ЕЛЕКТРОДУГОВЕ НАПИЛЕННЯ КОМПОЗИЦІЙНИХ МЕТАЛОПОЛІМЕРНИХ ПОКРИТТІВ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-155-2-114-119Ключові слова:
електродугове напилення, композиційні покриття, теплопровідність, мікротвердість, полімерАнотація
Запропоновано спосіб формування композиційних електродугових покриттів за рахунок використання модернізованого розпилювача ЕМ-14М з вузлом безперебійної подачі порошку у вільному вигляді до високотемпературного гетерофазного струменя під час напилення. Отримано зразки металополімерного композиційного покриття з композиції сталь Св-08-Г2С-О — полімер П-ЕП-219. Експериментально встановлено необхідну зону подачі полімерного порошку для запобігання його деструкції у високотемпературній зоні дугового розряду та оптимальні режими нанесення металополімерних покриттів: сила струму 90…100 А, напруга на дузі 25 В, тиск стисненого повітря 0,4…0,6 МПа, витрата полімерного порошку 25 г/хв, дистанція напилення 100...120 мм. За дотримання зазначених режимів забезпечуються умови формування якісного металополімерного покриття товщиною 0,5…0,8 мм з максимальним вмістом полімерної складової 40 % (об.). За допомогою растрового електронного мікроскопа РЕММА 102-02 проведено дослідження мікроструктури сформованих покриттів. Встановлено, що пористість композиційних покриттів знижується з 13 % до 7 % у порівнянні з традиційними електродуговими сталевими покриттями. Проведено ідентифікацію фаз шляхом визначення їх мікротвердості на поперечних шліфах з навантаженням на індентор 50 г. Встановлено, що мікротвердість металевої матриці складає 1716 МПа, полімерної складової — 128 МПа. Показано, що нанесені покриття характеризуються наявністю на їх поверхні суцільної полімерної плівки товщиною від 10 до 100 мкм, що формується внаслідок того, що полімер твердне пізніше, ніж кристалізуються металеві частинки. Експериментально підтверджено, що теплопровідність металополімерних покриттів з композиції Св-08Г2С-О — П-ЕП-219 знижується на 46 % у порівнянні з теплопровідністю ненаповненого покриття з дроту Св-08Г2С-О. Запропоновані покриття рекомендовано застосовувати як антикорозійні та теплоізоляційні в різних конструкціях і спорудах завдяки тонкій поверхневій полімерній плівці та низькій теплопровідності.
Посилання
В. О. Роянов, і І. В. Захарова, «Зниження рівня окислення матеріалу, що розпилюється, при дуговій металізації за рахунок застосування комбінованого повітряно-порошкового розпилювального струменя,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 5, с. 84-88, 2020. https://doi.org/10.31649/1997-9266-2020-152-5-84-88 .
J. Wang, G. Wang, J. Liu, L. Zhang, W. Wang, and Z. Li, “Microstructure of Ni-Al powders and Ni-Al composite coatings prepared by twin-wire arc spraying,” International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, vol. 23, pp. 810-818, 2016. https://doi.org/10.1007/s12613-016-1295-z .
Q. Li et all, “Microstructure and wear performance of arc-sprayed Al/316L stainless-steel composite coating,” Surface and Coatings Technology, vol. 374, pp. 189-200, 2019. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.06.006 .
B. Wielage, H. Pokhmurska, M. Student, V. Gvozdeckii, T. Stupnyckyj, and V. Pokhmurskii, “Iron-based coatings arc-sprayed with cored wires for applications at elevated temperatures,” Surface and coatings technology, vol. 220, no. 27, pp. 27-35, 2013. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.12.013 .
L. Fang, J. Huang, Y. Liu, B. Zhang, and H. Li, “Cored-wire arc spray fabrication of novel aluminium-copper coatings for anti-corrosion/fouling hybrid performances,” Surface and Coatings Technology, vol. 357, pp. 794-801, 2019. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.10.094 .
В. И. Похмурский, М. М. Студент, В. М. Гвоздецкий, и А. В. Похмурская, «Порошковые проволоки серии ФМИ для электродугового напыления покрытий,» Автоматическая сварка, № 9, с. 52-57, 2011.
P. King, A. Poole, S. Horne, R. Nys, S. Gulizia, and M Jahedi, “Embedment of Copper Particles into Polymers by Cold Spray,” Surface and Coatings Technology, vol. 216, pp. 60-67, 2013. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.11.023 .
J. Affi, H. Okazaki, M. Yamada, and M. Fukumoto, “Fabrication of Aluminum Coating onto CFRP Substrate by Cold Spray,” Materials Transactions, vol. 52, pp. 1759-1763, 2011. https://doi.org/10.2320/matertrans.T-M2011807 .
H. Ashrafizadeh, P. Mertiny, A. McDonald, “Determination of Temperature Distribution Within Polyurethane Substrates During Deposition of Flame-Sprayed Aluminum-12silicon Coatings Using Green’s Function Modeling and Experiments,” Surface and Coatings Technology, vol. 259, pp. 625-636, 2014. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.10.020 .
R. Gonzalez, P. Mertiny, and A. McDonald, “Damage Detection Framework for Fiber-Reinforced Polymer Composites Using Al-12Si Flame-Sprayed Coatings,” in Canadian International Conference on Composite Materials, Edmonton, AB, 2015, pp. 1-8.
S. Guanhong, H. Xiaodong, J. Jiuxing, and S. Yue, “Parametric Study of Al and Al2O3 Ceramic Coatings Deposited by Air Plasma Spray Onto Polymer Substrate,” Applied Surface Science, vol. 257, рp. 7864-7870, 2011. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.04.057 .
W. Huang et all, “Effect of Bond Coats on Thermal Shock Resistance of Thermal Barrier Coatings Deposited onto Polymer Matrix Composites Via Air Plasma Spray Process,” Journal of Thermal Spray Technology, vol. 22, pp. 918-925, 2013. https://doi.org/10.1007/s11666-013-9942-7 .
S. Devaraj, B. Anand, M. Gibbons, A. McDonald, and S. Chandra, “Thermal spray deposition of aluminum and zinc coatings on thermoplastics,” Surface and Coatings Technology, vol. 399, pp. 114-126, 2020. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.126114 .
О. М. Дубовий, А. А. Карпеченко, М. М. Бобров, і А. О. Мазуренко, «Пристрій для електродугового напилення композиційних покриттів,» Патент України, МПК C23C 26/02, B05B 7/22, № 111760, 10.06.2016.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 146
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).
