Дослідження процесу формування псевдостопних покриттів мідь–алюміній, одержаних методом електродугового напорошування різнорідних дротів

Ю. С. Борисов, Н. В. Вігілянська, І. А. Дем’янов, О. П. Грищенко, А. П. Мурашов

Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, вул. Казимира Малевича, 11, 03150 Київ, Україна

Отримано: 05.11.2021. Завантажити: PDF

Проведено дослідження процесу формування псевдостопних покриттів системи мідь–алюміній в умовах електродугового напорошення. За допомогою математичного планування експерименту одержано рівняння реґресії, що відображають залежність середнього розміру частинок продуктів розпорошення дротів, вмісту оксидів і пористості покриттів від швидкості подачі дротів, напруги на електродах, витрати стисненого повітря та дистанції напорошення. Встановлено, що головними шляхами управління розміром частинок, які напорошують, у разі сумісного розпорошування дротів міді та алюмінію є зміна витрати стисненого повітря та тепловкладення в матеріали, що напорошують, і газовий струмінь. У результаті дослідження структури і фазового складу продуктів розпорошення виявлено, що у процесі сумісного розпорошення мідного й алюмінієвого дроту в результаті міжфазної взаємодії їхніх розтопів утворюються псевдостопні частинки, які є конгломератом міді–алюмінію. Аналіз результатів досліджень формування покриттів у разі розпорошування дротів міді та алюмінію показав, що на всьому обраному діапазоні параметрів електродугового напорошення формуються гетерогенні псевдостопні покриття, що складаються з ламелей вихідних компонентів міді та алюмінію з наявністю оксидних прошарків міді. У покриттях виявлено також домішки інтерметалідних фаз Cu$_9$Al$_4$ і CuAl$_2$, які утворюються під час формування шару покриття на основі. Вміст оксидів у покриттях лежить в межах 10–17% об., пористість покриттів складає 4–8% об. У результаті проведених досліджень встановлено шляхи управління структурою і, отже, властивостями псевдостопних покриттів мідь–алюміній шляхом зміни параметрів електродугового напорошення.

Ключові слова: електродугове напорошення, покриття, псевдостопна структура мідь–алюміній, продукти розпорошування, інтерметалідна фаза.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i01/0063.html

PACS: 61.05.cp, 68.37.Hk, 81.05.Ni, 81.15.Rs, 81.30.Bx


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. P. L. Fauchais, J. V. R. Heberlein, and M. I. Boulos, Thermal Spray Fundamentals: From Powder to Part (Boston: Springer US: 2014). Crossref
  2. N. V. Vigilyanskaya, Yu. S. Borisov, and I. A. Demianov, The Paton Welding J., 1: 41 (2012).
  3. М. А. Глебова, Применение электродуговых покрытий из бронз и псевдосплавов для реновации и повышения ресурса узлов трения судовых машин и механизмов (Автореф. дисс.  канд. техн. наук) (Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций: 2008).
  4. A. Limpichaipanit, A. Watcharapasorn, S. Wirojanupatump, and S. Jiansirisomboon, J. Microscopy Society of Thailand, 4, No. 2: 123 (2011).
  5. Е. Н. Матвейшин, Проблеми трибології, 4: 54 (2009).
  6. Є. М. Матвіїшин, Проблеми трибології, 2: 50 (2013).
  7. A. P. Abkenar, Wire-Arc Spraying System: Particle Production, Transport, and Deposition (Thesis of Disser. for PhD Tech. Sci.) (Toronto: University of Toronto: 2007).
  8. Yu. Borisov, N. Vigilianska, I. Demianov, and O. Grishchenko, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3, No. 12 (93): 6 (2018). Crossref
  9. T. Chmielewski, P. Siwek, M. Chmielewski, A. Piątkowska, A. Grabias, and D. Golański, Metals, 8, No. 12: 1059. (2018). Crossref
  10. Yu. S. Borisov, A. L. Borisova, N. V. Vihilyanska, I. A. Demyanov, and O. M. Burlachenko, The Paton Welding J., 3: 17 (2021). Crossref
  11. V. M. Gusev, A. G. Buklakov, A. S. Tyuftyaev, M. Kh. Gadzhiev, and A. V. Mordynskii, Chemical and Petroleum Engineering, 55, Nos. 7–8: 675 (2019). Crossref
  12. E. Altumcu, S. Iric, and F. Ustel, Materials and Technology, 46, No. 2: 181 (2012).
  13. Y. Ozbek, E. Altuncu, and F. Ustel, METAL 2014: Proc. of 23rd Int. Conference on Metallurgy and Materials (May 21–23, 2014) (Brno: 2014), p. 1023.
  14. Y. Ozbek, E. Altuncu, and F. Ustel, METAL 2014: Proc. of 23rd Int. Conference on Metallurgy and Materials (May 21–23, 2014) (Brno: 2014), p. 958.
  15. Yu. S. Borisov, N. V. Vigilyanskaya, I. A. Demianov, A. P. Grishchenko, and A. P. Murashov, The Paton Welding J., 2: 24 (2013).