Вплив нанодисперсних інгредієнтів на властивості плазмових покриттів

І. В. Смирнов, А. В. Чорний, В. І. Копилов

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна

Отримано: 02.09.2019. Завантажити: PDF

В роботі розглянуто фізико-механічні характеристики багатофазних плазмових покриттів на основі композицій із сумішей, що включають металокерамічні макропорошки NiAl, NiCrВSi, Al$_2$O$_3$ і мікроскладові на основі аеросилу SiO$_2$ і алюмоаеросилу Al$_2$O$_{3}\cdot$SiO$_2$. Досліджувалися фізико-механічні характеристики самофлюсівних покриттів на основі системи ПГ-СР2, модифікованих нанодисперсними порошками TiO$_2$ і Al$_2$O$_3$ механохімічним способом, в умовах абразивного зношування. Представлені в роботі покриття багатофазної структури, завдяки наявності ультрадисперсних інгредієнтів, характеризуються підвищеними параметрами тріщиностійкості, міцності, пружності та зносостійкості. Встановлено, що додавання нанооксидів TiO$_2$ до порошку оксиду алюмінію приводить до підвищення міцності зчеплення керамічних покриттів на 15–20%. Додавання нанооксидів Al$_2$O$_3$ до порошку ПГ-СР2 призводить до збільшення мікротвердості плазмових покриттів на 25–40%, при цьому зносостійкість підвищується в 2,5–3 рази.

Ключові слова: плазмове покриття, багатофазна композиція, нанодисперсні складові, модуль пружності, міцність, руйнування, зносостійкість.

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

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

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА

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