Исследование критериев качества двухфазных композитных покрытий на основе железа, формируемых методом плазменного напыления

Автор: Жачкин С.Ю., Трифонов Г.И., Егорова Г.Н., Белых А.Г.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Химическая технология

Статья в выпуске: 4 (90), 2021 года.

Бесплатный доступ

Все большую актуальность в области ремонта и восстановления машин и механизмов приобретают газотермические методы нанесения функциональных покрытий на рабочие поверхности деталей машинных узлов. Назначение газотермических методов нанесения покрытий заключается в обеспечении и получении специальных физико-механических свойств поверхности детали, а также в восстановлении изношенных узлов и механизмов после их долгосрочной и интенсивной эксплуатации. Эффективным способом газотермической обработки поверхности детали является плазменное напыление композитных покрытий. В данной работе проведено исследование по вопросу оптимального подбора материала для плазменного напыления детали с учетом её эксплуатационных особенностей и видов износа рабочих поверхностей. В частности, проанализированы условия эксплуатации шнека транспортирующего конвейера. Рассмотрены технологические особенности нанесения композитных материалов технологией плазменного напыления. Произведен теоретический подбор двухфазного дисперсно-наполненного композита для нанесения на рабочие поверхности шнека с целью его восстановления и упрочнения. Проведены исследования и анализ одного из главных показателей качества формируемого покрытия после плазменного напыления - величина образовывающихся остаточных напряжений (растяжения и сжатия). Беря за основу кинематические режимы и особенности геометрии рабочих поверхностей шнека, а также критерии формирования толщины напыляемого слоя, получены расчетные уравнения по определению остаточных напряжений, возникающих на винтовой и цилиндрической поверхностях шнека транспортирующего конвейера. Сделан вывод о том, что для достижения необходимых физико-механических свойств покрытия объемная доля наполнителя в матрице композитного порошка ПГ-СР4 должна находиться в диапазоне 20-25%. Следовательно, возможно применение на практике дисперсно-наполненного композита типа NiСrВSiFе с 20-25% упрочняющих частиц наполнителя ТiС с целью вос-становления деталей машин и механизмов.

Еще

Композитные материалы, плазменное напыление, покрытие, остаточные напряжения, качество покрытия, рабочие поверхности

Короткий адрес: https://readera.org/140290659

IDR: 140290659   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2021-4-261-268

Список литературы Исследование критериев качества двухфазных композитных покрытий на основе железа, формируемых методом плазменного напыления

  • Ильющенко А.Ф., Шевцов А.И., Оковитый В.А., Громыко Г.Ф. Процессы формирования газотермических покрытий и их моделирование. Минск: Беларус. Навука, 2011. 357 с.
  • Кравченко И.Н., Корнеев В.М., Коломейченко А.А., Пупавцев И.Е. Эффективные технологические методы нанесения покрытий газопламенным напылением // Агроинженерия. 2015. №. 1 (65).
  • Табаков В.П. Формирование износостойких ионно-плазменных покрытий режущего инструмента. М.: Машиностроение, 2008. 311 с.
  • Пузряков А.Ф. Теоретические основы технологии плазменного напыления. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Е. Баумана, 2008. 360 с.
  • Казаков Н. Защитные покрытия // Время. 2014. Т. 10. С. 20.
  • Ловшенко Ф.Г., Ловшенко Г.Ф. Закономерности формирования гранулометрического состава и структуры механически легированных композиционных порошков для газотермических покрытий // Литьё и металлургия. 2014. №. 2 (75).
  • Жачкин С.Ю., Пухов Е.В., Трифонов Г.И., Комаров Я.В. и др. Анализ износостойкости функционального покрытия в условиях абразивного изнашивания сложнопрофильной детали трения // Вестник воронежского государственного аграрного университета. 2019. Т.12. № 3. С. 32-40.
  • Fauchais P., Vardelle M., Vardelle A., Goutier S. What do we know, what are the current limitations of suspension plasma spraying? //Journal of Thermal Spray Technology. 2015. V. 24. №. 7. P. 1120-1129. doi: 10.1007/sl 1666-015-0286-3
  • Fauchais P., Joulia A., Goutier S., Chazelas C. et al. Suspension and solution plasma spraying // Journal of Physics D: Applied Physics. 2013. V. 46. №. 22. P. 224015.
  • Jabbari F., Jadidi M., Wuthrich R., Dolatabadi A. A numerical study of suspension injection in plasma-spraying process//Journal of Thermal Spray Technology. 2014. V. 23. №. 1-2. P. 3-13. doi: 10.1007/sl 1666-013-0030-9
  • Fauchais P., Vardelle M., Goutier S. Latest researches advances of plasma spraying: From splat to coating formation //Journal of Thermal Spray Technology. 2016. V. 25. №. 8. P. 1534-1553. doi: 10.1007/sl 1666-016-0435-3
  • Антибас И.Р., Дьяченко А.Г. Определение характеристик компонентов композитных материалов, предназначенных для производства деталей сельскохозяйственной техники // Advanced Engineering Research. 2018. Т. 17. №. 3. С. 60-69.
  • Hospach A., Mauer G., Vaflen R., Stover D. Characteristics of ceramic coatings made by thin film low pressure plasma spraying (LPPS-TF)// Journal of thermal spray technology. 2012. V. 21. №. 3. P. 435-440. doi: 10.1007/sl 1666-012-9748-z
  • Бобров Г.В., Ильин А.А. Нанесение неорганических покрытий (теория, технология, оборудование). М.: Интермет Инжиниринг, 2004. 624 с.
  • Trifonov G., Zhachkin S., Penkov N., Krasnova M. Estimation of a Heat Distribution in a Part Plasma Coating Process // DEStech Transactions on Environment, Energy and Earth Sciences. 2018.
  • Sharifullin S.N., Trifonov G.I., Vyachina I.N. Calculation of parameters of particles in a plasma jet and modeling of kinematic models of spraying of wear resistant material // Journal of Physics: Conf. Series. 2018. V. 1058. (012047). doi: 10.1088/1742-6596/1058/1/012047
  • Farrokhpanah A., Coyle T.W., Mostaghimi J. Numerical study of suspension plasma spraying // Journal of Thermal Spray Technology. 2017. V. 26." №. 1-2. P. 12-36. doi: 10.1007/sl 1666-016-0502-9
  • Буркин С.П., Шимов Г.В., Андрюкова Е.А. Остаточные напряжения в металлопродукции. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2015. 248 с.
  • Yang G.J., Li C.X., Hao S., Xing Y.Z. et al. Critical bonding temperature for the splat bonding formation during plasma spraying of ceramic materials // Surface and Coatings Technology. 2013. V. 235. P. 841-847. doi: 10.1016/j.surfcoat.2013.09.010
  • Mauer G., Schlegel N., Guignard A., Jarligo M.O. et al. Plasma spraying of ceramics with particular difficulties in processing // Journal of thermal spray technology. 2015. V. 24. №. 1-2. P. 30-37. doi: 10.1007/s11666-014-0149-3
Еще
Статья научная