Способ нанесения жаростойкого покрытия

(51)5 С 25 1) 5/10, 5/50 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ фаей композиционного слоя никеля с частица- ф ми молибдена из вбдного электролита,иэ неводного органического электролита слоя алюминия толщиной 1/3 - 3/8 от толщины композиционного и термодиф- ефузионный отжиг.Способ осуществляют следующим об, разом.Детали из ниобий-вольфрам-молибденового сплава типа 5 ВМЦ подвергают обработке по следующей схеме.вел1. Обеэжиривание химическое ипи протиркой известью.2. Активация химическая в растворе едкого калия (350"400 г/л) при температуре 40-50"С в течение 3-5 мин,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ЖАРОСТОЙКОГО г ПОКРЫТИЯ. (57) Изобретение относится к гальвани.ческому осаждению многослойных покрытий и их последующей термообработке и может быть использовано в машиностроительной и авиационной промышленИзобретение относится к гальваническому осаждению многослойных покрытий и их последующей термообработке и может быть использовано в машиностроительной и авиационной промышленности для защиты иэделий иэ тугоплавких металлов и их сплавов при высоко- температурном нагреве в о,ислительных средах.Цель изобретения - повышение жаростойкости покрытия в окислительной среде до 1400 оС,Предлагаемый способ нанесения жаростойкого покрытия на тугоплавкие металлы и их сплавы, включает последовательное гальваническое осаждение 2ности для за.циты изделий из тугоплавких металлов и их сплавов при высоко- температурном нагреве в окислительных средах. Цель изобретения - повышение жаростойкости покрытия в окислительной среде до 1400 С. Способ нанесе" ния жаростойкого покрьггия на тугоплавкие металлы и их сплавы включает последовательное гальваническое осажцение из водного. электролита композиционного слоя никеля с частицами молибдена, из неводного органического электролита слоя алюминия толщиной 1/3-3,/8 от толщины композиционного и термодиффузионный отжиг. Сгособ обеспечивает получение покрьггий, обеспечи- аЮ вающих эффективную защиту иэделий из тугоплавю; металлов в диапазоне температур 1200-1400 С в окислительной среде. 1 табл. (30 40 45 50 3 161523Э, Активация электрохимическая врастворе по п, 2 на аноде при плотности тока 3-5 А/дм и времени3-5 мин.4. Осветление в растворе, г/л:Азотная кислота 3Плавиковая кислота1Температура 18-250 СВремя 0,5-1 мин105. Предварительное никелированиев электролите, г/лфХлористый никель 100-150Соляная кислота 150-200при 18-25 фС и времени 10-20 мин (принеравномерном распределении покрытияпредварительно наносят тонкий (1 мкм)слой меди или кадмия).6. Нанесение композиционного покрытия с содержанием дисперсной Фазы час.тиц молибдена 1-20% по массе в электролите, г/л:Сульйаминовыйникель600-650Хлористый никель 12-15 25Борная кислота 30-35"Прогресс"0,1-0,15 мл/лДисперсный порошок молибденас размером зерна0,1-5 мкм 20-30рН 3,4-3,6Температура 50-60 СоПлотность тока 3-3,5 А/дмВремя 1-0,8 чпри слабом перемешивании очищенным сжатым воздухом.7. Нанесение слоя алюминия из электролита, г/л:Бромистый алюминий 500-550ПараФин 3-5 .м-Ксилол ОстальноефТемпература 18-25 СПлотность тока .1-1,5 А/дмВремя 30-50 минс применением анодов из алюминия,Суммарная толщина покрытия попп, 7 и 8 40-45 мкм.8, Термообработка в разреженнойсреде 10мм рт.ст. по режиму:,300-350 С 0,5-1 ч 1000-1050 С2-2,5 ч; нодьем температуры со скоростью не более 200 оС/ч.При высокотемпературном отжиге алю-миниевый слой полностью растворяется,в верхних слоях покрытия, образуя соответствующие интерметаллические соединения с никелем и молибденом, характеризующиеся повышенной жаростойкостьюв исследуемом диалазоне температур. 3 4Одновременно происходит и повышение термостойкости матричной основы за счет растворения дисперсной фазы молибдена в никеле.Анализ микроструктуры покрытий показывает, что интерметаллиды составляют от 35 до 55 об,Е в составе покрытия, Рентгеноструктурным анализом наличие отдельных Фаз никеля, алюминия и молибдена не обнаружено, что говорит о полном взаимодействии между ними в процессе отжига. В то же время, установлено, что поверхностный слой покрытия состоит преимущественно, изЪсмеси соответствующих интерметаллидов (типа ИЗ.А 1, Нь.А 1, МА 1, МоА 1, МоА 1), В результате термохимического взаимодействия компонентов исходной системы при соответствующем режиме термообработки происходит образование качественного нового материала покрытия, сочетающего повьппенную термостойкость матрицы с высокой жаростойкостью его поверхностных слоев при температуре до 1400 С.Сопоставление исходной и конечной (после термообработки) микроструктур покрытий позволяет с достаточной четкостью проследить качественный характер происходящих изменений в строении исследуемых осадков. В исходном состоянии основное покрытие и алюминиевый слой имеют мелкокристаллическую структуру с достаточно равномерньм распре" делением в первом дисперсной Фазы частиц. После отжига межслойная граница исчезает, а структура покрытия становится крупнокристаллической с характерным для алюминидов никеля и молибдена. Примеры при различных соотношениях толщин слоев алюминия и композиции никель-частицы молибдена, условия испытаний и свойства покрытий приведены в таблице.П р и м е р 1, Вез дополнительного насыщения покрытия алюминием.П р и м е р,2.1. С алюминиевым сла" ем .при соотношении толщнн 1.2,.П р и м е р 2.2, То же, при соотношении толщин 1:3.П р и м е р 2.3. То же, при соотношении толщин 1;4П р и м е р 2.4. То же, при соотношении толщин. 1,5:3.П р и м е р 2,5. То же, при соотношении толщин 3:8.5 1615П р и м е р 2.6, То же, при соотношении толцин 15,Испытания проводят в лабораторныхи полупромышленных условиях на образцах из сплава 5 ВМц размером 20 х 30 хх 1 мм и штатных деталях в виде резь"бовых цилиндрических заглушек (пробок) размером 26 х 20 мм с покрытиемпоследних только по наружной поверхности. Суммарная толщина покрытий вовсех примерах составляет 45+5 мкм, втом числе слоя композиции 35+5 мкм ислоя алюминия 12+3 мкм. Подготовкаповерхности осуществляется по приведенной схеме,Испытания, проводят в. атмосфере воздуха при 1100, 1200 и 1400 С и времени выдержки во всех опытах 120 мин.Контроль осуществляют визуальным осмотром состояния поверхности образцов и деталей, а также металлографическим исследованием поперечных шлифов соответствующих разрезов образцови деталей. Приме контол 2.6 2,52.2 10 из мян який изуапь- Отдел ые точечиыепрогарыВклочения окис-.лов в поверхност"яом слоепокрытия,Несквозные кана" Метал- логра- фичесельные слабо окисленные участки поверхн 200 Визу Металл графи- ческий хностно ое покрыти ение окислов в пов емный 4 аляткимов,тдепьныеочечкыеаналы валеокисл лы в покрытииаль Отдельные Слабыйточечныеканалы(дном до2 мм) впокрытиио" Сквозные Вклащканалы впокрытии,сукающие" .ся к основе, частичноеокислениеосновыаль- Значи" Темныйтельныа налеточаги окислов,разру- отдельиения ные топокрыгия чечиые 2336Как видно иэ таблицы покрытия,полученные при соотношении 1/3-3/8(примеры 2.2, 2,4 и 2,5) обеспечива 5 ют при заданном ресурсе времени эффективную защиту изделий из тугоплав-ких металлов в диапазоне температур1200-1400 оС, что существенно превосходит жаростойкость известных локры"10 тий.Формула изобретенияСпособ нанесения жаростойкого покрытия на тугоплавкие металлы и ихсплавы, включающий гальваническое5 осаждение из водного электролита композиционного слоя никеля с частицамимолибдена и термЬдиффузионный отжиг,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения жаростойкости покрытия в окислительной фазе до 1400 оС,перед отжигом на композиционный слойгальванически осаждают из неводногоорганического электролита слои алюми"ния толщиной 1/3-3/8 от толщины ком"25, позиционного покрытия,лет окислов ка поверхности покрытия Темный Темный Темный налет налет налет окислов окислов, окисловотдельные то- чечные1615233 Продолжение таблицы 2Пример1 2, 1 " 2. 2 2.3 2.4 2.5 2.6 Хем ид конт прогара каналыпрогара каналы прогара Составитель Ю. ИпатовТехред И.Дидик Корректор Т.Малец Редактор Н. Яцола Заказ 3964 Тираж 568 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям гри ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Метал" Скво нное Оквсленлогра- кратеро- иые, 4 ический обравова- участки1 ав,: . ПОВЕРХ- сивое ныв ности, каналы несквозс разру- ные каюеюВем по папы вы верхност- горания кого слоя покрытия основы Включенияокиатовв по- верх- постном алоепокрытия Сквозныеканалывыгорания заметноеокисление поверхности осно"вы в от"дельныхточках Включения окислов в поверх" постном, слое нок" рытия Включе- Сквозные кения окнс- палы выгора" лов в по-ння, заметное нерхност"окисление попом слое верхности оспокрытия новы в отдель"ных точках