Способ получения многослойного покрытия

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО ПОКРЫТИЯ(71) Заявитель Открытое акционерное общество 558 Авиационный ремонтный завод(72) Авторы Аршинов Константин Иванович Аршинов Максим Константинович Полякова Тереса Леонардовна Случак Павел Александрович Юркевич Сергей Николаевич Яснов Виктор Владимирович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество 558 Авиационный ремонтный завод(57) Способ получения многослойного покрытия, включающий ускорение порошкового материала в сверхзвуковом сопле потоком предварительно нагретого воздуха и напыление на поверхность изделия порошкового материала, содержащего смесь корундового, алюминиевого и цинкового порошков, отличающийся тем, что обрабатываемую поверхность изделия предварительно подвергают пескоструйной обработке, нанесенный слой покрытия подвергают механической обработке до получения требуемой толщины слоя, затем наносят дополнительный слой покрытия напылением смеси корундового и алюминиевого порошков, взятых в соотношении 15, подвергают его механической обработке и осуществляют анодное или микродуговое оксидирование. Изобретение относится к области нанесения покрытий, в частности к способам нанесения и восстановления изношенных поверхностей деталей из алюминиевого сплава, требующих высокой механической прочности и коррозионной стойкости. Известен способ 1 получения многослойного покрытия сваркой, используемый при восстановлении дефектов преимущественно в виде отверстий, включающий подготовку изделия под сварку, механическую обработку, при которой высверливают дефект и вставляют заглушку, полость заливают расплавленным металлом и производят сварку. Указанный способ не обеспечивает высоких эксплуатационных свойств покрытия, которое имеет низкую механическую прочность, так как введение расплавленного металла ведет к изменению структуры подложки, т.е. развитию межкристаллической коррозии, т.е. изменению механических, коррозионных и др. свойств. Известен способ 2 получения покрытий, включающий нанесение смеси порошков алюминия и карбида кремния, ускоренной в сверхзвуковом сопле. 12894 1 2010.02.28 При получении покрытий значительной толщины данный способ требует значительных вложений, так как порошки алюминия и карбида кремния дорогостоящие, кроме того,карбид кремния частично проникает в структуру обрабатываемой поверхности (подложки) и может вызвать межкристаллическую коррозию, которая приводит к растрескиванию покрытия. Наиболее близким из известных решений к предложенному способу является способ получения покрытий 3, включающий ускорение порошкового материала в сверхзвуковом сопле потоком предварительно нагретого воздуха и напыление на поверхность изделия порошкового материала, содержащего смесь корундового, алюминиевого и цинкового порошков. Данное техническое решение - прототип. Данный способ также требует значительных вложений, так как в качестве керамического порошка используют дорогостоящий карбид кремния или его смесь с корундом. Кроме того, полученное покрытие не обладает высокой механической твердостью и коррозионной стойкостью. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание способа, позволяющего получить недорогое многослойное покрытие с повышенной механической прочностью и высокими коррозионными свойствами. Поставленная задача достигается тем, что способ получения многослойного покрытия включает ускорение порошкового материала в сверхзвуковом сопле потоком предварительно нагретого воздуха и напыление на поверхность изделия порошкового материала,содержащего смесь корундового, алюминиевого и цинкового порошков. Отличием является то, что обрабатываемую поверхность изделия подвергают пескоструйной обработке,нанесенный слой покрытия подвергают механической обработке до получения требуемой толщины слоя, затем наносят дополнительный слой покрытия напылением смеси корундового и алюминиевого порошков, взятых в соотношении 15, подвергают его механической обработке и осуществляют анодное или микродуговое оксидирование. Применение предложенного способа получения многослойного покрытия на изделии из алюминиевого сплава позволяет получить недорогое покрытие с повышенной механической прочностью и высокими коррозионными свойствами, так как первый слой наносится недорогими корундовым и алюминиевым, и цинковым порошками. Частицы корунда не проникают в структуру подложки и не меняют ее межкристаллическую структуру. После механической обработки наносят второй слой небольшой толщины напылением смеси корундового и алюминиевого порошков, взятых в соотношении 15. Подвергают его механической обработке и осуществляют анодное или микродуговое оксидирование. При этом улучшаются прочностные характеристики изделия, твердость покрытия возрастает более чем в 30 раз, и такое покрытие обладает высокими коррозионными свойствами. Предлагаемый способ получения многослойного покрытия осуществляется следующим образом. Поверхность для напыления подвергают пескоструйной обработке для очистки ее от грязи и коррозии. После чего наносят покрытие напылением корундовым и алюминиевым, и цинковым порошками с дисперсностью частиц не более 50 мкм. Причем в смеси корундового порошка содержится не более 20 , остальное - алюминиевый и цинковый порошки. Указанную смесь ускоряют с помощью высокоскоростного потока, сформированного в сверхзвуковом сопле. Предварительно сжатый воздух при этом нагревают до температуры не более 700 С. Механической обработкой - фрезерованием или шлифованием - получают требуемую толщину покрытия. При этом получают покрытие с адгезией, например, к обрабатываемой поверхности (подложке) из алюминиевого сплава Д 16 Т не менее 47 МПа и микротвердостью покрытия 745 МПа. Далее наносят дополнительное покрытие напылением смеси корундового и алюминиевого порошков, взятых в соотношении 15. Подвергают его шлифованию и осуществляют анодное или микродуговое оксидирование. В результате чего на поверхности формируется прочная износостойкая и коррозионная пленка окиси алюминия до 50 мкм и микротвердостью не менее 3155 МПа. 2 12894 1 2010.02.28 В результате предложенного способа получают многослойное покрытие с мягкой основой и твердой поверхностью, которое более устойчиво к возникновению микротрещин. Данный тип покрытия может быть использован для получения защитных покрытий изделий, например лопаток турбин вертолетов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3