Вплив технологічних факторів на міцність зчеплення газотермічних покриттів з основою

І. О. Шуляр; В. В. Кустов; Б. Р. Шуляр; Ю. Я. Присяжнюк; А. О. Молчанов; Д. І. Бургарт

doi:10.31471/1993-9965-2023-2(55)-16-24

Автор(и)

І. О. Шуляр ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська,15
В. В. Кустов ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська,15
Б. Р. Шуляр ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська,15
Ю. Я. Присяжнюк ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська,15
А. О. Молчанов ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська,15
Д. І. Бургарт ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська,15

DOI:

https://doi.org/10.31471/1993-9965-2023-2(55)-16-24

Ключові слова:

електродугове напилення; основа; методи підготовки поверхонь; режими напилення; віброелектроіскровий спосіб підготовки поверхні; міцність зчеплення покриття з основою

Анотація

Підвищення якості поверхонь деталей машин шляхом покращення фізико-механічних характеристик верхніх шарів металів і сплавів є актуальною задачею сучасного машинобудування. Крім того, під час за- стосування прогресивних технологічних процесів слід прагнути до підвищення продуктивності обробки та економії металів. Вирішенню вказаних задач сприяють дослідження, розроблення й впровадження процесів, заснованих на комплексній дії на поверхню оброблюваних деталей. В роботі розглядаються питання, пов’язані з покращенням експлуатаційних властивостей металевих поверхонь. Зокрема, стосовно впливу різних способів попередньої підготовки поверхонь деталей і режимів процесу електродугового напиленння металевих (нержавіюча сталь, алюміній, цинк) покриттів на міцність їх зчеплення зі сталевою основою. Уточнено методику випробування. Вказані питання вивчалися за допомогою експериментальної механізованої електрометалізаційної установки, створеної на базі токарно-гвинторізного верстата. Показано, що на якість напилюваних покриттів значний вплив мають такі режими електродугової металізації:відстань від зони горіння дуги до оброблюваної поверхні, тиск розпилюваного повітря, напруга і сила струму. Міцність зчеплення отримуваних покриттів залежить також від способу попередньої підготовки матеріалу основи. Відносно кращі результати за міцністю зчеплення отримані при попередньому створенні на оброблюваній поверхні рельєфу типу «рваної нарізі», дещо менше значення – при попередній віброелектроіскровій обробці. Останній спосіб попередньої підготовки напилюваної поверхні слід вважати найбільш перспективним, з точки зору його універсальності та продуктивності.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Towards hybridization of ultra-high molecular weight polyethylene composites by thermally sprayed alumina: Feasibility and bond strength assessment / R. Bensaada et al. Materials and Design. 2023. Vol. 227. art. no. 111779. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.111779.

Thiem P. G., Chornyi A., Smirnov I. V., Krüger M. Comparison of microstructure and adhesion strength of plasma, flame and high velocity oxyfuel sprayed coatings from an iron aluminide powder. Surface and Coatings Technology. 2017. Vol. 324, No 5. P. 498 – 508. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.06.016.

Pawlowski L. The science and engineering of thermal spray coatings. Hoboken, USA: John Wiley & Sons, 2008. 656 p. https://doi.org/10.1002/9780470754085.

Sokur T. D., Popil Yu. S., Korzh V. M. Ohliad suchasnoho stanu i perspektyv rozvytku hazotermichnykh sposobiv nanesennia pokryttia. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu Ukrainy «Kyivskyi politekhnichnyi instytut», Seriia Mashynobuduvannia. 2011. Vol. 2, No 61. P. 168–171. URL: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/ 4961/3/168.1.pdf (data zvernennia: 07.11.2023). [in Ukrainian]

CFD Enhanced Thermal Spray Process for Coating of Cylinder Bores of Car Engines /B. Schilder et al. Journal of Thermal Spray Technology. 2020. Vol. 29, No 4. P. 546–559. https://doi.org/10.1007/s11666-020-01011-y. [in Russian].

Luzan S. A., Gorbachevskaya O. M., Bisha V. M. Analiz sposobov podgotovki poverhnosti detaley mashin dlya napyileniya gazotermicheskih pokryitiy. Mehanika ta mashi nobuduvannya. 2012. No 1. P. 124–128. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI- Press/17455 (data zvernennya: 07.11.2023). [in Russian].

Oukach S., Pateyron B., Pawłowski L. Physical and chemical phenomena occurring between solid ceramics and liquid metals and alloys at laser and plasma composite coatings formation: A review. Surface Science Reports. 2019. Vol. 74, No 3. P. 213–241. https://doi.org/10.1016/j.surfrep.2019.06.001.

Riakhovskyi A. V., Kosenko V. V., Vlasenko V. N. Osobennosty otsenky prochnosty stseplenyia detonatsyonalnыkh pokrytyi. Systemy ozbroiennia i viiskova tekhnika. 2012. No 3 (31).P. 215–217. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/ soivt_2012_3_54 (data zvernennya: 07.11.2023). [in Russian].

Dolgov N. A., Buketov N. I., Zubretska N. A. On the problem of modeling adhesive strength of protective coating depending on the content and conditions of formation of composition. Strength of Materials. 2012. Vol. 44, No 2. P. 212–217. https://doi.org/10.1007/s11223-012-9374-5.

Tamarhazyn A. A., Lopata L. A., Briusy- lo Yu. V., Dovzhuk S. A. Vlyianye faktorov protsessa elektroduhovoho napylenyia na strukturo- obrazovanye y svoistva pokrytyi. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi. Haluzeve mashynobuduvannia i avtomatyzatsiia. 2010. Vol. 23. P. 287–297. URL: https://mapiea.kntu.kr.ua/pdf/23/54.pdf (data zvernennya: 07.11.2023). [in Russian].

Essential Factors Influencing the Bonding Strength of Cold-Sprayed Aluminum Coatings on Ceramic Substrates / R. Drehmann et al. Journal of Thermal Spray Technology. 2018. Vol. 27, No 3. P. 446–455. https://doi.org/10.1007/s11666-018- 0688-0.

Osipov C. A., Lebedev V. G., Usov A.V. Nanesenie plazmennyih pokryitiy na metallo- keramicheskie materialyi. Trudy Odesskogo politehnicheskogo universiteta. 2006. Vol. 1 (25). P. 39–31. URL: https://pratsi.op.edu.ua/app/ webroot/articles/1312547825.pdf (data zvernennya: 07.11.2023). [in Russian]

Belous V. A., Lunev V. M., Pavlov V. S., Turchina A. K. Kolichestvennoe opredelenie prochnosti stsepleniya tonkih metallicheskih plenok so steklom. Voprosyi atomnoy nauki i tehniki. 2006. No 4. P. 221–223. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/80336 (data zvernennya: 07.11.2023). [in Russian]

Dolgov N. A., Smirnov I. V., Besov A. V. Sintered metals and alloys: Studying the elastic properties and adhesive strength of plasma-sprayed double-layer coatings during tensile tests. Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 2015. Vol. 54, No (1–2), art. no. A006. P. 40–46. https://doi.org/10.1007/s11106-015-9677-8.

Design of a Two-Layer Al–Al2O3 Coating with an Oxide Layer Formed by the Plasma Electrolytic Oxidation of Al for the Corrosion and Wear Protections of Steel / L. Ropyak et al. Progress in Physics of Metals. 2023. Vol. 24, No 2. P. 319–365. https://doi.org/10.15407/ ufm.24.02.319.

Optimization of Plasma Electrolytic Oxidation Technological Parameters of Deformed Aluminum Alloy D16T in Flowing Electrolyte /L. Ropyak et al. Ceramics. 2023. Vol. 6, No 1. P. 146-167. https://doi.org/10.3390/ceramics6010010.

Hvozdetskyi V. M. Elektroduhovi vidnovni i zakhysni pokryttia z poroshkovykh drotiv: Za materialamy naukovoho povidomlennia na zasidanni Prezydii NAN Ukrainy 13 hrudnia 2017 roku. Visnyk NAN Ukrainy. 2018. № 3. P. 79–84. https://doi.org/10.15407/ visn2018.03.079. [in Ukrainian]

Enhancement of the adhesion of wire arc sprayed coatings on carbon fiber-reinforced plastic by surface laser structuring / K. Gustke et al. Coatings. 2021. Vol. 11, No 4. art. no. 467. https://doi.org/10.3390/coatings11040467.

Dolgov M. A., Zubretska N. A., Buke tov A. V., Stukhlyak P. D. Use of the method of mathematical experiment planning for evaluating adhesive strength of protective coatings modified by energy fields. Strength of Materials. 2012. Vol. 44, No 1. P. 81–86.

Influence of dovetail microstructures on adhesive tensile strength and morphology of thermally sprayed metal coatings / H. Liborius et al. Procedia CIRP. 2018. Vol. 71. P. 299–304. https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.05.024.

Pat. na korysnu model 67165 Ukraina: MPK6 V05D3/14. Sposib pidhotovky poverkhni detalei pered hazotermichnym napylenniam pokryttiv / V. V. Kustov, L. Ya. Ropiak, A. K. Smahliuk. № u201107081; zaiavl. 06.06.11; opubl. 10.02.12, Biul. No 3/2012. 3 p. URL: https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/690854/ (data zvernennya: 07.11.2023). [in Ukrainian]

Prysyazhnyuk P., Di Tommaso D. The thermodynamic and mechanical properties of Earth- abundant metal ternary boride Mo2(Fe,Mn)B2 solid solutions for impact- and wear-resistant alloys. Materials Advances. 2023. Vol. 4, No 17. P. 3822– 3838. https://doi.org/10.1039/d3ma00313b.

Kustov V. V., Makoviichuk M. V., Ropiak L. Ya. Doslidzhennia rukhu ta nahrivannia chastynok poroshku v protsesi napylennia kom- pozytsiinykh pokryttiv elektroduhovym metodom. Naukovi notatky. 2014. No 44. P. 154–163. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nn_2014_44_26 (data zvernennya: 07.11.2023). [in Ukrainian]

Razrabotka elektrodugovyih pokryitiy dlya vosstanovleniya shtokov gidrotsilindrov gornodobyivayuschego oborudovaniya s ispolzovaniem poroshkovyih provolok / T. R. Stupnitskiy ta In. Avtomaticheskaya svarka. 2017. No 4 (763). P. 48–53. https://doi.org/10.15407/ as2017.04.09. [in Russian]

Kustov V. V., Makoviichuk M. V., Ropiak L. Ya. Doslidzhennia rukhu ta nahrivannia chastynok poroshku v protsesi napylennia kompozytsiinykh pokryttiv elektroduhovym metodom. Naukovi notatky. 2014. No 44. S. 154–163. [in Ukrainian]