Випуски МФіНТ »  Том 47, випуск 9

Структура та властивості ПЕО-покриттів, одержаних на стопі Д16Т за різних електричних параметрів і попереднього ультразвукового ударного оброблення

Б. М. Мордюк$^{1}$, Л. Я. Роп’як$^{2}$, В. С. Витвицький$^{2}$, Н. О. Піскун$^{1}$, В. Ю. Малінін$^{1}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, вул. Карпатська, 15, 76019 Івано-Франківськ, Україна

Отримано: 18.08.2025; остаточний варіант - 19.08.2025. Завантажити: PDF

Проведено модифікування поверхні алюмінійового стопу Д16Т за допомогою плазмово-електролітичного оксидування (ПЕО) за різних величин густини струму i та швидкости подачі електроліту v. З огляду на максимальну мікротвердість і мінімальне зношування ПЕО-покриття визначено оптимальні параметри процесу (і = 4 А/дм2 і v = 80 см/с). Із цими параметрами проведено комбіноване оброблення поверхні стопу Д16Т із попереднім ультразвуковим ударним обробленням (УЗУО) та фінішним ПЕО. Методою растрової електронної мікроскопії досліджено загальну поруватість, розмір пор і їхній розподіл по товщині ПЕО-покриттів у залежності від величин густини застосованого струму, швидкости подачі електроліту й УЗУО. Показано, що зростання мікротвердости HV (≅ 22 ГПа) та зменшення зношування W (≅ 0,18 г) УЗУО + ПЕО-покриття склали ≅ 3–5% в порівнянні з ПЕО без УЗУО, що пов’язане зі зменшенням поруватости поверхневого шару покриття товщиною у 40 мкм (у 3,5 рази) та шару біля інтерфейсу між покриттям і поверхнею зразка Д16Т (у 4,5 рази), а також зменшенням розмірів і більш рівномірним розподілом пор по товщині покриття.

Ключові слова: плазмово-електролітичне оксидування, ультразвукове ударне оброблення, покриття, поруватість, мікротвердість, зношування.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i09/0989.html

PACS: 52.77.Dq, 61.43.Gt, 62.20.Qp, 81.15.Pq, 81.16.Pr, 81.40.Pq, 82.45.Xy

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. N. T. Aboulkhair, M. Simonelli, L. Parry, I. Ashcroft, C. Tuck, and R. Hague, Progress Mater. Sci., 106: 100578 (2019).
  2. R. S. Mishra, M. W. Mahoney, S. X. McFadden, N. A. Mara, and A. K. Mukherjee, Scripta Mater., 42: 163 (2000).
  3. Y. K. Gao, Mater. Sci. Eng. A, 528: 3823 (2011).
  4. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, Handbook of Mechanical Nanostructuring (Ed. M. Aliofkhazraei) (Wiley: 2015), p. 417.
  5. M. O. Vasyl’yev, B. M. Mordyuk, S. I. Sydorenko, S. M. Voloshko, and A. P. Burmak, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 4: 49 (2017) (in Ukrainian).
  6. M. A. Vasylyev, B. N. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, and A. P. Burmak, Surf. Eng., 34, Iss. 4: 324 (2018).
  7. B. N. Mordyuk, V. V. Silberschmidt, G. I. Prokopenko, Y. V. Nesterenko, and M. O. Iefimov, Mater. Characterization, 61: 1126 (2010).
  8. R. S. Mishra, Z. Y. Ma, and I. Charit, Mater. Sci. Eng. A, 341: 307 (2003).
  9. R. L. Deuis, C. Subramanian, and J. M. Yellup, Compos. Sci. Technol., 57: 415 (1997).
  10. M. O. Vasyl’yev, B. M. Mordyuk, S. I. Sydorenko, S. M. Voloshko, A. P. Burmak, and M. V. Kindrachuk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 38, No. 4: 545 (2016) (in Ukrainian).
  11. B. N. Mordyuk, M. O. Iefimov, K. E. Grinkevich, M. I. Danylenko, and A. V. Samelyuk, Surf. Coat. Technol., 205: 5278 (2011).
  12. B. N. Mordyuk, M. O. Iefimov, G. I. Prokopenko, T. V. Golub, and M. I. Danylenko, Surf. Coat. Technol., 204: 1590 (2010).
  13. A. Berardi, M. Gamba, L. Paterlini, F. Ceriani, and M. Ormellese, Coatings, 15: 653 (2025).
  14. F. Careri, A. Sergi, P. Shashkov, R. H. U. Khan, and M. M. Attallah, Surf. Coat. Technol., 489: 131122 (2024).
  15. L. Ya. Rop’yak, I. P. Shats’kyy, and M. V. Makoviychuk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 4: 517 (2017) (in Ukrainian).
  16. M. A. Vasylyev, B. N. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, A. P. Burmak, I. O. Kruhlov, and V. I. Zakiev, Surf. Coat. Technol., 361: 413 (2019).
  17. C. Wang, Z. Li, M. O. Iefimov, and B. N. Mordyuk, Surf. Eng., 23, Iss. 5: 532 (2023).
  18. M. O. Iefimov, B. N. Mordyuk, S. I. Chugunova, I. V. Goncharova, T. Haoliang, C. L. Wang, C. G. Zhu, and L. Zhang, J. Mater. Eng. Perform., 32: 10371 (2023).
  19. L. Y. Ropyak, A. S. Velychkovych, V. S. Vytvytskyi, and M. V. Shovkoplias, J. Phys.: Conf. Series, 1741: 012039 (2021).
  20. I. P. Shatskii, J. Appl. Mech. Tech. Phys., 30: 828 (1989).
  21. I. P. Shats’kyi, M. V. Makoviichuk, and A. B. Shcherbii, J. Math. Sci., 238: 165 (2019).
  22. M. V. Makoviychuk, I. P. Shats’kyy, and A. B. Shcherbiy, Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Phys. Math. Sci., 2021, No. 3: 67 (2021) (in Ukrainian).
  23. L. Ropyak, T. Shihab, A. Velychkovych, O. Dubei, T. Tutko, and V. Bilinskyi, Progress in Physics of Metals, 24, No. 2: 319 (2023).
  24. M. M. Student, I. B. Ivasenko, V. M. Posuvailo, H. H. Veselivs’ka, A. Y. Pokhmurs’kyi, Y. Y. Sirak, and V. M. Yus’kiv. Mater. Sci., 54: 899 (2019).
  25. L. Ropyak, T. Shihab, A. Velychkovych, V. Bilinskyi, V. Malinin, and M. Romaniv, Ceramics, 6, Iss. 1: 146 (2023).
  26. X. Xu, W. Jia, T. Yin, Q. Dong, Y. Ma, Z. Wang, Z. L. Zhao, and P. X. Lv, Sci. Rep., 15: 8044 (2025).
  27. M. Kaseem, S. Fatimah, N. Nashrah, and Y. G. Ko, Prog. Mater. Sci., 117: 100735 (2021).
  28. S. A. Yavari, B. S. Necula, L. E. Fratila-Apachitei, J. Duszczyk, and I. Apachitei, Surf. Eng., 32, Iss. 6: 411 (2016).
  29. B. N. Mordyuk, S. M. Voloshko, V. I. Zakiev, A. P. Burmak, and V. V. Mohylko, J. Mater. Eng. Perform., 30: 1780 (2021).
  30. B. N. Mordyuk, S. M. Voloshko, V. I. Zakiev, A. P. Burmak, M. A. Skoryk, V. V. Mohylko, N. I. Khripta, V. Y. Malinin, and D. A. Lesyk, J. Mater. Eng. Perform., 34: 11515 (2025).
  31. D. T. Asquith, A. L. Yerokhin, J. R. Yates, and A. Matthews, Thin Solid Films, 515: 1187 (2006).
  32. Z. Y. Ye, D. X. Liu, X. H. Zhang, Z. Y. Wu, and F. Long, Appl. Surf. Sci., 486: 72 (2019).
  33. B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, Y. V. Milman, M. O. Iefimov, and A. V. Sameljuk, Mater. Sci. Eng. A, 563: 138 (2013).
  34. https://www.splav-kharkov.com/mat_start.php?name_id=1438
  35. S. P. Chenakin, B. M. Mordyuk, N. I. Khripta, and V. Y. Malinin, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 45, No. 9: 1109 (2023).
  36. Z. H. Melgarejo, O. M. Suárez, and K. Sridharan, Scripta Mater., 55, Iss. 1: 95 (2006).
  37. P. Fernández-López, S. A. Alves, J. T. San-Jose, E. Gutierrez-Berasategui, and R. Bayón, Coatings, 14: 217 (2024).
  38. L. Zhu, Z. Guo, Y. Zhang, Z. Li, and M. Sui, Electrochim. Acta, 208: 296 (2016).
  39. N. Yaakop, Plasma Electrolytic Oxidation of Aluminium for Power Electronics Applications (Manchester: The University of Manchester: 2018).
  40. F. Monfort, E. Matykina, A. Berkani, P. Skeldon, G. E. Thompson, H. Habazaki, and K. Shimizu, Surf. Coat. Technol., 201: 8671 (2007).

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 1979 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»