Порошковый сплав

19457 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК я)з С 22 С 38(32 С 23 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(21) 477392 (22) 25.12.8 (46) 15.03,9 (71) Ф из им.Г.В.Кар центр науч .лодежи 0ническиЛьвовскеского т 2,Бюл,и ко-мепенконо-тех институт городской чества мо.М.Голубецкл, 10 3 172,(56) Патент1968.Патент1985. ША К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относится к порошковойметаллургии, а именно к получению порошков сплавов.в аморфном или микрокристал- .лическом состоянии методами закалки изжидкого состояния, и может быть использовано для нанесения покрытий; обладающихвысоким комплексом механических свойстви коррозионной стойкостью,Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости, износостойкости итвердости наносимых покрытий;Указанная цель достигается тем, чтопредлагаемый сплав, содержащий железо,хром, молибден, бор, дополнительно содержит медь и редкоземельные металлы (РЗМ)при следующем соотношении компонентоват. хром 5-15; молибден 5-1.5; бор 15-30;медь 5-10; РЗМ 0.1-0,5; железо 45-55.РЗМ были выбраны в качестве легирующей добавки в связи с установленными их(57) Изобретение относится к пооошковой металлургии, в частности к порошковым аморфным или микрокрйсталлическим сплавам для нанесения покрытий. Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости, износостойкости и твердости покрытий, Предложенный порошковый аморфный или микрокристаллический сплав имеет следующий состав, ат.,4; хром 5-15; молибден 5-15; бор 15-30; медь 5-10; редкоземельные элементы 0,1-0,5; железо остальное. 1 табл. положительным воздействием не только на свойства получаемых порошков, но и на свойства формируемых из них покрытий.РЗМ заметно увеличивают коррозионнуюаай стойкость полученных покрытий, что объясняется высокими адгезионными свойствами окисной пленки, образующейся на поверх- Ффности. РЗМ, диспергируя структуру сплава (Л и повышая ее однородность, облегчают про-4 цесс аморфизации сплава покрытий. РЗМ в результате их высокой термодинамической активности эффективно защищают бор от взаимодействия с газами при осуществлении.процесса напыления без защитной атмосферы и позволяют сохранить в составе покрытий содержание бора, необходимое для аморфизации и обеспечения высокого уровня твеодости и износостойкости.При содержании в сплаве РЗМ менее 0,1 ф повышение коррозионной стойкостинезначительно. Увеличение содержания РЗМ более 0,5 ат.фотрицательно сказывается на жидкотекучести расплава, затрудняя процесс распыления и получения порошка высокой дисперсности.Медь в данный сплав введена с целью повышения стойкости сплава против коррозии и частичной замены хрома, вводимого в сплав с этой же целью. Кроме того, медь положительно влияет на жидкотекучесть расплава. При содержании меди не менее 5 ат.повышение коррозионной стойкости сплава незначительно. Установлено, что содержание меди более 10 ат.снижает механические свойства покрытий,В таблице приведены составы сплавов, свойства порошков и покрытий, а также данные рентгеноструктурного анализа покрытий по примерам 1-7 (сплав 1 - прототип, сплавы 2-7 - предлагаемые с граничными и средними значениями содержания компонентов).Предлагаемый и известный сплавы получали по технологии быстрого затвердевания расплавов путем распыления в струе инертного газа (аргона). Расплав выплавляли в индукционной печи из армко-железа, феррохрома (68,5 ат,ф Сг), ферромолибдена (80 ат. МО), меди. После гомогенизации расплава в него вводили последовательно ферробор ФБ(56 ат.фВ) и мишметалл (20-25 а, 50-55%Се, 15-20 Иб и 10 др. редкоземельные металлы) на штанге под колоколом, погружаемым под зеркало металла, Быстрое охлаждение реализовывалось при подаче расплава тонкой струей в распылительную воронку и дальнейшем его диспергировании аргоном под высоким давлением. При этом расплав затвердевал в виде порошка сферической формы размером 150 мкм и меньше.П р и м е р 1. Для получения сплава с нижним содержанием меди и РЗМ (состав 3) готовили шихтовую композицию, содержащую, ат. /; Сг 15,5; Мо 11,0; Сц 5,5; остальное железо. Расплав таких компонентов как хром, молибден, медь, железо гомогенизировали, затем вводили бор из расчета 30 ат.и мишметалл 0,15 ат.ф , Распыляли сплав по указанной методике,П р и м е р 2, Для получения сплава 4 со средним содержанием меди и РЗМ приготовлена шихтовая композиция, содержащая, ат.фСг 14; Мо 11; Сц 7,5; В 30; РЗМ 0,45; остальное железо. Сплав получали по указанной методике.П рим ер 3. Сплав 5,содержащиймедь и РЗМ на верхнем пределе, получен из шихты, содержащей по расчету, Сг 14; Мо 10; В 28; РЗМ 0,75. Выплавку и получение по 10 15 20 25 сталлические покрытия обеспечивают зна 30 .чительное снижение скорости коррозии (в 35 40 45 50 55 рошка сплава производили аналогичнопредыдущим примерам,Покрытия из порошков предлагаемогосостава и прототипа толщиной 0,3-0,4 мм наносили на импульсно-плазменной установке "Импульс-М", используя фракцию 20- 60 мкм.Процесс напыления производили при следующих параметрах: запасаемая энергия на один импульс 10-13 кДж; плазмообразующий газ аргон; частота следования импульсов 1 Гц; длина ствола 0,25 м; дистанция напыления 0,18 м,Оценку коррозионной стойкости импульсно-плазменных покрытий проводили. путем определения скорости коррозии в З -ном водном растворе ИаО при испытаниях на общую коррозию весомым методом,Интенсивность изнашивания полученных покрытий исследовали с помощью машины трения УМТв режимах сухого и граничного трения при скорости скольжения 0,75 м/с при нагрузках 1 МПа и 4 МПа соответственно. Контртело изготавливали из стали 45 (НВС 46). Определение микро- твердости производили на приборе ПМТ-З. Результаты испытаний показывают, чтопредлагаемые аморфные или микрокри 2-7 раз) по сравнению с прототипом, Добавки редкоземельных металлов и меди в предлагаемом интервале легирования ведут к неуклонному снижению скорости коррозии. Существенный вклад меди и РЗМ в повышение сопротивления коррозии можно обьяснить способностью РЗМ .быстро формировать барьерные окисные слои и увеличением ее адгезионных свойств приоптимальных добавках этих элементов. Общей особенностью для покрытий из порошка предлагаемого сплава является более низкая (в 2-3 раза) интенсивность изнашивания по сравнению с прототипом как в условиях сухого, так и граничного трения. Это связано с вхождением присутствующей в сплаве меди и РЗМ в состав вторичных структур, снижающих коэффициент трения и склонность к микросхватыванию (задирам).Установлено, что микротвердость порошков предлагаемого сплава выше микро- твердости сплавов, представленных в прототипе, Прирост микротвердости получен за счет легирования сплава повышенным количеством бора и молибдена.Таким образом, предлагаемый сплав для нанесения покрытий по сравнению с прототипом характеризуется повышенной твердостью, высоким сопротивлением кор1719457 розин и изнашиванию, что позволяет обеспечить эффектную защиту металлов в условиях контактного взаимодействия в, агрессивных средах. 5 износостойкости и твердости покрытий, он дополнительно содержит медь, редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, ат.:Хром 5-15; Молибден 5-15; Бор 15-30; Медь 5-10, Редкоземельные элементы 0,1-0,5; Железо Остальное. Формула изобретенияПорошковый сплав для нанесения покрытий, содержащий железо, хром, молибден; бор, отл ича ющи йс я тем,что;с 10 целью повышения коррозионной стойкости,Данине РСАИяротвердостьГПа Содервание хиимческнк апеиентов атА в.сплавах Интенсивность иа;нав. приграничном тренинмн/м Интенсивность иа нае, присукон тре.ним мми Скоростькоррозии,мм/и СмавР Сч . С АС 1 ОсС 6,0 АС" ИИС АС АС АС АС аРСЯ " рентгеноструктурнно аналнввЯС - аморфное состояние;%ИКС - инкрокрнстаааческое состояние. Составитель Э.ЗалмановаТехред М.Моргентал Корректор А.Осауленко Редактор С.Лисина Заказ 743 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, ЖРауаская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 65,0 15,0 55,0 5,0 45,8 150 45,3 1 З.З 45,0 13,5 48,2 10,0 50,0 7,5 0,0 4,0 15,0 15,0 10,2 23,9 10,4 23,2 91 219 10,0 25,7 5,0 30,6