Дослідження процесів формування металевого покриття методом холодного газодинамічного напорошення та розроблення методики розрахунку режимів напорошення

О. Л. Гайдамак, В. Ф. Граняк

Вінницький національний аграрний університет, вул. Сонячна, 3, 21008 Вінниця, Україна

Отримано: 17.09.2023; остаточний варіант - 22.10.2023. Завантажити: PDF

В основі принципу створення покриттів покладено ефект, який полягає в тому, що порошкові частинки, розігнані до швидкости у понад 360 м/с, за потрапляння на поверхню деталю утворюють з ним зв’язки на молекулярному рівні, що приводить до утворення міцного з’єднання як покриття з деталем, так і між власне дисперсними частинками порошку, який напорошується. В процесі створення покриття температурний режим, потрібний для реалізації процесу нанесення порошкового покриття, є істотно нижчим за температуру топлення матеріялу порошкового покриття. Спроєктовано та виготовлено установку для холодного газодинамічного напорошення металевих покриттів. Основними складовими цієї установки є нагрівач стиснутого повітря та сопло-пришвидшувач нагрітого стиснутого повітря. Встановлено, що формування профілю фіґури напорошення у загальному випадку може бути описано у відповідності до закону Ґауссового розподілу. Аналізою відносного відхилу ¥ауссової функції від профілю експериментальної фіґури напорошення встановлено, що найбільші відхили останньої спостерігаються на периферії фіґури напорошення з товщиною покриття, що не перевищує 0,1 мм, а найменші відхили спостерігаються в середній зоні на осі фіґури напорошення, в якій має місце найбільш інтенсивне формування покриття. Враховуючи сказане, можна дійти висновку, що розподіл порошкових частинок за формування фіґури напорошення у відповідності до Ґауссової функції з достатньо великою правдоподібністю описує процес формування фіґури газодинамічного напорошення, похибка якої є незначною і не перевищує 9%. Запропоновано методику моделювання процесу створення покриття, яка дає змогу прогнозувати форму профілю фіґури напорошення в залежності від продуктивности напорошувального пристрою. Методика уможливлює в залежності від продуктивности процесу створення покриття та коефіцієнта використання порошку розрахувати оптимальну швидкість переміщення сопла-пришвидшувача відносно деталю, швидкість обертання деталю, необхідну кількість порошку для покриття заданого деталю, час напорошення та звести до мінімуму нераціональні втрати порошку.

Ключові слова: газодинамічне напорошення, фіґура напорошення, розрахунок швидкости переміщення.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i12/1485.html

PACS: 44.90.+с, 81.15.Cd, 81.20.Rg, 81.65.-b, 83.50.Ha, 83.55.Rx


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. A. I. Kashirin., O. F. Klyuev, and A. V. Shkodin, Patent 2237746 Russian Federation, МPK C 23 C 24/04, (2004) (in Russian).
  2. A. P. Alhimov, S. V. Klinkov, V. F. Kosarev, and V. M. Fomin, Kholodnoye Gazodinamicheskoye Napylenie. Teoriya i Praktika. [Cold Gas-Dynamic Sputtering. Theory and Practice.] (Moskva: FIZMATLIT: 2010) (in Russian).
  3. L. Yaroshenko, V. Bandura, L. Fialkovska, D, Kondratyuk, V. Palamarchuk, and Y. Paladiichuk. Agraarteadus, 32, No. 2: 204 (2021). Crossref
  4. O. Voznyak, A. Semenov, O. Semenova, A. Rudyk, B. Pinaiev, and R. Kulias, Proceedings of the 2020 IEEE Ukrainian Microwave Week (UkrMW), (Kharkiv: 2020), vol. 2, No. 2, p. 272. Crossref
  5. O. L. Gaydamak, V. A. Matviychuk, and Yu. V. Kucherenko, Engineering, Energy, Transport AIC, 109, No. 2: 105 (2020) (in Ukrainian). Crossref
  6. V. Hraniak, V. Matviychuk, and I. Kupchuk, Electronics, 26, No. 1: 69 (2022). Crossref
  7. V. Matviychuk, O. Gaidamak, and M. Karpiychuk, Vibration in Engineering and Technology, 105, No. 2: 65 (2022). Crossref
  8. O. Gaidamak, Engineering, Energy, Transport AIC, 112, No. 1: 46 (2021). Crossref
  9. Yu. G. Vedmitskyi, V. V. Kukharchuk, V. F. Hraniak, I. V. Vishtak, P. Kacejko, and A. Abenov, Proceedings of the SPIE, No. 10808 (2018).
  10. V. Matviychuk and M. Kolisnyk, Vibration in Engineering and Technology, 100, No. 1: 111 (2021). Crossref
  11. O. Gaidamak and V. Matviychuk, Vibration in Engineering and Technology, 102, No. 3: 72 (2021). Crossref
  12. V. A. Matviychuk, O. L. Gaydamak, and M. F. Karpiychuk, Engineering, Energy, Transport AIC, 116, No. 1: 83 (2022) (in Ukrainian). Crossref
  13. O. L. Gaidamak, Patent 110552 Ukraine, МПК C 23 C 24/00 (2014) (in Ukrainian).
  14. A. Shtuts, M. Kolisnyk, A. Vydmysh, O. Voznyak, S. Baraban, and P. Kulakov, Key Engineering Materials, 844: 168 (2020). Crossref