close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15869

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.06.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 23C 24/08 (2006.01)
B 05D 1/08 (2006.01)
(2006.01)
B 01J 2/12
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЯ ИЗ
ПОРОШКООБРАЗНОГО ФЕРРОМАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА
НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКЕ
(21) Номер заявки: a 20101456
(22) 2010.10.08
(43) 2012.06.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(72) Авторы: Ильющенко Александр
Федорович; Манойло Евгений Данилович; Онащенко Филипп Евгеньевич (BY)
BY 15869 C1 2012.06.30
BY (11) 15869
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(56) McCARTNEY G. et al. Thermal Spray
Bulletin. - 2009. - V. 2. - P. 126-132.
RU 2155420 C1, 2000.
JP 2007-332462 A.
BY 8258 C1, 2006.
US 4076883, 1978.
(57)
1. Способ формирования покрытия из порошкообразного ферромагнитного материала
на металлической подложке, включающий подачу материала в струю газопламенного аппарата-распылителя, нагрев, перенос и осаждение его на предварительно подогретой поверхности подложки, отличающийся тем, что перед подачей в струю аппаратараспылителя порошкообразный ферромагнитный материал смешивают с 5-20 об. % полимера в закрытой цилиндрической стеклянной емкости, закрепленной на горизонтально
расположенном валу электрического привода, путем вращения ее со скоростью 30120 об/мин, затем смесь нагревают источником инфракрасного излучения до температуры
на 5-10 °С ниже температуры плавления полимера, после чего нагрев прекращают, полученный материал охлаждают до 20-40 °С и подают в струю аппарата-распылителя, движущуюся со скоростью 300-750 м/с, при этом температуру подогрева поверхности
подложки поддерживают в пределах 80-180 °С путем изменения дистанции напыления в
пределах 250-400 мм.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полимер выбирают из группы, включающей полиамид, полиэтилентерефталат и полиэтилен низкого давления, при этом размер
частиц полимера составляет 20-100 мкм, а ферромагнитного материала - 1-50 мкм.
Изобретение относится к области технологии получения функциональных покрытий и
может быть использовано для нанесения защитных покрытий на корпусные детали приборов, машин и оборудования, из порошкообразного ферромагнитного материала на металлические подложки.
Ферриты - это железосодержащая керамика, которая обладает особыми магнитными
свойствами. Они не являются токопроводящими. Большинство ферритов имеют сложную
кристаллическую структуру, в основном в виде соединения (Ni, Zn)Fe2O4.
BY 15869 C1 2012.06.30
Ферриты показали великолепное широкодиапазонное микроволновое поглощение при
стабильной температуре; умеренную теплопроводность; механическую и химическую
стойкость; высокую надежность.
Известен способ формирования покрытия из порошкообразного ферромагнитного материала, при котором сначала из указанного материала методом спекания изготавливают
ферритовые плитки толщиной 2 мм, затем их приклеивают на защищаемую поверхность
клеями, рабочие температуры которых составляют примерно 150 °С [1].
Недостатками такого способа являются повышенная трудоемкость при получении покрытия, невозможность обеспечения беззазорных соединений между плитками, особенно
при криволинейных поверхностях подложек, достаточно высокая стоимость плиток (при
размерах 50 x 50 x 2 мм - 1,5-3 Евро/шт.) и ряд других проблем, иногда исключающих их
применение.
Нанесение толстослойных покрытий имеет растущий интерес, а метод термического
напыления является потенциально привлекательным. Известно только несколько методов
получения тонких магнитных покрытий посредством технологии термонапыления.
Газотермическое напыление покрытий из ферритового порошка, по сравнению с наклеенными прессованными плитками, обеспечивает следующие преимущества: устраняет
возможность проникновения микроволн через зазоры и необходимость адгезива; допускает более высокие рабочие температуры на поверхности изделий (для феррита ограничиваются температурой Кюри) и воздействие на изделие удельных тепловых потоков более
высокой плотности; достаточно воздушного охлаждения при воздействии микроволновых
потоков средней мощности; более компактное и дешевое оборудование; достаточно
большие размеры покрываемых изделий; покрытия соответствуют пространственной
форме поверхности изделий; ниже цена производства и меньшие затраты времени; позволяет создание новых и обновленных продуктов.
Известен способ формирования покрытия из порошкообразного ферромагнитного материала на металлической подложке, включающий подачу материала в струю аппаратараспылителя, нагрев, перенос и осаждение его на предварительно подогретой поверхности
подложки, при котором нанесение покрытия осуществляют плазменным аппаратомраспылителем Sulzer Metco F4, порошкообразным материалом с размерами частиц
-90 + 53 мкм. В качестве рабочих газов используют смесь аргона с водородом. Перемещения аппарата относительно образца из низкоуглеродистой стали осуществляли рукой робота со скоростью 600 мм/с и шагом подачи 5 мм между проходами. За 40 проходов
аппарата, при дистанции напыления 90 мм и подаче в струю распылителя порошка
15 г/мин, было получено покрытие 200-300 мкм. Коэффициент использования порошка
составил около 44 %. Для исключения перегрева подложки в процессе нанесения покрытия ее охлаждали с обратной стороны подачей воздуха через двухсопловое приспособление [2].
Основными недостатками данного способа являются невысокая эффективность процесса, малая толщина слоя покрытия - 200-300 мкм, необходимость охлаждения подложки, недостаточная мобильность оборудования и, как следствие, сложность произведения
работ непосредственно на крупногабаритных изделиях.
Известен способ формирования покрытия из порошкообразного ферромагнитного материала на металлической подложке [3], включающий подачу материала в струю газопламенного аппарата-распылителя, нагрев, перенос и осаждение его на предварительно
подогретой поверхности подложки, при котором нанесение покрытия осуществляют аппаратом-распылителем высокоскоростного газопламенного напыления UTP Top Gun, материалом с размерами частиц -53 + 5 мкм, с производительностью 20 г/мин. В качестве
рабочих газов используют смесь кислорода с водородом: расход кислорода - 253/632 и
316/569 л/мин, стехиометрическое отношение кислород/водород - 80/110 %, дистанции
напыления - 200/165 мм. Расход газов контролируют пультом Praxair 3400. В процессе на2
BY 15869 C1 2012.06.30
пыления подложку вращают со скоростью около 1 м/с, а аппарат-распылитель перемещают относительно подложки вертикально, со скоростью 0,005 м/с и шагом подачи
5 мм/проход.
За 40 проходов аппарата, при дистанциях напыления 200/165 мм и подаче в струю распылителя порошка 20 г/мин, было получено покрытие 150 мкм. Коэффициент использования порошка составил около 39 %. Для исключения перегрева подложки в процессе
нанесения покрытия ее охлаждали четырьмя струями сжатого воздуха.
Основными недостатками данного способа являются малая толщина слоя покрытия;
необходимость охлаждения подложки и покрытия в процессе напыления; низкая производительность процесса; низкий коэффициент использования порошка.
Задачей изобретения является создание способа формирования покрытия из порошкообразного ферромагнитного материала на металлической подложке, позволяющего обеспечить достаточную толщину слоя покрытия и производительность процесса, повысить
коэффициент использования порошкообразного материала.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в
создании способа формирования покрытия из порошкообразного ферромагнитного материала на металлической подложке, в котором частицы ферромагнитного материала будут
связаны между собой и с подложкой посредством не проводящих ток частиц полимера.
При этом частицы ферромагнитного материала будут равномерно распределены в покрытии. Реализация способа позволит также обеспечить достаточную толщину слоя покрытия
и за счет этого широкодиапазонное микроволновое поглощение при стабильной температуре, умеренной теплопроводности, механической прочности и химической стойкости.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в способе формирования
покрытия из порошкообразного ферромагнитного материала на металлической подложке,
включающем подачу материала в струю газопламенного аппарата-распылителя, нагрев,
перенос и осаждение его на предварительно подогретой поверхности подложки, для получения вышеуказанного технического результата перед подачей в струю аппаратараспылителя порошкообразный ферромагнитный материал смешивают с 5-20 об. % полимера в закрытой цилиндрической стеклянной емкости, закрепленной на горизонтально
расположенном валу электрического привода, путем вращения ее со скоростью 30120 об/мин, затем смесь нагревают источником инфракрасного излучения до температуры
на 5-10 °С ниже температуры плавления полимера, после чего нагрев прекращают, полученный материал охлаждают до 20-40 °С и подают в струю аппарата-распылителя, движущуюся со скоростью 300-750 м/с, при этом температуру подогрева поверхности
подложки поддерживают в пределах 80-180 °С путем изменения дистанции напыления в
пределах 250-400 мм. В предпочтительном варианте реализации изобретения полимер выбирают из группы, включающей полиамид, полиэтилентерефталат и полиэтилен низкого
давления, при этом размер частиц полимера составляет 20-100 мкм, а ферромагнитного
материала -1-50 мкм.
Предлагаемый способ формирования композиционного покрытия из ферромагнитного
материала осуществляется следующим образом. Подготовленные порции порошкообразных компонентов - частицы ферромагнитного материала и полимера, при концентрации
частиц полимера 5-20 об. %, смешивают в закрытой цилиндрической стеклянной емкости,
закрепленной на горизонтально расположенном валу электрического привода, путем вращения ее со скоростью 30-120 об/мин, в течение 1-5 мин, затем компоненты соединяют,
нагревая источником инфракрасного излучения до температуры на 5-10 °С ниже температуры плавления полимера. Например, при использовании в качестве полимерного порошка полиамида 11 (торговая марка - Rilsan), температура плавления которого равна 180 °С,
нагрев порошковой смеси производят до 170-175 °С. Контроль температуры нагрева осуществляют при помощи пирометра. После чего нагрев прекращают, компоненты охлаждают до 20-40 °С. В процессе нагрева и охлаждения производят постоянное
3
BY 15869 C1 2012.06.30
перемешивание порошковой смеси путем вращения емкости. При достижении компонентами температуры 20-40 °С вращение емкости прекращают. Полученный материал подают в струю газопламенного распылителя ТЕНА-Ппм, движущуюся со скоростью 300750 м/с, энергией которой производят перенос и осаждение компонентов на подложку.
При этом температуру подогрева поверхности подложки поддерживают в пределах 80180 °С путем изменения дистанции напыления в пределах 250-400 мм.
Полимер может быть выбран из группы, включающей полиамид, полиэтилентерефталат и полиэтилен низкого давления, при этом размер частиц полимера составляет 20100 мкм, а ферромагнитного материала -1-50 мкм.
Таким образом, формирование покрытия из порошкообразного ферромагнитного материала в соответствии с предлагаемым способом, благодаря подаче в струю газопламенного распылителя, движущуюся со скоростью 300-750 м/с, смешанных и соединенных
между собою порошкообразных компонентов, при концентрации частиц полимера 520 об. %, переносу и осаждению компонентов на поверхности подложки энергией струи,
движущейся со скоростью 300-750 м/с, поддержания подогрева поверхности подложки до
температуры 80-180 °С путем изменения дистанции напыления в пределах 250-400 мм,
позволяет получить плотное и прочное покрытие толщиной более 4 мм, в котором частицы ферромагнитного материала равномерно распределены и связаны между собой и с
подложкой посредством не проводящих ток частиц полимера, что обеспечивает широкодиапазонное микроволновое поглощение при стабильной температуре, умеренную теплопроводность, достаточную механическую прочность, химическую стойкость и
повышенный срок службы напыленных изделий.
Источники информации:
1. Weil C. NaMaCo - AFT Contribution to Work Package1.1. AFT microwave GmbH,
Backnang. - Germany. - 10 p.
2. McCartney G., Zhang D., Yellup J.Y., Bruhl M., Bobzin K., Talako T., Ilyushchanka A.,
Weil C., Linden I. Development of NiZn-Ferrite Coatings for Electromagnetic Applications.
Thermal Spray Bulletin, 2/09. - P. 126-132.
3. McCartney G., Zhang D., Yellup J.Y., Bruhl M., Bobzin K., Talako T., Ilyushchanka A.,
Weil C., Linden I. Development of NiZn-Ferrite Coatings for Electromagnetic Applications.
Thermal Spray Bulletin, 2/09. - P. 129.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
81 Кб
Теги
by15869, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа