Способ получения покрытия
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.
РЕСПУБЛИН (19) 01)!
15 (я) В 05 0 1 04
Р ." " «"> ". " .
ll ,1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2869730/23-05 (22) "15.01.80 (46) 23.09;83. Бюл. Ю 35 (72) В.Н. Коломийцев ! (53) 678.026(088.8). (5о) 1. Авторское свидетельство СССР
8 596297, кл. В 05 0 1/04, 1979 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЯ. путем осаждения в электростатическомполе на металлическое изделие порош- кообразного полимера и наполнителя
»: . с последующей термообработкой, о тл и ч а ю щ и " c я тем, что, с це-. лью получения покрытия с различным содержанием наполнителя по толщине, в качестве полимера используют политрифторхлорэтилен, а в .качестве наполнителя - .окись хрома и осаждения проводят в электростатическом поле непрерывно увеличивающемся от О, l до 4,0 кВ/см или непрерывно уменьшающемся от 4,0 до 0,1 кВ/см при одно,временном воздействии на него аэродинамической силы.
1 104
Изобретение относится к защите конструкционных материалов от коррозионных разрушений и может быть использовано для получения композицион; ных покрытий, обладающих комплексом повышенных защитных свойств на раз-. личных изделиях, изготовленных из термостойких материалов.
Известен способ получения покрытий путем осаждения в электростатическом поле на металлическое иэделие порош.кообразного полимера при напряженнос:ти электростатического поля 0,151 кВ/см с последующей термообработ"
KoH (l ).
Однако данный способ не предусматривает осаждение порошкообразной композиции и получения композиционного покрытия с требуемым распределением
\ и содержанием в нем компонентов по толщине формируемого слоя.
Цель изобретения ." получение покрытия с различным содержанием наполнителя по толщине.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения покрытия путем осаждения в электростатическом поле на металлическое изделие порошкообразного полимера и наполнителя с последующей термообработкой, в качестве полимера. используют политрифторхлорэтилен, а в качестве наполнителя - окись хрома и осаждение проводят в электростатическом поле непрерывно увеличивающемся от 0,1 до 4,0 кВ/см или непрерывно уменьшающемся от 4,0 до 0,1 кВ/см при одно- .временном воздействии на него аэродинамической силы.
Способ осуществляется следующим образом.
В качестве материалов для получения композиционного покрытия,использован порошкообраэный политри" фторхлорэтилен (Ф-ЗИ ) и окись хрома (Crr2031
Электрофиэические характеристики указанных материалов соответственно раВны: диэлектрическая проницаемость
Е 2,7 и Ен = 9,3, удельное объемное сопротивление у = 10 Ом см и
11
g 10 Ом -см.
8 и н
Иэ этих материалов готовят исходную композицию с 70 вес.3 Ф-ЗИ и
30 вес.3 Сг203 путем перемешивания ее в электростатическом поле напряженностью 2 кВ/см в течение 2-3 мин, Покрытие наносят на малогабаритнук плоскую деталь. Подготовленную порош, 2815 2 кообразную композицию засыпают в камеру для напыления. К ее верхней половине подвешивают деталь. и зазем«! ляют. Внутри камеры, в ее нижней половине, размещают взвихривающую крыльчатку, обеспечивающую создание аэродинамической силы для перевода порош" кообразной композиции в аэродисперсное состояние. Перед напылением крыль10 чатку подключают к отрицательному полюсу источника высокого напряжения.
Крыльчатка выполняет роль зарядного устройства, заряжая частицы компонентов композиции контактным способом, 1 а также в поле коронного разряда, возникающего между острыми кромками лопастей крыльчатки и заземленной деталью.
Расстояние между крыльчаткой и
20 деталью составляет 100 мм.
Нанесение покрытия осуществляют путем одновременного воздействия на композицию аэродинамической силы и электростатического поля, напряженность которого непрерывно (плав" но) увеличивают от О,1 до 4,0 кв/см, а скорость вращения вэвихривающей крыльчатки равняется 100, 300 и
600 м/мин.
Время нанесения покрытия, т.е. время, в течение которого происходило изменение напряженности электростатического поля, постоянно и равно 10, 20, .30 с.
Зависимость процентного содержания
35 окиси хрома в сформированном покрытии от изменения (при увеличении ) .напряженности электростатического по.ля, скорости вращения взвихривающей крыльчатки и времени нанесения покры"
40 тия видна из данных, приведенных в табл. l.
После нанесения на образец. порошкообразного композиционного покрытия его помещают в печь для оплавления
45 при температуре 270+5 C в течение
40 мин, а затем покрытие охлаждают в воде.
После спекания покрытие по всей поверхности детали имеет равномерную толщину и глянцевый вид.
При рассмотрении профиля среды .покрытия под микроскопом Мбй-6 при
50-кратном увеличении отчетливо виден композиционный слой с окичью хрома, примыкающий к поверхности„дета ли, с плавным уменьшением его к на,ружной части покрытия. Верхняя часть слоя практически состоит из чистого фторопласта - ЗИ.
Толщина композиционного покрытия, мкм
Изменение напряженностии кВ/см
Скорость вращения взвихривающей крыльчатки м/мин
Содержание окиси хрома в сформированном покрытии, вес.4
Время напыления композици" онного по» крытия, с
120
100
200
300
600
250
100 20 с
300 21 180
0,1-1,0
260
?О
300
600
160
16 I 00
230
12 300
350
150
100
10
290
300
600
230 100
3 :1042
Для получения композиционного покрытия с преимущественным распределе" ем окиси хрома в наружной части слоя осаждение композиции на поверхность детали осуществляют путем непрерывного (плавного f уменьшения напряженности электростатического поля от 4,0 кВ/см . до О,1 кВ/см при тех же значениях ско- .ростей вращения взвихривающей крыль" . чатки и времени осаждения, которые приведены в табл. 1.
Зависимость процентного содержания окиси хрома в сформированном композиционном покрытии от изменения (при уменьшении ) напряженности электроста;тического поля, скорости вращения взвихриваний крыльчатки и времени на= несения покрытия видна из данных, при" веденных в табл.2. 20
Композиционные покрытия с соответствующим содержанием и распределением . компонентов по толщине сформированно го слоя получают за один технологичес кий цикл.
815 4
Термообработку композиционных покрытий проводят при тех же условиях, которые приведены выше.
При рассмотрении профиля среза ком", позиционного покрытия под микроскопом отчетливо виден слой из чистого ф-ЗИ, примыкающий к подложке, который плавно переходит в слой, состоящий из композиции, представляющей собой наружную часть покрытия.
После спекания покрытие по всей поверхности детали имеет равномерную тол" щину и шероховато.
Таким образом, управляя процессом осаждения подготовленной порошкообраз-, ной композиции при помощи аэродинамической силы и напряженности электростатического поля коронного разряда, непрерывно (плавно)- увеличива" ющейся или. уменьшающейся в момент формирования слоя позволяет за один технологический цикл получить композиционное покрытие с требуемым (для эксплуатации ) процентным содержанием в нем окиси хрома, а также ее распре" делением по толщине слоя.
Таблица 1
1042815
Продолжение табл. 1
300
0,1-2,0
20
320
600
390
280
100:.
300
310
30
600
420
24
100.
13Î
200
10
300
600
290
190
20
0,1-3,0
300
290
330
60О
100
230
300
270
600
370
100
300
100
20
170
200
600
150
100
220
0,1-4,0
300
17
300
600
100
200
ТО
300
220
30
l3 13
300
600
c »
Изменение напряженности, кйlсм
Время напыления компоэици онного по» крытия, с
Скорость вращения взвихривавщей. крыльчатки,м/мин
Содержание, окиси хрома в сфор-. мированном покрытии, . вес.3
Толщина композиционного покрытия, мкм
1042815 .Табли ца 2
150
300
235.24
600
280
23!
210
23
300
1,0-0,1
290
600
100
195
260
300
380
600
180
100
27
265
300
600
320
100
255
350
2,0-0,1
300
420
6ОО.
100
305
300
335
600
450
100
170
300
10
230
600
285
100
220
300
3,0" 0,1
29
600
360
Изменение напряженности, кВ/см
Время нанесения композиционного покрытия, с
Скорость вращения взвихрив ания" крыльчатки,м/мин
Содержание окиси хрома в сформированном покрытии; вес.3
Толщина композиционного покрытия, мкм
1042815
11родолжение табл. 2
265
100
30
300
305
600
400
100 24
300 23
130
$30
240
600 22
190
100
4,0-0,1
250
20
300
340
600
240
100
250
300
18
340
600
Составитель Ф. Вакар
Редактор С. Патрушева Техред Т.Фанта Корректор д. дзятко
Заказ 7188/10 Тираж 689 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
11303$ Москва Ж-)5 Раушская наб. д. 4/$ цилиал ЙПП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Изменение напояжен1 ности кВ/см
Время нанесения композици онного понрытия, с
Скорость. вращения взвихривания крыльчатки,м/мин
Содержание окиси хрома в .сформированном покрытии, вес.4
Толщина композиционного покрытия, мкм
