.C. Starck, Inc. | Methods of joining protective metal-clad structures |
US8197894B2 (en) | 2007-05-04 | 2012-06-12 | H.C. Starck Gmbh | Methods of forming sputtering targets |
US8226741B2 (en) | 2006-10-03 | 2012-07-24 | H.C. Starck, Inc. | Process for preparing metal powders having low oxygen content, powders so-produced and uses thereof |
US8246903B2 (en) | 2008-09-09 | 2012-08-21 | H.C. Starck Inc. | Dynamic dehydriding of refractory metal powders |
US8703233B2 (en) | 2011-09-29 | 2014-04-22 | H.C. Starck Inc. | Methods of manufacturing large-area sputtering targets by cold spray |
US8802191B2 (en) | 2005-05-05 | 2014-08-12 | H. C. Starck Gmbh | Method for coating a substrate surface and coated product |
RU2746510C2 (ru) * | 2016-10-17 | 2021-04-14 | ЭкссонМобил Рисерч энд Энджиниринг Компани | Способ сварки с лазерным нанесением металла, детали, полученные этим способом, и применение в нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности |
-
1999
- 1999-12-06 RU RU99126113A patent/RU2166421C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1674595A3 (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-05 | United Technologies Corporation | Structural repair using cold sprayed aluminum material |
EP1674595A2 (en) * | 2004-12-21 | 2006-06-28 | United Technologies Corporation | Structural repair using cold sprayed aluminum material |
US20080220234A1 (en) * | 2005-04-07 | 2008-09-11 | Snt Co., Ltd | Method of Preparing Wear-Resistant Coating Layer Comprising Metal Matrix Composite and Coating Layer Prepared Thereby |
US8486496B2 (en) * | 2005-04-07 | 2013-07-16 | SCK Solmics Co., Ltd. | Method of preparing wear-resistant coating layer comprising metal matrix composite and coating layer prepared thereby |
US8802191B2 (en) | 2005-05-05 | 2014-08-12 | H. C. Starck Gmbh | Method for coating a substrate surface and coated product |
US7910051B2 (en) | 2005-05-05 | 2011-03-22 | H.C. Starck Gmbh | Low-energy method for fabrication of large-area sputtering targets |
EP1829988A1 (de) * | 2006-03-02 | 2007-09-05 | Praxair Surface Technologies GmbH | Verfahren zur Reparatur und wiederherstellung von dynamisch beanspruchten Komponenten aus Aluminiumlegierungen für luftfahrtechnische Anwendungen |
WO2007098885A1 (de) * | 2006-03-02 | 2007-09-07 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Verfahren zur reparatur und wiederherstellung von dynamisch beanspruchten komponenten aus aluminiumlegierungen für luftfahrtechnische anwendungen |
US8226741B2 (en) | 2006-10-03 | 2012-07-24 | H.C. Starck, Inc. | Process for preparing metal powders having low oxygen content, powders so-produced and uses thereof |
US8715386B2 (en) | 2006-10-03 | 2014-05-06 | H.C. Starck Inc. | Process for preparing metal powders having low oxygen content, powders so-produced and uses thereof |
US9095932B2 (en) | 2006-12-13 | 2015-08-04 | H.C. Starck Inc. | Methods of joining metallic protective layers |
US8448840B2 (en) | 2006-12-13 | 2013-05-28 | H.C. Starck Inc. | Methods of joining metallic protective layers |
US8777090B2 (en) | 2006-12-13 | 2014-07-15 | H.C. Starck Inc. | Methods of joining metallic protective layers |
US8113413B2 (en) | 2006-12-13 | 2012-02-14 | H.C. Starck, Inc. | Protective metal-clad structures |
US8002169B2 (en) | 2006-12-13 | 2011-08-23 | H.C. Starck, Inc. | Methods of joining protective metal-clad structures |
US8491959B2 (en) | 2007-05-04 | 2013-07-23 | H.C. Starck Inc. | Methods of rejuvenating sputtering targets |
US8883250B2 (en) | 2007-05-04 | 2014-11-11 | H.C. Starck Inc. | Methods of rejuvenating sputtering targets |
US9783882B2 (en) | 2007-05-04 | 2017-10-10 | H.C. Starck Inc. | Fine grained, non banded, refractory metal sputtering targets with a uniformly random crystallographic orientation, method for making such film, and thin film based devices and products made therefrom |
US8197894B2 (en) | 2007-05-04 | 2012-06-12 | H.C. Starck Gmbh | Methods of forming sputtering targets |
US8246903B2 (en) | 2008-09-09 | 2012-08-21 | H.C. Starck Inc. | Dynamic dehydriding of refractory metal powders |
US8961867B2 (en) | 2008-09-09 | 2015-02-24 | H.C. Starck Inc. | Dynamic dehydriding of refractory metal powders |
US8470396B2 (en) | 2008-09-09 | 2013-06-25 | H.C. Starck Inc. | Dynamic dehydriding of refractory metal powders |
US8703233B2 (en) | 2011-09-29 | 2014-04-22 | H.C. Starck Inc. | Methods of manufacturing large-area sputtering targets by cold spray |
US9108273B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-08-18 | H.C. Starck Inc. | Methods of manufacturing large-area sputtering targets using interlocking joints |
US9120183B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-09-01 | H.C. Starck Inc. | Methods of manufacturing large-area sputtering targets |
US9293306B2 (en) | 2011-09-29 | 2016-03-22 | H.C. Starck, Inc. | Methods of manufacturing large-area sputtering targets using interlocking joints |
US9412568B2 (en) | 2011-09-29 | 2016-08-09 | H.C. Starck, Inc. | Large-area sputtering targets |
US8734896B2 (en) | 2011-09-29 | 2014-05-27 | H.C. Starck Inc. | Methods of manufacturing high-strength large-area sputtering targets |
RU2746510C2 (ru) * | 2016-10-17 | 2021-04-14 | ЭкссонМобил Рисерч энд Энджиниринг Компани | Способ сварки с лазерным нанесением металла, детали, полученные этим способом, и применение в нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2166421C1 (ru) | Способ восстановления изделий | |
US7455881B2 (en) | Methods for coating a magnesium component | |
RU2183695C2 (ru) | Способ получения покрытий | |
JP5377319B2 (ja) | 基材のコーティング方法及びコーティング製品 | |
EP1674595B1 (en) | Structural repair using cold sprayed aluminum material | |
EP2011964B1 (en) | Method of Repairing a Turbine Component | |
CN1904124B (zh) | 施涂双线电弧喷涂涂层的方法和设备 | |
Danlos et al. | Ablation laser and heating laser combined to cold spraying | |
WO2021128841A1 (zh) | 一种激光复合冷喷涂原位氮化强化方法及冷喷涂装置 | |
Yao et al. | Characteristics and bonding behavior of Stellite 6 alloy coating processed with supersonic laser deposition | |
KR20060071871A (ko) | 콜드 스프레이 기술을 이용한 블레이드의 플랫폼 복원 | |
KR20060063637A (ko) | 콜드 스프레이를 사용한 초합금 보수 | |
Maestracci et al. | Deposition of composite coatings by cold spray using stainless steel 316L, copper and Tribaloy T-700 powder mixtures | |
Van Steenkiste | Kinetic spray: a new coating process | |
DK152096B (da) | Fremgangsmaade til boring af hul eller spalte i et emne ved hjaelp af en energistraale | |
Gruner | Vacuum plasma spray quality control | |
RU2205897C1 (ru) | Способ нанесения покрытий | |
Blochet et al. | Influence of spray angle on cold spray with Al for the repair of aircraft components | |
EP3276039B1 (en) | Outer airseal abradable rub strip manufacture methods and apparatus | |
KR20020051827A (ko) | 코팅 방법 | |
Kashapov et al. | Research of cobalt chromium alloy surface morphology after sandblasting | |
CN106222600A (zh) | 一种大气环境中超音速等离子喷涂制备Ti‑TiN梯度涂层的方法 | |
US10835920B2 (en) | Technology and process for coating a substrate with swarf particles | |
Verdier et al. | On the Adhesion Mechanisms of Thermal Spray Deposits IVIanufactured While Implementing the PROTAL® Process | |
Piwowarczyk et al. | Casting defects filling by low pressure cold spraying method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151207 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170608 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181207 |