Влияние нанодисперсных ингредиентов на свойства плазменных покрытий

И. В. Смирнов, А. В. Черный, В. И. Копылов

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина

Получена: 02.09.2019. Скачать: PDF

В работе рассмотрены физико-механические характеристики многофазных плазменных покрытий на основе композиций из смесей, включающих металлокерамические макропорошки NiAl, NiCrВSi, Al$_2$O$_3$ и микросоставляющие на основе аэросила SiO$_2$ и алюмоаэросила Al$_2$O$_{3}\cdot$SiO$_2$. Исследовались физико-механические характеристики самофлюсующихся покрытий на основе системы ПГ-СР2, модифицированных нанодисперсными порошками TiO$_2$ и Al$_2$O$_3$ механохимическим способом, в условиях абразивного изнашивания. Представленные в работе покрытия многофазной структуры, благодаря наличию ультрадисперсных ингредиентов, характеризуются повышенными параметрами трещиностойкости, прочности, упругости, износостойкости. Установлено, что добавление нанооксида TiO$_2$ к порошку оксида алюминия приводит к повышению прочности сцепления керамических покрытий на 15–20%. Добавление нанооксида Al$_2$O$_3$ к порошку ПГ-СР2 приводит к увеличению микротвёрдости плазменных покрытий на 25–40%, при этом износостойкость повышается в 2,5–3 раза.

Ключевые слова: плазменное покрытие, многофазная композиция, нанодисперсные составляющие, модуль упругости, прочность, разрушение, износостойкость.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i06/0797.html

PACS: 61.05.cp, 62.20.Qp, 68.35.Gy, 68.37.Hk, 81.07.Wx, 81.15.Cd


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. П. А. Витязь, А. Ф. Ильюшенко, А. И. Шевцов, Основы нанесения износостойких, коррозионно-стойких и теплозащитных покрытий (Минск: Белорусская наука: 2006).
  2. М. Хокинг, В. Васантасри, П. Сидки, Металлические и керамические покрытия (Москва: Мир: 2000).
  3. Ф. И. Пантелеенко, Ф. Г. Ловшенко, А. В. Рогачев, Н. А. Руденская. В. А. Струк, Материалы, технологии и оборудование для упрочнения и восстановления деталей машин (Минск: УП «Технопринт»: 2003), с. 14.
  4. P. G. Thiema, A. Chornyi, I. V. Smirnov, and M. Krügera, Surface and Coatings Technology, 324: 498 (2017). Crossref
  5. В. И. Копылов, И. А. Варвус, Б. Г. Стронгин, Фізико-хімічна механіка матеріалів, 1: 65 (1991).
  6. В. И. Копылов, Ю. В. Колесников, И. В. Говоров, И. В. Гурей, Л. А. Пархоменко, Фізико-хімічна механіка матеріалів, 4: 100 (1991).
  7. V. I. Kopylov, Eastern-Eurohean Journal of Enterprise Technologies, 5, No. 5 (83): 49 (2016). Crossref
  8. В. И. Копылов, Д. А. Антоненко, Проблемы техники, 2: 72 (2014).
  9. В. А. Барвинок, В. И. Богданович, Журнал технической физики, 82, № 2: 105 (2012).
  10. Б. А. Мовчан, Автоматическая сварка, 11: 166 (2008).
  11. В. И. Копылов, Проблемы прочности, 1: 68 (1999).
  12. В. И. Копылов, Д. А. Антоненко, Проблемы техники, 4: 145 (2013).
  13. Chang-Jiu Li, Wei-Ze Wang, and Yong He, J. Thermal Spray Technology, 13, No. 3: 425 (2005). Crossref
  14. И. В. Крагельский, М. Н. Добычин, В. С. Комбалов, Основы расчетов на трение и износ (Москва: Машиностроение: 1977).
  15. Б. М. Силаев, Трибология деталей машин в маловязких смазочных средах (Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет: 2008).
  16. Ch. Guo, J. Zhou, and J. Chen, Wear, 270, Iss. 7–8: 492 (2011). Crossref
  17. М. С. Гибзун, А. В. Макаров, Н. Н. Соболева, И. Ю. Малыгина, Master’s Journal, № 1: 11 (2017).
  18. Y. Lei, R. Sun, Y. Tang, and W. Niu, Optics and Laser Technology, 44: 1141 (2012). Crossref
  19. A. Góral, K. Berent, M. Nowak, and B. Kania, Arch. Metall. Mater., 61, No. 1: 55 (2016). Crossref
  20. L. Du, B. Xu, S. Dong, H. Yang, and Y. Wu, Surface and Coatings Technology, 192, Iss. 2–3: 311 (2005). Crossref
  21. F. Erler, C. Jakob, H. Romanus, L. Spiess, B. Wielage, T. Lampke, and S. Steinha, Electrochimica Acta, 48, Iss. 20–22: 3063 (2003). Crossref
  22. W. Tillmann and J. Nebel, J. Thermal Spray Technology, 20, Iss. 1–2: 317 (2011). Crossref
  23. H. Li, K. A. Khor, and P. Cheang, Surface and Coatings Technology, 155, Iss. 1: 21 (2002). Crossref
  24. H. P. Brantner, R. Pippan, and W. Prantl, J. Thermal Spray Technology, 12, Iss. 4: 560 (2003). Crossref
  25. Ю. И. Головин, Физика твёрдого тела, 50, № 12: 2113 (2008).
  26. А. Н. Долгов, Порошковая металлургия, 7–8: 110 (2004).
  27. В. И. Копылов, И. В. Смирнов, Н. А. Долгов, Проблемы техники, 4: 3 (2004).
  28. В. И. Копылов, И. В. Смирнов, Н. А. Долгов, Вибрация в технике и технологиях, 5 (37): 90 (2004).
  29. М. А. Долгов, І. В. Чихіра, П. Д. Стухляк, І. Б. Букетов, Нафтова і газова промисловість, 6: 41 (2010).
  30. Y. Yamazaki, A. Schmidt, and A. Scholz, Surface Coating Technology, 201, Iss. 3–4: 744 (2006). Crossref
  31. Y. W. Bao, Y. C. Zhou, X. X. Bu, and Y. Qiu, Materials Science and Engineering, 458, Iss. 1–2: 268 (2007). Crossref
  32. В. И. Копылов, С. Л. Рево, И. В. Смирнов, Е. А. Иваненко, Ф. В. Лозовый, Д. А. Антоненко, Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології, 8, № 1: 209 (2010).
  33. В. И. Кузьмин, С. П. Ващенко, И. П. Гуляев, Е. В. Картаев, Д. В. Сергачёв, Е. Е. Корниенко, А. В. Долматов, Вестник Югорского государственного университета, 2, № 37: 45 (2015). Crossref
  34. О. П. Уманський, О. Є. Терентьєв, М. С. Стороженко, Міжвузівський збірник «Наукові нотатки» Луцького національного технічного університету, 41, частина 2: 213 (2013).
  35. Y. Li and K. A. Khor, Surface and Coatings Technology, 150, Iss. 2–3: 143 (2002). Crossref
  36. R. Musalek, J. Matejicek, M. Vilemova, and O. Kovarik, Non-Linear Mechanical Journal of Thermal Spray Technology, 19, Iss. 1–2: 422 (2010). Crossref