SU1615233A1 - Method of applying heat resistant coating - Google Patents

Method of applying heat resistant coating Download PDF

Info

Publication number
SU1615233A1
SU1615233A1 SU884604047A SU4604047A SU1615233A1 SU 1615233 A1 SU1615233 A1 SU 1615233A1 SU 884604047 A SU884604047 A SU 884604047A SU 4604047 A SU4604047 A SU 4604047A SU 1615233 A1 SU1615233 A1 SU 1615233A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
coating
layer
aluminum
nickel
molybdenum
Prior art date
Application number
SU884604047A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Михайлович Нагирный
Людмила Александровна Приходько
Ирина Александровна Говорова
Нина Иосифовна Смолокурова
Полина Фадеевна Карагулова
Original Assignee
Предприятие П/Я М-5612
Предприятие П/Я А-1233
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я М-5612, Предприятие П/Я А-1233 filed Critical Предприятие П/Я М-5612
Priority to SU884604047A priority Critical patent/SU1615233A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1615233A1 publication Critical patent/SU1615233A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/10Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
    • C25D5/12Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium

Abstract

Изобретение относитс  к гальваническому осаждению многослойных покрытий и их последующей термообработке и может быть использовано в машиностроительной и авиационной промышленности дл  защиты изделий из тугоплавких металлов и их сплавов при высокотемпературном нагреве в окислительных средах. Цель изобретени  - повышение жаростойкости покрыти  в окислительной среде до 1400°С. Способ нанесени  жаростойкого покрыти  на тугоплавкие металлы и их сплавы включает последовательное гальваническое осаждение из водного электролита композиционного сло  никел  с частицами молибдена, из неводного органического электролита сло  алюмини  толщиной 1/3-3/8 от толщины композиционного и термодиффузионный отжиг. Способ обеспечивает получение покрытий, обеспечивающих эффективную защиту изделий из тугоплавких металлов в диапазоне температур 1200-1400°С в окислительной среде. 1 табл.The invention relates to the galvanic deposition of multilayer coatings and their subsequent heat treatment and can be used in the engineering and aviation industries to protect products made of refractory metals and their alloys under high-temperature heating in oxidizing environments. The purpose of the invention is to increase the heat resistance of the coating in an oxidizing environment up to 1400 ° C. The method of applying a heat-resistant coating on refractory metals and their alloys includes sequential galvanic deposition of a composite layer of nickel with molybdenum particles from an aqueous electrolyte, and a 1 / 3-3 / 8 thickness of a composite aluminum layer from the thickness of the composite and thermal diffusion annealing. The method provides coatings that provide effective protection for products made of refractory metals in the temperature range of 1200-1400 ° C in an oxidizing environment. 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к гальваническому осаждению многослойных покрытий и их последующей термообработке и может быть использовано в машиностроительной и авиационной промьшшен- ности дл  защиты изделий из тугоплавких металлов и их сплавов при высокотемпературном нагреве в О1.ислительных средах.The invention relates to the galvanic deposition of multilayer coatings and their subsequent heat treatment and can be used in the engineering and aircraft industry to protect products made of refractory metals and their alloys during high-temperature heating in O1 intensive media.

Цель изобретени  - повышение жаростойкости покрыти  в окислительной среде до 1400°С.The purpose of the invention is to increase the heat resistance of the coating in an oxidizing environment up to 1400 ° C.

Предлагаемьй способ нанесени  жаростойкого покрыти  на тугоплавкие металлы и их сплавы, включает последовательное гальваническое осайдениеThe proposed method of applying a heat-resistant coating on refractory metals and their alloys includes sequential galvanic deposition.

композиционного сло  никел  с частицами молибдена из видного электролита, из неводного органического электролита сло  алюмини  толщиной 1/3 - 3/8 от ТОЛЩ1ШЫ композиционного и термодиф фузионньй отжиг.a composite layer of nickel with molybdenum particles from a prominent electrolyte, from a non-aqueous organic electrolyte, a layer of aluminum with a thickness of 1/3 - 3/8 from the COMPOUND THICKNESS and thermal diffusion annealing.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Детали из ниобий-вольфрам-молибденового сплава типа 5ВМЦ подвергают обработке по следующей схеме.Details of niobium-tungsten-molybdenum alloy type 5ВМЦ are treated according to the following scheme.

Claims (1)

1.Обезжиривание химическое или протиркой известью2 .Активаци  химическа  в растворе едкого кали  (350-400 г/л) при температуре 40-50®С в течение 3-5 мин.1. Chemical degreasing or wiping with lime 2. Activation is chemical in potassium hydroxide solution (350-400 g / l) at a temperature of 40-50 ° C for 3-5 minutes. аbut ел юate yu со соwith so 316 316 3.Активаци  электрохимическа  в растворе по п. 2 на аноде при плотности тока 3-3 А/дм и времени3. Electrochemical activation in the solution according to claim 2 at the anode at a current density of 3-3 A / dm and time 3-5 мин.3-5 min 4.Осветление в растворе, г/л: Азотна  кислота3 Плавикова  кислота 1 Температура 18-25°С4. Lightening in solution, g / l: Nitric acid 3 Hydrofluoric acid 1 Temperature 18-25 ° С Врем .0,5-1 минTime .0,5-1 min 5.Предварительное никелирование в электролите,.г/л: 5.Preliminary nickel plating in electrolyte, .g / l: Хлористый никель 100-150Nickel chloride 100-150 Сол нгш кислота 150-200 при и времени 10-20 мин (при неравномерном распределении покрыти  предварительно нанос т тонкий (1 мкм) слой меди или кадми )..Sol ngsh acid 150–200 at a time of 10–20 min (with an uneven distribution of the coating, a thin (1 µm) layer of copper or cadmium is preliminarily applied) .. 6.Нанесение композиционного покры 6. Application of composite coating Одновременно происходит и повышение термостойкости матричной основы за счет растворени  дисперсна фазы молибдена в никеле.At the same time, an increase in the heat resistance of the matrix base occurs due to the dissolution of the dispersed phase of molybdenum in nickel. Анализ микроструктуры покрытий показьшает, что интерметаллиды составл ют от 35 до 55-об.% в составе покрыти . Рентгеноструктурным анализом наличие отдельных фаз никел , алюмини  и молибдена не обнаружено, что говорит о полном взаимодействии между ними в процессе отжига. В то же врем  установлено, что поверхностный слой покрыти  состоит преимущественно, из смеси соответствующих интерметаллидов (типа NiAl, , Ni2.Al5, MoAl,, MoAl). В результате термохимического взаимодействи  компон(нтов исходнойAnalysis of the microstructure of the coatings shows that the intermetallic compounds comprise from 35 to 55% by volume of the coating composition. X-ray structural analysis did not reveal the presence of individual phases of nickel, aluminum, and molybdenum, which indicates a complete interaction between them in the annealing process. At the same time, it was found that the surface layer of the coating consists predominantly of a mixture of the corresponding intermetallic compounds (such as NiAl, Ni2.Al5, MoAl, MoAl). As a result of the thermochemical interaction of the components (of the initial ти  с содержанием дисперсной фазы час- 20 системы при соответствующем режиме тиц молибдена 17-20% по массе в элект- термообработки происходит образование ролите, г/л:With the content of the dispersed phase of the system at the time of the appropriate regime of molybdenum particles of 17–20% by mass, rolite is formed in the electric heat treatment, g / l: СульфаминовьйSulfamine Хлористый никельNickel chloride Борна  кислотаBorna acid ПрогрессProgress 2525 600-650 12-15 30-35600-650 12-15 30-35 0,1-0,15 мл/л0.1-0.15 ml / l Дисперсньш порошок молибдена с размером зерна 0,1-5 мкм 20-30 : рН3,4-3,6Molybdenum dispersion powder with a grain size of 0.1-5 microns 20-30: pH 3.4-3.6 Температура 50-60 С Плотность тока 3-3,5 А/дм Врем 1-0,8 чTemperature 50-60 С Current density 3-3.5 A / dm Time 1-0.8 h при слабом;., перемешивании очищенным сжатым воздухом.with weak;., mixing with purified compressed air. 7.Нанесение сло  алнгмини  из электролита , г/л:7. Applying a layer of alngmini from the electrolyte, g / l: Бромистый алюминийAluminum Bromide ПарафинParaffin м-Ксилолm-xylene ТемператураTemperature Плотность токаCurrent density Врем  с применением анодов из алюмини . дЗTime using aluminum anodes. DZ Суммарна  толщина покрыти  по пп, 7 и 8 40-45 мкм,  The total thickness of the coating in PP, 7 and 8 is 40-45 µm, 8,Термообработка в разреженной среде 10 мм рт.ст. по режиму:8, Heat treatment in a diluted medium of 10 mm Hg. by mode: ,300-350°С 0,5-1 ч; 1000-1050 С 50 2-2,5 ч; нодъем температуры со скоростью не более 200 с/ч., 300-350 ° С 0.5-1 h; 1000-1050 C 50 2-2.5 hours; Temperature rise at a rate not exceeding 200 s / h. При высокотемпературнсм отжиге алю- миниевый слой полностью раствор етс  в верхних сло х покрыти , образу  со- ,5 . ответствующие интерметаллические сое динени  с никелем и молибденом, характеризующиес  повышенной жаростойкостью в исследуемом диапазоне температур.At high temperature annealing, the aluminum layer is completely dissolved in the upper layers of the coating, forming a co, 5. the corresponding intermetallic compounds of nickel and molybdenum, characterized by increased heat resistance in the temperature range under study. 500-550500-550 3-53-5 Остальное 18-25°С 1-1,5 А/дм 30-50 минThe rest is 18-25 ° C 1-1.5 A / dm 30-50 min качественного нового материала покрыти  , сочетающего повьппенную термостойкость матри1ц 1 с высокой жаростойкостью его поверхностных слоев при температуре до .a high-quality new coating material that combines the thermal resistance of matrix 1 with high heat resistance of its surface layers at temperatures up to. Сопоставление исходной и конечной (после термообработки) микроструктур покрытий позвол ет с достаточной чет30 костью проследить качественный характер происход щих изменений в строении исследуемых осадков. В исходном состо  нии основное покрытие и алюминиевьй слой имеют мелкокристаллическую струк туру с достаточно равномерньм распределением в первом дисперсной фазы час тиц. После отжига межслойна  граница исчезает, а структура покрыти  становитс  крупнокристаллической с харак40 й алюминидов никел  и молиб- дена.Comparison of the initial and final (after heat treatment) of the microstructures of the coatings makes it possible to trace with a sufficiently clear character the qualitative character of the changes that occur in the structure of the studied precipitates. In the initial state, the main coating and the aluminum layer have a fine-crystalline structure with a fairly uniform distribution of particles in the first dispersed phase. After annealing, the interlayer boundary disappears, and the structure of the coating becomes coarse-grained with the characteristics of nickel and molybdenum aluminides. Примеры при различных соотношени х толщин слоев алюмини  и композиции никель-частицы молибдена, услови  ис- пытаний и свойства покрытий приведены в таблице.Examples at different ratios of the thickness of the aluminum layers and the composition of nickel-molybdenum particles, test conditions and properties of the coatings are given in the table. Пример 1. Без дополнительного насыщени  покрыти  алюминием.Example 1. Without additional saturation of the aluminum coating. П р и м е р 2,1, С алюминиевым сло ем при соотношении толщин 1:2,Example 2,1, With an aluminum layer at a thickness ratio of 1: 2, Пример 2,2, То же, при соотношении толщин 1:3.Example 2.2, Same, with a thickness ratio of 1: 3. П р и м е р 2,3, То же, при соотно шении толщин 1:4.EXAMPLE 2,3, The same, with a thickness ratio of 1: 4. Пример 2.4. То же, при соотно шении толпрн 1,5:3,Example 2.4. The same, with a ratio of 1.5: 3 tolprn, Пример 2,5, То же, при соотно шении толщин 3:8.Example 2.5. Same, with a thickness ratio of 3: 8. системы при соответствующем режиме термообработки происходит образование system with the appropriate heat treatment mode is the formation качественного нового материала покрыти  , сочетающего повьппенную термостойкость матри1ц 1 с высокой жаростойкостью его поверхностных слоев при температуре до .a high-quality new coating material that combines the thermal resistance of matrix 1 with high heat resistance of its surface layers at temperatures up to. Сопоставление исходной и конечной (после термообработки) микроструктур покрытий позвол ет с достаточной четкостью проследить качественный характер происход щих изменений в строении исследуемых осадков. В исходном состо нии основное покрытие и алюминиевьй слой имеют мелкокристаллическую структуру с достаточно равномерньм распределением в первом дисперсной фазы час-, тиц. После отжига межслойна  граница исчезает, а структура покрыти  становитс  крупнокристаллической с харак Р й алюминидов никел  и молиб- дена.Comparison of the initial and final (after heat treatment) of the microstructures of the coatings makes it possible to trace with sufficient clarity the qualitative nature of the changes that occur in the structure of the studied precipitates. In the initial state, the main coating and the aluminum layer have a fine-crystalline structure with a fairly uniform distribution of particles and particles in the first dispersed phase. After annealing, the interlayer boundary disappears, and the structure of the coating becomes coarse-grained with the characteristics of nickel and molybdenum aluminides. Примеры при различных соотношени х толщин слоев алюмини  и композиции никель-частицы молибдена, услови  ис- пытаний и свойства покрытий приведены в таблице.Examples at different ratios of the thickness of the aluminum layers and the composition of nickel-molybdenum particles, test conditions and properties of the coatings are given in the table. Пример 1. Без дополнительного насыщени  покрыти  алюминием.Example 1. Without additional saturation of the aluminum coating. П р и м е р 2,1, С алюминиевым слоем при соотношении толщин 1:2,PRI me R 2,1, With an aluminum layer with a thickness ratio of 1: 2, Пример 2,2, То же, при соотношении толщин 1:3.Example 2.2, Same, with a thickness ratio of 1: 3. П р и м е р 2,3, То же, при соотношении толщин 1:4.PRI me R 2,3, Same, with a thickness ratio of 1: 4. Пример 2.4. То же, при соотношении толпрн 1,5:3,Example 2.4. The same, with a ratio tolprn 1,5: 3, Пример 2,5, То же, при соотношении толщин 3:8.Example 2.5, Same with a thickness ratio of 3: 8. 5 165 16 Пример 2.6, То же, при соотношении ТОЛ1ЦИН Is 5.Example 2.6. Same with the TOL1TSIN Is 5 ratio. Испытани  провод т в лабораторных и полупромышленных услови х на образцах из сплава 5 ВМц размером 20хЗОх х1 мм и штатных детал х в виде резьбовых цилиндрических заглушек (пробок ) размером 26x20 мм с покрытием последних только по наружной поверхности . Суммарна  толщина покрытий во всех примерах составл ет 45+5 мкм, в том числе сло  композиции 35+5 мкм и сло  алюмини  12+3 мкм.-Подготовка поверхности осуществл етс  по приведенной схеме.The tests were carried out in laboratory and pilot-scale conditions on specimens from 5 VMts alloy with a size of 20x30x1 mm and regular parts in the form of threaded cylindrical plugs (caps) 26x20 mm in size with the coating of the latter only on the outer surface. The total thickness of the coatings in all examples is 45 + 5 microns, including the composition layer 35 + 5 microns and the aluminum layer 12 + 3 microns. The surface preparation is carried out according to the above scheme. Испытани  .провод т в атмосфере воздуха при 1100, 1200 и и времени вьщержки во всех опытах 120 мин. Контроль/осуществл ют визуальным осмотром состо ни  поверхности образцов и деталей, а также металлографическим исследованием поперечных шлифов соответствующих разрезов образцов и деталей.Tests were carried out in an atmosphere of air at 1100, 1200 and and in the test time of 120 minutes in all experiments. Inspection / visual inspection of the state of the surface of the samples and parts, as well as metallographic examination of the transverse sections of the corresponding sections of the samples and parts. 52335233 00 5five Как видно из таблицы покрыти ,полученные при соотношении.V 1/3-3/8 (примеры 2.2, 2,4 и 2,5) обеспечивают при заданном ресурсе времени зф- фективную защиту изделий из тугоплавких металлов в диапазоне температур 1200-1400 С, что существенно превосходит жаростойкость известных, покрытий .- Формула изобретени As can be seen from the table, the coatings obtained with a ratio of .V 1 / 3-3 / 8 (examples 2.2, 2.4 and 2.5) provide, for a given time resource, effective protection of products made of refractory metals in the temperature range of 1200-1400 С that substantially exceeds the heat resistance of the known, coatings. Способ нанесени  жаростойкого покрыти  на тугоплавкие металлы и их сплавы, включающий гальваническое осаждение из водного электролита композиционного сло  никел  с частицами молибдена и терм&диффузионный отжиг, отличающийс  тем, что, с целью повышени  жаростойкости покрыти  в окислительной фазе до , перед отжигом на композиционный слой гальванически осалдают из неводного органического электролита слои апюми- ни  толкщной 1/3-3/8 от толщины ком- позиционного покрыти .The method of applying a heat-resistant coating on refractory metals and their alloys, including galvanic deposition of a composite layer of nickel with molybdenum particles from an aqueous electrolyte and the term & diffusion annealing, characterized in that, in order to increase the heat resistance of the coating in the oxidative phase, before the annealing of the composite layer, Layers of pure aluminum 1/3–3/8 of the thickness of the composite coating are deposited from a non-aqueous organic electrolyte. г.2 Г 2.3 I 2.4 I 2.5d.2 D 2.3 I 2.4 I 2.5 (саналы прогара(burnout sanals егал- Сквозное Охис ев от-рв кратере- иыа. кческий оОйазова- ;пасткн вне : поверх- сквозные  ости, ка алы  есквоз- с раару- ныв ка- по налы вы- верх ост гораии  його сло  покрыти  основыEgal- Through Oxis by-rv crater. Oak hole; pastin outside: the surfaces through the spines, the cables of the outer channel of the base of the base Включени Power on окислов в по- верх- вост- вок слое покрыти oxides in the upper-east layer of the coating Продолжение таблицыTable continuation 2.62.6 прогараburnout Включешс  Включе- Сквозные ка- окислов в ни  окис- налы выгора- поверх- лов в по-ни , заметное ностном веркност-окисленне по- слое пок-  ом слое верхности ос- рыти покрыти  новы в отдельных точкахInclusion - Through-oxide in any oxide of the burned-out surface in a visible manner, noticeable in the upper layer of the oxide layer on the surface of the surface of the coating, but new at certain points
SU884604047A 1988-09-28 1988-09-28 Method of applying heat resistant coating SU1615233A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884604047A SU1615233A1 (en) 1988-09-28 1988-09-28 Method of applying heat resistant coating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884604047A SU1615233A1 (en) 1988-09-28 1988-09-28 Method of applying heat resistant coating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1615233A1 true SU1615233A1 (en) 1990-12-23

Family

ID=21408786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884604047A SU1615233A1 (en) 1988-09-28 1988-09-28 Method of applying heat resistant coating

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1615233A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007008011A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-21 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Process for forming an aluminum diffusion layer for oxidation protection
RU2507310C1 (en) * 2012-08-09 2014-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" FORMATION METHOD OF HEAT-RESISTANT COATINGS ON BASIS OF NICKEL ALUMINIDE (NiAl)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
За вка GB № 2167446, кл. С 25 D 15/00, 1986. Сайфуллин Р.С. Композиционные покрыти и материалы. - М.: Хими , 1977, с. 115. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007008011A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-21 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Process for forming an aluminum diffusion layer for oxidation protection
RU2507310C1 (en) * 2012-08-09 2014-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" FORMATION METHOD OF HEAT-RESISTANT COATINGS ON BASIS OF NICKEL ALUMINIDE (NiAl)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4933239A (en) Aluminide coating for superalloys
DE69916149T2 (en) Improved aluminide diffusion bonding layer for thermal barrier systems and methods therefor
CA1117828A (en) Process for producing elevated temperature corrosion resistant metal articles
DE4303135C2 (en) Thermal insulation layer made of ceramic on metal components and process for their production
CA2051839C (en) Method of forming platinum-silicon-enriched diffused aluminide coating on a superalloy substrate
JP3642529B2 (en) Platinum enriched silicon modified corrosion resistant aluminum coating
CN1042737A (en) With non-loss anode electrolysis melting salt
US3748110A (en) Ductile corrosion resistant coating for nickel base alloy articles
EP0186800B1 (en) Process for coating carbon and graphite bodies
DE2419145A1 (en) ITEM COVERED, MANUFACTURING PROCESS AND MATERIAL FOR THE COVER
EP2236652A2 (en) Methods of forming coatings on substrates
Loghman et al. Study of sodium aluminate concentration influence on the corrosion behavior of plasma electrolytic oxidation (PEO) coatings on 6061 Al alloy
AU601130B2 (en) Metallic coating of improved life
SU1615233A1 (en) Method of applying heat resistant coating
WO2017152891A1 (en) Adhesion promoter layer for joining a high-temperature protection layer to a substrate, and method for producing same
Bornstein et al. The influence of sulfur on the oxidation of coatings
WO2005045102A2 (en) Coating of substrates
JPS6132392B2 (en)
DE3737361C2 (en)
US2861935A (en) Electrophoretic method of applying a lubricant coating
RU2073742C1 (en) Method for formation of protective coatings on alloys
RU2049827C1 (en) Method for producing multilayer coating
Madhusudhana et al. Synthesis and Characterization of Zirconium Oxide (ZrO2) Films on AA5052 and Glass substrates
RU2232206C1 (en) Method for obtaining of protective coat on alloys
EP1558785A1 (en) Substrate coating method