ЗАЛЕЖНІСТЬ МІКРОТВЕРДОСТІ ПОКРИТТІВ З ПОРОШКУ АСД-1 ВІД РЕЖИМІВ ХОЛОДНОГО ГАЗОДИНАМІЧНОГО НАПИЛЮВАН-НЯ
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6885-2024-2-2Ключові слова:
покриття, планування експерименту, рівняння регресії, режими напилювання, оптимізація.Анотація
Мета роботи. Побудувати залежності мікротвердості алюмінієвого покриття з порошку АСД-1, отриманого холодним газодинамічним напилюванням, від температури та тиску газу на вході в сопло, а також дистанції напилювання.
Методи дослідження. Планування та проведення експериментальних досліджень виконано з використанням методики планування багатофакторних експериментів та регресійного аналізу. Оброблення отриманих результатів експериментів здійснювалося в програмному пакеті для аналізу статистичних даних Stat-Ease 360. Дослідження мікротвердості напилених покриттів проводилося відповідно до ГОСТ 9450–76. «Вимірювання мікротвердості вдавлюванням алмазних наконечників» з використанням твердоміру мікро-Віккерс LECO AMH5 на підготовлених мікрошліфах зразків з покриттями.
Отримані результати. Побудовано тривимірні (поверхні відгуку) та контурні графіки залежності мікротвердості покриттів, напилених холодним газодинамічним методом з порошку АСД-1, від основних параметрів процесу – температури та тиску газу на вході в сопло, а також дистанції напилювання в широкому діапазоні значень. За результатами встановлено, що температура газу ти дистанція напилювання мають найбільший вплив на мікротвердість покриттів. Описано зв’язок досліджуваних параметрів напилювання з температурно-швидкісними характеристиками частинок порошку та впливу на значення мікротвердості.
Наукова новизна. Досліджено комплексний вплив основних параметрів процесу холодного газодинамічного напилювання, а саме температури та тиску газу на вході в сопло, а також дистанції напилювання, на мікротвердість алюмінієвих покриттів з порошку АСД-1 в широкому діапазоні значень.
Практична цінність. Отримані залежності мікротвердості покриттів від параметрів процесу можуть бути використані при розробленні науково-обґрунтованих рекомендацій та технологічних процесів напилювання захисних й відновлювальних покриттів холодним газодинамічним методом, зокрема на деталі авіаційних двигунів.
Посилання
Sharma, V., Kazi, S. (2019). An investigation on D-gun sprayed Al2O3-SiC coatings. Surface and Coatings Technology, 375, 303–314.
Ham, G.-S., Kreethi, R., Kim, H.-Jun, Yoon, S.-Hoon, Lee, K.-Ahn (2021). Effects of different HVOF thermal sprayed cermet coatings on tensile and fatigue properties of AISI 1045 steel. Journal of Materials Re-search and Technology, 15, 6647–6658.
Greshta, V., Yershov, A., Hrabovskyi, V., Vinichenko, V., Seidametov, S. (2023). Fizyko-mekhanichni kharakterystyky ta termichne napruzhen-nia plazmovoho pokryttia [Physical-mechanical charac-teristics and thermal stress of plasma covering]. New Ma-terials and Technologies in Metallurgy and Mechanical Engineering, 3, 27–33, [in Ukrainian].
Popov, S. M., Shumykin, S. O., Laptieva, H. M., Yuzhakov, M. S. (2022). Increasing the wear resistance of heavy loaded friction units of anti-friction gas thermal coatings. New Materials and Technologies in Metallurgy and Mechanical Engineering, 2, 33–39.
Lebedev, V., Dubovyi, O., Loi, S. (2019). Doslidzhennya ta otsinka termotsyklichnoyi stiykosti plazmovykh ushchil'nyuyuchykh pokryttiv dlya vuzliv hazoturbinnykh ustanovok [Research and estimation of thermal-cycle firmness of plasma spraying more compact coverages are for knots of gas-turbine]. New Materials and Technolo-gies in Metallurgy and Mechanical Engineering, 2, 38–46, [in Ukrainian].
Łatka, L., Pawłowski, L., Winnicki, M., Sokołowski, P., Małachowska, A., Kozerski, S. (2020). Review of functionally graded thermal sprayed coatings. Applied Sciences, 10 (15), 5153.
Srikanth, A., Mohammed Thalib Basha, G., Ven-kateshwarlu, B. (2020). A brief review on cold spray coat-ing process. Materials Today: Proceedings, 22(4), 1390–1397.
Hu, W., Markovych, S., Tan, K., Shorinov, O., Cao, T. (2020). Surface repair of aircraft titanium alloy parts by cold spraying technology. Aerospace Technic and Technology, 3(163), 30–42.
Assadi, H., Schmidt, T., Richter, H., Kliemann, J.-O., Binder, K., Gärtner, F., Klassen, T., Kreye, H. (2011). On parameter selection in cold spraying. Journal of Thermal Spray Technology, 20, 1161–1176.
Kamaraj, M., Radhakrishnan Kamaraj, V. M. M. (2019). Cold spray coating diagram: bonding proper-ties and construction methodology. Journal of Thermal Spray Technology, 28(4), 756–768.
Moreno-Murguia, B., Mora-Garcia, A. G., Canales-Siller, H., Giraldo-Betancur, A. L., Espinosa-Arbelaez, D. G., Muñoz-Saldaña, J. (2022). Influence of stand-off distance and pressure in copper coatings depo-sition efficiency and particle velocity. Surface and Coat-ings Technology, 430, 127986.
Shorinov, O. V. (2022). Vyznachennya ener-hetychnykh parametriv chastynok poroshku Ni+Al2O3 v nadzvukovomu sopli pry hazodynamichnomu napylyuvanni analitychnym metodom [Determination of energy parameters of Ni+Al2O3 powder particles in a supersonic nozzle during cold gas-dynamic spraying using the analytical method]. New Materials and Technologies in Metallurgy and Mechanical Engineering, 2, 64–70, [in Ukrainian].
Rahmati, S., Veiga, R. G. A., Zúñiga, A., Jodoin, B. (2021). A numerical approach to study the oxide layer effect on adhesion in cold spray. Journal of Thermal Spray Technology, 30, 1777–1791.
Shorinov, O., Dolmatov, A., Polyvianyi, S., Balushok, K. (2023). Doslidzhennia vplyvu temperatury hazu protsesu kholodnoho hazodynamichnoho napyliuvannia na adheziinu mitsnist nikelevmisnykh pokryttiv [Study of the effect of the gas temperature of the cold gas dynamic spraying process on the adhesion strength of nickel-containing coatings]. Aerospace Tech-nic and Technology, 4, sup2, 82–88, [in Ukrainian].
Suo, X., Yin, S., Planche, M.-P., Liu, T., Liao, H. (2015). Strong effect of carrier gas species on particle velocity during cold spray processes. Surface and Coat-ings Technology, 268, 90–93.
Assadi, H., Kreye, H., Gärtner, F., Klassen, T. (2016). Cold spraying – A materials perspective. Acta Materialia, 116, 382–407.
Hu, W., Tan, K., Markovych, S., Cao, T. (2021). Research on structure and technological parameters of multi-channel cold spraying nozzle. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5, 1(113), 6–14.
Vinichenko, V., Yershov, A., Ol'shanetskii, V., Volkov, V, Ivanchenko, E. (2023). Doslidzhennia mozhlyvosti pidvyshchennia plastychnosti volf-ramovoho drotu pry zvychainykh temperaturakh shliakhom optymizatsii tekhnolohii volochinnia [Study of the possibility of increasing the plasticity of tungsten wire at normal temperatures by optimizing the drawing technology]. New Materials and Technologies in Metal-lurgy and Mechanical Engineering, 4, 32–39, [in Ukraini-an].
Mohankumar, A., Duraisamy, T., Sampathku-mar, D., Ranganathan, S., Balachandran, G., Kaliya-moorthy, M., Mariappan, M., Mulugeta, L. (2022). Opti-mization of cold spray process inputs to minimize porosi-ty and maximize hardness of metal matrix composite coatings on AZ31B magnesium alloy. Journal of Nano-materials, 2022, 1–17.
Shorinov, O., Dolmatov, A., Balushok, K., Poly-vianyi, S. (2023). Prohnozuvannia mikrotverdosti pokryt-tiv z poroshku ASD-1, otrymanykh kholodnym hazody-namichnym napyliuvanniam [Prediction of microhardness of asd-1 powder cold spraying coatings]. New Materials and Technologies in Metallurgy and Me-chanical Engineering, 3, 14–17, [in Ukrainian].
Pattison, J., Celotto, S., Khan, A., O’Neill, W. (2008). Standoff distance and bow shock phenomena in the cold spray process. Surface and Coatings Technology, 202, 1443–1454.
King, P. C., Jahedi, M. (2010). Relationship be-tween particle size and deformation in the cold spray pro-cess. Applied Surface Science, 256, 1735–1738.
Nastic, A., Jodoin, B. (2018). Evaluation of heat transfer transport coefficient for cold spray through computational fluid dynamics and particle in-flight temperature measurement using a high-speed IR camera. Journal of Thermal Spray Technology, 27, 1491–1517.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
