RU2371520C1 - Композиционные электродные материалы для получения дисперсно-упрочненных наночастицами покрытий - Google Patents
Композиционные электродные материалы для получения дисперсно-упрочненных наночастицами покрытий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2371520C1 RU2371520C1 RU2008130666/02A RU2008130666A RU2371520C1 RU 2371520 C1 RU2371520 C1 RU 2371520C1 RU 2008130666/02 A RU2008130666/02 A RU 2008130666/02A RU 2008130666 A RU2008130666 A RU 2008130666A RU 2371520 C1 RU2371520 C1 RU 2371520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cobalt
- coatings
- grain size
- alloy
- tungsten
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title abstract description 8
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 title abstract description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 20
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000003966 growth inhibitor Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 3
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 abstract description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 10
- JPNWDVUTVSTKMV-UHFFFAOYSA-N cobalt tungsten Chemical compound [Co].[W] JPNWDVUTVSTKMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract 1
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 229910009043 WC-Co Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 240000007673 Origanum vulgare Species 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 101000633434 Arabidopsis thaliana Structural maintenance of chromosomes protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 101001123530 Nicotiana tabacum Putrescine N-methyltransferase 3 Proteins 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002103 nanocoating Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000010421 standard material Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обработке поверхности металлов и сплавов, а именно к композиционным электродным материалам для получения дисперсно-упроченных наночастицами покрытий. Изобретение может быть использовано при упрочнении инструментов и деталей машин, в том числе авиационно-космического назначения. Композиционный материал состоит из наноструктурного сплава карбид вольфрама-кобальт, в котором содержание кобальта составляет 3-25% (вес.). Размер зерна карбида вольфрама составляет от 2 до 120 нм, а остаточная пористость - 8-40%. Сплав получен из шихты, в которую дополнительно введен ингибитор роста зерен карбида вольфрама в количестве не более 1% (вес.) с размером зерна от 2 до 150 нм. Материал изготавливают путем спекания или горячего прессования шихты. В качестве ингибиторов могут быть использованы порошки ТаС, VC, Cr3C2, NbC. Технический результат - улучшение эксплуатационных свойств металлических поверхностей деталей, работающих под нагрузкой в экстремальных условиях эксплуатации, повышение сплошности, износостойкости, жаростойкости, микротвердости, модуля Юнга, снижение шероховатости и коэффициента трения поверхности. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к обработке поверхности металлов и их сплавов, работающих под нагрузкой в экстремальных условиях эксплуатации, и может быть использовано при упрочнении инструментов и деталей машин, в том числе авиационно-космического назначения.
Известен композиционный электрод, предназначенный для обработки поверхности электрическим разрядом (RU 2294397, опублик. 2007.02.27), представляющий собой необожженную прессовку, изготовленную путем формования порошков. Импульсный электрический разряд генерируют между электродом и металлической основой изделия в диэлектрической жидкости для формирования на поверхности изделия нанопокрытия из материала электрода или из вещества, которое образуется в результате реакции электрода под действием энергии электрического разряда, при этом электрод содержит не меньше 40 об.% металлического материала.
Недостатком известного способа является применение в качестве электрода необожженных прессовок, сложность проведения процесса из-за использования диэлектрической жидкости, ограниченность в применении составов электродных материалов для получения толстослойных покрытий, потребность в использовании вакуумных печей для выжигания воска из прессовок.
Из-за применения в электродном материале кобальта больше 50 об.% покрытия имеют низкие износо-, жаростойкость и высокий К тр, что не позволяет их использовать на деталях, работающих под нагрузкой в экстремальных условиях эксплуатации.
Известен композиционный электрод для получения нанопокрытия (JP 3227454, опублик. 12.11.2001), состоящий из смеси порошка карбида вольфрама WC и порошка кобальта Со. Необожженная прессовка может быть получена путем простого смешивания порошка WC с порошком Со и прессования; при этом при добавлении к порошкам воска прессование необожженной прессовки выполняется проще и более эффективно.
Недостатком известного электрода является то, что спекание выполняется в интервале температур от 400°С до 1100°С. Получаемый электрод имеет недостаточную механическую прочность, что в условиях электроискровой обработки может приводить либо к повышенной эрозии материала, либо к его механическому разрушению. Формируемые покрытия характеризуются низкой сплошностью и высокой шероховатостью. Кроме этого, получаемый композиционный материал не имеет нанодисперсной структуры, т.к. используемые микронные порошки карбида вольфрама и кобальта.
Наиболее близким к предложенному изобретению является композиционный электрод, используемый для получения дисперсно-упрочненного наночастицами покрытия (WO/2008/014801, опублик. 07.02.2008), состоящий из наноструктурного сплава карбид вольфрама-кобальт. Содержание кобальта составляет 3-25% (вес.), размер зерна карбида вольфрама составляет от 2 до 120 нм, а остаточная пористость - 8-40%. Наноструктурный сплав изготовлен путем спекания или горячего прессования.
Недостатком известного композиционного электрода является то, что сформированные с его помощью покрытия характеризуются недостаточно высокими значениями сплошности, шероховатости, износо- и жаростойкости, а также относительно высокими значениями К тр при повышенных нагрузках на пару трения. Это не позволяет использовать такие покрытия на деталях, работающих под нагрузкой в экстремальных условиях эксплуатации.
Технический результат, достигаемый в предложенном изобретении, заключается в обеспечении получения с помощью композиционного электрода многофункциональных покрытий с высокими эксплуатационными свойствами на металлических поверхностях, работающих под нагрузкой в экстремальных условиях эксплуатации, с повышенными сплошностью, износостойкостью, жаростойкостью, микротвердостью, модулем Юнга и меньшей шероховатостью, а также с меньшим и более стабильным коэффициентом трения.
Указанный технический результат достигается следующим образом.
Материал композиционного электрода, используемого для получения дисперсно-упрочненного наночастицами покрытия, состоит из наноструктурного сплава карбид вольфрама-кобальт, в котором содержание кобальта составляет 3-25% (вес.), размер зерна карбида вольфрама составляет от 2 до 120 нм, а остаточная пористость - 8-40%. Наноструктурный сплав изготовлен из шихты, в которую дополнительно вводят ингибитор спекания в количестве не более 1% (вес.) с размером зерна от 2 до 150 нм. При этом наноструктурный сплав изготовлен путем спекания или горячего прессования шихты.
В качестве ингибитора используют порошок, по крайней мере, одного из следующих соединений: ТаС, VC, Сr3Сr2, NbC.
В современном материаловедении одним из перспективных направлений повышения свойств сплавов является модифицирование его структуры. Особенный интерес представляет применение материалов с нанокристаллической структурой. Такие материалы состава WC-Co обладают рядом преимуществ по свойствам (твердость, прочность, износостойкость, вязкость) по сравнению со стандартными одноименными материалами с микрокристаллической структурой. Использование нанодисперсных порошков WC-Co в технологиях газотермического и плазменного напыления способствует повышению свойств формируемых покрытий (растет прочность на изгиб, твердость, и трибологические свойства) по сравнению с покрытиями из микропорошков.
Для предотвращения роста зерен карбида вольфрама при спекании в исходную шихту дополнительно вводят ингибитор в количестве не более 1% с размером зерна от 2 до 150 нм.
В системе WC-Co твердый сплав формируется в результате спекания с участием жидкой фазы, образующейся на основе легкоплавкой эвтектики.
После появления жидкой фазы происходит перемещение зерен карбида вольфрама, вызываемое силами поверхностного натяжения жидкости. Помимо этого большую роль в процессе усадки играет растворимость твердой составляющей в расплаве, облегчающая проникновение жидкости между твердыми частицами. В дальнейшем происходит окончательное формирование структуры сплава. Движущейся силой спекания является уменьшение поверхностной энергии границ карбидных фаз путем образования дополнительных межкристаллитных перешеек и межфазовых поверхностей с общей минимальной свободной энергией. При этом наблюдается увеличение среднего размера зерна WC.
Введение в шихту ингибиторов, равномерно распределенных между частицами карбида вольфрама, препятствует росту зерен WC. Данный эффект связан с тем, что в присутствии ингибитора снижается скорость растворения и перекристаллизации через расплав зерен карбида вольфрама. При этом рост зерен карбида вольфрама замедляется.
В качестве ингибиторов используют порошок по крайней мере одного из следующих соединений: ТаС и/или VC, и/или Сr3Сr, и/или NbC. Данные термодинамически стабильные тугоплавкие соединения, имеющие по сравнению с WC высокий химический потенциал, взаимодействуют с WC с образованием более устойчивых твердых растворов. Выбор данных соединений связан с тем, что они имеют удовлетворительную смачиваемость расплавом кобальта (краевой угол смачивания меньше 25°), а также повышают твердость сплава и снижают его вязкость. Введение ингибиторов позволяет упростить технологическую стадию спекания и получить наноструктурированный твердый сплав.
Применение композиционного электрода из наноструктурированного сплава карбид вольфрама-кобальт, используемого для получения дисперсно-упрочненного наночастицами покрытия, с содержанием кобальта меньше 3% (вес.) из-за низкой эрозии материала не позволяет получать покрытия с высокой сплошностью и толщиной из-за наличия дефектов в поверхностном слое в виде пор и трещин. В таком покрытии образуются высокие напряжения, что снижает физико-механические и эксплуатационные свойства.
Использование композиционного электрода с содержанием кобальта выше 25% (вес.) приводит к уменьшению толщины, твердости, модуля упругости, износостойкости и жаростойкости покрытий, а также к повышению их коэффициента трения и шероховатости.
При электроискровой обработке композиционным электродом из наноструктурированного твердого сплава карбид вольфрама-кобальт с размером зерна карбида вольфрама меньше 2 нм на поверхности металлической подложки формируются покрытия с высокой дефектностью в виде трещин и пор, имеющие низкую сплошность и низкие физико-механические и эксплуатационные свойства.
Покрытия, осаждаемые при использовании композиционного электрода с размером частиц WC выше 120 нм, имеют высокую шероховатость, высокий и нестабильный коэффициент трения, а также низкие значения сплошности, микротвердости, износостойкости и жаростойкости.
Введение в состав шихты WC-Co порошков-ингибиторов в количестве более 1% не способствует получению материала с однородной наноструктурой и высокими механическими свойствами (прочность на изгиб, прочность на сжатие). При температуре спекания (1320-1440°С) происходит взаимодействие порошка ингибитора с карбидом вольфрама и кобальта с образованием нежелательных фаз и твердых растворов, наличие которых в составе композиционного электрода не способствует получению многофункциональных покрытий с высокими эксплуатационными свойствами (сплошность, износостойкость, жаростойкость, шероховатость, более стабильный и низкий коэффициент трения).
Применение порошков ингибитора с размером зерна менее 2 нм не позволяет достичь равномерного его распределения в шихте в результате конгломерации. При спекании происходит рост зерен ингибитора, вследствие чего материал имеет неоднородную структуру.
Применение порошков ингибитора с размером зерна более 150 нм также не позволяет получить композиционный электродный материал с однородной структурой, а формируемые на металлических подложках покрытия имеют недостаточно высокие свойства.
Пример осуществления изобретения.
Различные варианты осуществления изобретения приведены в таблицах 1, 2 и 3.
Нанесение покрытий осуществлялось на оборудовании для электроискровой обработки марки «Alier-Metal».
Физико-механические и трибологические свойства покрытий определялись с помощью следующих прецизионных приборов: полевого эмиссионного растрового микроскопа JSM-6700F с приставкой для энергодисперсионной спектрометрии (ЭДС) JED-2300F фирмы JEOL; микротвердомера ПМТ-3 (нагрузка 50 Н); нанотвердомера (Nano-Hardness Tester, CSM Instruments); трибометра фирмы «CSM Instruments»; оптических микроскопов "Neophot-32" и "Axiovert 25 СА (Zeiss)"; машины трения СМЦ-1 (Россия) (схема проведения эксперимента вал-колодка при скорости скольжения 1 м/с, нагрузке на пару трения 1 кг; пару трения составляли ЭИЛ-покрытие и алмазосодержащий ролик размером ⌀ 40×12 мм с алмазом 40/60 мкм, содержанием 50% на связке бронза M1); электропечи СШОЛ 1.1,6/12-М3 (Т=750°С; время 35 ч); оптического профилометра WYKO NT 1100 (Veeco) (определяли параметр Rt - наибольшую высоту профиля).
В таблице 1 приведены варианты осуществления изобретения при следующих значениях режимов проведения электроискровой обработки:
- Р=0.26 Дж;
- f=400 Гц;
- N=20000.
Металлические подложки, на которых были получены дисперсно-упрочненные наночастицами покрытия, выполнены из титанового сплава TiAl6V4 (DIN 17851). В приведенных в таблице вариантах при осаждении покрытий применялся композиционный электрод из наноструктурного сплава 92% WC - 8% Со со средним размером зерна карбида вольфрама 45 нм и варьируемой пористостью от 8 до 40%. При изготовлении композиционных электродов вводился ингибитор по крайней мере одного из следующих соединений ТаС, VC, Cr3C2, NbC, в количестве от 0 до 10% и размером частиц 1-200 нм.
При содержании в композиционном электроде ингибитора с размером частиц 2-150 нм в количестве менее 1% на подложках из титанового сплава формируются многофункциональные покрытия с высокими эксплуатационными свойствами, способные работать под нагрузкой в экстремальных условиях эксплуатации (повышенные сплошность, износостойкость и жаростойкость, микротвердость, модуль Юнга, низкая шероховатость, а также более стабильный и низкий коэффициент трения).
При невыполнении заданных условий сформировать высококачественные покрытия не удается.
В таблице 2 приведены варианты осуществления изобретения при проведении электроискровой обработки поверхности металлических подложек из никелевого сплава NiMo16Cr16Ti (DIN 17444) при следующих условиях:
- Р=0.3 Дж;
- f=1300 Гц;
- N=70 000.
В приведенных в таблице вариантах при обработке применялся композиционный электрод, выполненный из наноструктурного твердого сплава 92%WC - 8%Со со средним размером зерна карбида вольфрама 1-130 нм, варьируемой пористостью 7-45%. При изготовлении композиционных электродов вводился ингибитор VC в количестве 1% с размером частиц 100 нм.
Применение композиционного электрода с размером частиц карбида вольфрама 2-120 нм и пористостью 8-40% для осаждения покрытий позволяет получить многофункциональные покрытия с высокими эксплуатационными свойствами, способные работать под нагрузкой в экстремальных условиях эксплуатации (повышенные сплошность, износостойкость и жаростойкость, микротвердость, модуль Юнга, низкая шероховатость, а также низкий коэффициент трения).
При невыполнении заданных условий сформировать высококачественные покрытия не удается.
В таблице 3 приведены варианты осуществления изобретения при проведении электроискровой обработки поверхности металлических подложек из стали марки 100 Cr2 (DIN EN ISO 683-17) композиционным электродом для получения дисперсно-упрочненного наночастицами покрытия.
Условия проведения обработки:
- Р=0.01 Дж;
- f=10000 Гц;
- N=100000.
В качестве композиционного электрода использовался материал, состоящий из наноструктурного твердого сплава карбид вольфрама-кобальт с различным содержанием кобальта 2-30% и различной пористостью 8-40%. В композиционные электроды вводился ингибитор Сr3Сr в количестве 1% с размером частиц 80 нм. Размер частиц карбида вольфрама в материалах составлял 70 нм.
При использовании композиционного электрода с содержанием кобальта 3-25% и пористостью 8-40% на подложках из стали марки 100 Cr2 формируются многофункциональные покрытия с высокими эксплуатационными свойствами, которые могут работать под нагрузкой в экстремальных условиях эксплуатации (повышенные сплошность, износостойкость, жаростойкость, микротвердость, модуль Юнга, низкая шероховатость, а также меньший и более стабильный коэффициент трения).
При невыполнении заданных условий качественные покрытия на подложках из стали марки 100 Cr2 не формируются.
| Таблица 1 | |||||||||||||
| № | Средний размер зерна WC, нм | Порис- тость, % |
Ингибитор | Количество ингибитора, вес.% | Размер частиц ингибито-ра, нм | Сплош-ность, % | Тол-щи- на, мкм |
Темп износа, мкм/мин | Жаро-стой- кость, г/м" |
Микро-твер- дость, ГПа |
Мо-дуль Юнга, ГПа | К тр | Шерохо-ватость Rmax, мкм |
| 1 | 45.0 | 40 | - | - | - | 90 | 30 | 27 | 25 | 9.3 | 420 | 0.42 | 5.6 |
| 2 | 45.0 | 15 | ТаС+VC+ | 1 | 45 | 95 | 36 | 19 | 18 | 10,4 | 430 | 0,39 | 4.0 |
| Cr3C2+NbC | |||||||||||||
| 3 | 45.0 | 17 | ТаС+NbC | 0,8 | 100 | 100 | 40 | 19 | 21 | 14.5 | 470 | 0.35 | 3.8 |
| 4 | 45.0 | 8 | VC | 0,2 | 150 | 100 | 32 | 25 | 15 | 12.3 | 500 | 0.29 | 5.5 |
| 5 | 45.0 | 30 | Cr3C2 | 0,7 | 2 | 95 | 38 | 15 | 17 | 11.4 | 445 | 0,40 | 5.1 |
| 8 | 45.0 | 40 | ТаС | 3 | 200 | 85 | 25 | 32 | 25 | 9.0 | 360 | 0.50 | 7.0 |
| 9 | 45.0 | 40 | Сr3С2+NbC | 10 | 1 | 90 | 20 | 30 | 30 | 9.5 | 390 | 0.46 | 8.0 |
| Таблица 2 | ||||||||||
| № | Средний размер зерна WC, нм | Порис-тость, % | Сплошность, % | Толщина, мкм | Темп износа, мкм/мин | Жаростой- кость, г/м2 |
Микротвер- дость, ГПа |
Модуль Юнга, ГПа | К тр | Шерохова- тость Rmax, мкм |
| 1 | 2.0 | 8 | 95 | 40 | 19 | 25 | 12.5 | 510 | 0.55 | 4.7 |
| 2 | 70.0 | 35 | 95 | 38 | 20 | 22 | 11,2 | 480 | 0,34 | 6.5 |
| 3 | 70.0 | 27 | 100 | 40 | 22 | 27 | 12.4 | 450 | 0.31 | 4.1 |
| 4 | 70.0 | 36 | 100 | 35 | 21 | 19 | 12.8 | 520 | 0.24 | 5.3 |
| 5 | 120.0 | 40 | 95 | 39 | 22 | 18 | 11.7 | 445 | 0,30 | 7.3 |
| 6 | 1.0 | 45 | 75 | 30 | 32 | 35 | 8.9 | 390 | 0.62 | 17.0 |
| 7 | 130.0 | 7 | 80 | 35 | 29 | 38 | 9.1 | 410 | 0.69 | 19.0 |
| Таблица 3 | ||||||||||
| № | Материал композиционного электрода, вес.% | Порис-тость, % | Сплош- ность, % |
Толщина, мкм | Темп износа, мкм/мин | Жаро-стой- кость, г/м2 |
Микро-твер- дость, ГПа |
Модуль Юнга, ГПа | К тр | Шерохо-ва- тость Rmax, мкм |
| 1 | (97%WC - 3%Со) наноструктурный | 8 | 90 | 40 | 20 | 20 | 10.3 | 490 | 0.52 | 3.3 |
| 2 | (92%WC - 8%Со) наноструктурный | 25 | 95 | 36 | 21 | 24 | 11,1 | 460 | 0.35 | 3.4 |
| 3 | (90%WC- 10%Co) наноструктурный | 37 | 98 | 40 | 24 | 27 | 12.5 | 470 | 0.32 | 5.5 |
| 4 | (85%WC- 15%Co) наноструктурный | 16 | 98 | 32 | 21 | 25 | 12.9 | 520 | 0.41 | 4.5 |
| 5 | (75%WC - 25%Со) наноструктурный | 40 | 100 | 38 | 22 | 28 | 11.4 | 445 | 0.40 | 7.1 |
| 6 | (98%WC - 2%Со) наноструктурный | 40 | 85 | 20 | 30 | 35 | 9.1 | 370 | 0.60 | 9.3 |
| 7 | (70%WC - 30%Со) наноструктурный | 40 | 70 | 15 | 34 | 35 | 9.4 | 370 | 0.65 | 10.2 |
Claims (2)
1. Композиционный материал для электрода, используемого для получения дисперсно-упрочненного наночастицами покрытия, состоящий из наноструктурного сплава карбид вольфрама - кобальт, в котором содержание кобальта составляет 3-25 вес.%, размер зерна карбида вольфрама составляет от 2 до 120 нм, а остаточная пористость - 8-40%, при этом в наноструктурный сплав дополнительно введен ингибитор роста зерен карбида вольфрама в количестве не более 1 вес.% с размером зерна от 2 до 150 нм в виде, по крайней мере, порошка одного из следующих соединений: ТаС, VC, Cr3C2, NbC.
2. Материал по п.1, который изготовлен путем спекания или горячего прессования.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008130666/02A RU2371520C1 (ru) | 2008-07-25 | 2008-07-25 | Композиционные электродные материалы для получения дисперсно-упрочненных наночастицами покрытий |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008130666/02A RU2371520C1 (ru) | 2008-07-25 | 2008-07-25 | Композиционные электродные материалы для получения дисперсно-упрочненных наночастицами покрытий |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2371520C1 true RU2371520C1 (ru) | 2009-10-27 |
Family
ID=41353143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008130666/02A RU2371520C1 (ru) | 2008-07-25 | 2008-07-25 | Композиционные электродные материалы для получения дисперсно-упрочненных наночастицами покрытий |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2371520C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2588928C1 (ru) * | 2014-12-02 | 2016-07-10 | Евгений Георгиевич Соколов | Композиционный припой для пайки абразивных инструментов из сверхтвердых материалов |
| CN108893695A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-27 | 水利部杭州机械设计研究所 | 一种抗气蚀抗冲蚀的纳米碳化物增强碳化钨基复合粉末、涂层及其制备方法 |
| CN108893696A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-27 | 水利部杭州机械设计研究所 | 一种高抗冲蚀且抗爆裂的纳米碳化物增强碳化钨基复合粉末、涂层及其制备方法 |
-
2008
- 2008-07-25 RU RU2008130666/02A patent/RU2371520C1/ru active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2588928C1 (ru) * | 2014-12-02 | 2016-07-10 | Евгений Георгиевич Соколов | Композиционный припой для пайки абразивных инструментов из сверхтвердых материалов |
| CN108893695A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-27 | 水利部杭州机械设计研究所 | 一种抗气蚀抗冲蚀的纳米碳化物增强碳化钨基复合粉末、涂层及其制备方法 |
| CN108893696A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-27 | 水利部杭州机械设计研究所 | 一种高抗冲蚀且抗爆裂的纳米碳化物增强碳化钨基复合粉末、涂层及其制备方法 |
| CN108893695B (zh) * | 2018-06-27 | 2020-10-16 | 水利部杭州机械设计研究所 | 一种抗气蚀抗冲蚀的纳米碳化物增强碳化钨基复合粉末、涂层及其制备方法 |
| CN108893696B (zh) * | 2018-06-27 | 2020-10-20 | 水利部杭州机械设计研究所 | 一种高抗冲蚀且抗爆裂的纳米碳化物增强碳化钨基复合粉末、涂层及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kumar et al. | Microstructure and performance of cold sprayed Al-SiC composite coatings with high fraction of particulates | |
| Patowari et al. | Taguchi analysis of surface modification technique using W-Cu powder metallurgy sintered tools in EDM and characterization of the deposited layer | |
| JP3537939B2 (ja) | 液中放電による表面処理方法 | |
| JP5636052B2 (ja) | 白金族金属濃度勾配を有する塗膜された切削工具および関連プロセス | |
| WO2008014801A1 (en) | A method for deposition of dispersion-strengthened coatings and composite electrode material for deposition of such coatings | |
| Murray et al. | Defect-free TiC/Si multi-layer electrical discharge coatings | |
| JP2008231527A (ja) | コールドスプレー用粉末及び皮膜形成方法 | |
| RU2371520C1 (ru) | Композиционные электродные материалы для получения дисперсно-упрочненных наночастицами покрытий | |
| Wang et al. | Microstructure and erosive wear behaviors of Ti6Al4V alloy treated by plasma Ni alloying | |
| Zeng et al. | Effect of TiC addition on the microstructure and mechanical properties of TiN-based cermets | |
| Arun et al. | Synthesis of electrical discharge metal matrix composite coating through compacted semi-sintered electrode and its tribological studies | |
| Levashov et al. | Nanoparticle dispersion-strengthened coatings and electrode materials for electrospark deposition | |
| JP5679395B2 (ja) | コールドスプレー用粉末 | |
| JP2018521214A (ja) | 切削工具 | |
| JP6740862B2 (ja) | 硬質材料および摩擦撹拌接合用ツール | |
| WO2012147737A1 (ja) | 炭化タングステン基焼結体およびそれを用いた耐摩耗部材 | |
| Xu et al. | Improvement in wear and corrosion resistance of Ti (C, N)-based cermets via Aluminum nitride additions | |
| JP5273987B2 (ja) | サーメットの製造方法 | |
| JP2012031443A (ja) | コールドスプレー用金属粉末 | |
| KR102030456B1 (ko) | 물리증착용 타겟 및 이를 이용한 나노 복합 코팅막 및 그 제조방법 | |
| Kumari et al. | Deposition of TiC-Cu composite coating on AISI 304 stainless steel by EDC process using powder compact tool electrode | |
| Rosso et al. | The challenge of PM tool steels for the innovation | |
| JP7035820B2 (ja) | 基材および切削工具 | |
| JP5502677B2 (ja) | 潤滑特性に優れた金属塑性加工用工具およびその製造方法 | |
| Wei et al. | Effects of plasma surface Ta alloying on the tribology behavior of γ-TiAl |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20111118 |