Збірники наукових праць ЦНТУ
Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/1
Browse
3 results
Search Results
Item Зносостійкі покриття на алюмінієвих сплавах(ЦНТУ, 2022) Студент, М. М.; Маркович, С. І.; Гвоздецький, В. М.; Задорожна, Х. Р.; Сірак, Я. Я.; Кравчишин, Т. М.; Student, M.; Markovych, S.; Hvozdetskii, V.; Zadorozhna, K.; Sirak, Ya.; Кrаvchyshyn, T.Досліджено абразивну зносостійкість алюмінієвого сплаву Д16 з покриттями нанесеними методами: гальванічного хромування, надзвукового газополуменевого напилення (HVOF – High Velocity Oxygen Fuel Flame Spraying process), плазмо-електролітного оксидування, твердого анодування та електродугового напилення покриттів. Показано, що досліджені покриття підвищують абразивну зносостійкість алюмінієвого сплаву Д16 в 20...90 разів за умов випробовувань закріпленим абразивом та в 3...10 разів за умов випробовувань незакріпленим абразивом. Застосування цих методів підвищує зносостійкість деталей із алюмінієвих сплавів до рівня сталевих та дозволяє замінювати сталь і чавун на алюмінієві сплави із покриттями, щоб зменшити вагу деталей та викиди вуглецю в атмосферу. Aluminum alloys are widely used in industry. Recently, they are used as a replacement for steel for the manufacture of pulleys, gears, columns of hydraulic rotary transmissions of grabs, etc. This reduces the weight of the parts and reduces carbon emissions into the atmosphere. However, aluminum alloys have low abrasive wear resistance, so their use is possible with coatings on the surface. High-speed gas flame spraying (HVOF) was carried out on the equipment (Diamond Jet Hybrid gun). Arc coatings with a thickness of 500 µm were applied using FMI metallizer and FMI-2 powder wire (Cr6Al6B3Fe-base). PEO (oxido ceramic) coatings were synthesized on D16T aluminum alloy in an electrolyte of 3 g/l KOH + 2 g/l liquid glass (sodium silicate) with a pulsed current at a frequency of 50 Hz, with the ratio of the densities of the cathode and anode currents Jc/Ja+15/15 A /dm2. The duration of the PEO process is 60 min. The open porosity of the coatings was determined by the method of hydrostatic weighing. The phase composition of the surface layers was studied using a DRON-3.0 diffractometer. HVOF (VC) and PEO coatings have been found to have 3 to 4 times higher wear resistance than high carbon hardened steel 100Cr6 and 2 times higher than galvanic chromium coatings, but have high energy consumption. Two methods have the lowest energy consumption: electric arc spraying of coatings and hard anodizing. At the same time, the wear resistance of such coatings is significantly lower than that of coatings obtained by the PEO and HVOF (VC) methods. For the restoration of worn parts, the most appropriate methods are HVOF (VC) and electric arc spraying, as they allow applying thick coatings up to 5 mm. Conclusions: It was established that the studied HVOF (VC), PEO, EDP and hard anodized coatings significantly increase the abrasive wear resistance of aluminum alloy parts. HVOF (VC) and electric arc spraying methods can be used to protect new and worn parts from wear. PEO and hard anodizing methods can be used to protect against wear on new parts only. The use of these methods increases the wear resistance of parts made of aluminum alloys to the level of steel and allows replacing steel and cast iron with aluminum alloys with coatings, reducing the weight of parts and carbon emissions into the atmosphere.Item Вплив складу електроліту на характеристики синтезованого під час твердого анодування алюмінію оксидного шару(ЦНТУ, 2021) Студент, М. М.; Гвоздецький, В. М.; Веселівська, Г. Г.; Задорожна, Х. Р.; Мардаревич, Р. С.; Сірак, Я. Я.; Маркович, С. І.; Student, M.; Hvozdetskii, V.; Veselivska, H.; Zadorozhna, K.; Mardarevych, R.; Sirak, Ya.; Markovych, S.Тверде анодування виконано за температури –4...0 °С впродовж 60 хв. Як базовий електроліт використано 20%-й водний розчин H2SO4. Під час анодування густина струму становила 5 A/дм2. Щоб з’ясувати вплив сильних окиснювачів на характе¬ристики анодних шарів (оксидних), в електроліт додавали 30; 50; 70 та 100 г/л перекису водню (H2O2). В деяких випадках його продували озоно-повітряною сумішшю з розрахунку 5 мгхв/л озону. Встановлено, що оксидний шар (Al2O3H2O) під час твердого анодування на алюмінієвих сплавах формують не лише іони кисню, які утворюються внаслідок розкладу води, а також його нейтральні атоми, які форму¬ються через розкладання перекису водню та озону. Виявлено, що перекис водню, а також продування електроліту збільшують товщину та мікротвердість анодного шару на 50% внаслідок зниження вдвічі кількості молекул води в оксиді алюмінію. Перекис водню та озон, очевидно, зменшують і товщину бар’єрного шару покриття, крізь який проникають іони кисню та алюмінію, які, з’єднуючись, формують оксидний шар. The aim of the study. By introducing strong oxidizers to the electrolyte form anode layers on the surface of aluminum with increased mechanical characteristics. To determine the effect of the duration of the formation of an anode layer to change its properties. Hard anodizing was performed at a temperature of –4...0°C for 60 min. A 20% aqueous solution of H2SO4 was used as the base electrolyte. During anodizing, the current density was 5 A/dm2. To determine the effect of strong oxidants on the characteristics of the anode layers (oxide), 30 were added to the electrolyte; 50; 70 and 100 г/лof hydrogen peroxide (H2O2). In some cases, it was purged with an ozone-air mixture at a rate of 5 mgmin/l of ozone. It was found that the oxide layer (Al2O3H2O) during hard anodizing on aluminium alloys forms not only oxygen ions, which are formed by the decomposition of water, but also neutral oxygen atoms, which are formed by the decomposition of hydrogen peroxide and ozone. It was found that hydrogen peroxide, as well as blowing the electrolyte with an air-ozone mixture increase the thickness and microhardness of the anodized layer by 50% due to the reduction of the number of water molecules in alumina by half. Hydrogen peroxide and ozone apparently also reduce the thickness of the barrier layer of the coating, through which oxygen and aluminium ions penetrate and which, when combined, form an oxide layer. Conclusions. 1. It has been established that aluminum anodizing for 60 minutes. provides an increase in its properties. Changing the composition of the electrolyte contributes to the growth of microhardness in 1.2 ... 1.7 times. The resistance of abrasive wear increases with the content of different amounts of applications in the electrolyte and the maximum is at 30 g / l H2O2. Blowing the base electrolyte ozone provides an increase in the microhardness of the layer from 380 to 510 HV. The higher loss of mass for higher microhardness is caused by an increase in porosity of coatings. 2. It is determined that an increase in the anodization time in the baseline electrolyte to 120 and 180 minutes contributes to the growth of microhardness to 640 HV compared to an anodized layer for 60 minutes. Loss of mass in the study of abrasive wear is less than 3-4 times with longer anodation than at 60 minutes in the baseline electrolyte.Item Структура, зносотривкість та корозійна тривкість покриттів vc-fecr та vc-fecrсо, отриманих надзвуковим газополуменевим напиленням hvof(ЦНТУ, 2018) Маркович, С. І.; Задорожна, Х. Р.; Веселівська, Г. Г.; Гвоздецький, В. М.; Сірак, Я. Я.; Корінь, Я. С.; Маркович, С. И.; Задорожная, К. Р.; Веселивская, Г. Г.; Гвоздецкий, В. М.; Сирак, Я. Я.; Коринь, Я. С.; Markovych, S.; Zadorozhna, K.; Veselivska, H.; Hvozdetskyi, V.; Sirak, Ya.; Koryn', Ya.Досліджено зносостійкість та корозійну стійкість покриттів нанесених надзвуковим газополуменевим методом напилення (HVOF – High Velocity Oxygen Fuel Flame Spraying process, паливо пропан-кисень). Покриття напиляли з використанням установок Diamond Jet Hybrid gun (паливо пропан–кисень) та JP5000 gun (гас–кисень). Для порівняння використано метод плазмового напилення покриттів у динамічному вакуумі (PSCDV), що забезпечує найвищу якість газотермічних покриттів. Порошки для напилення виготовлено методом механічного легування із використанням планетарного млина. Вихідними компонентами для цього брали порошки карбіду ванадію, ферохрому та сплаву кобальту із нікелем. Встановлено, що зносотривкість напилених покриттів вказаними методами в 75...100 разів вища, ніж основи Д16, в 3...5 разів вища, ніж сталі ШХ15 (HRC60 за тертя жорстко закріпленим абразивом. Оцінено корозійно-електрохімічну властивість покриттів в 3%-му розчині NaCl за температури 20±0,2 С і виявлено, що вони мають високу корозійну тривкість, яка корелює з їхньою поруватістю. Довготривала експозиція зразків із покриттям у 3% -ному розчині NaCl призводить до проникнення агресивного середовища до межі розділу покриття–підкладка, що може спричиняти підплівкову корозію та відшарування покриття. Встановлено, що найвищу корозійну тривкість має покриття VC-FeCrCo, поруватість якого не перевищує 0,5%, отриманий плазмовим методом у динамічному вакуумі. Його корозійні струми в 2 рази нижчі порівнянно з тим же покриттям, отриманим методом HVOF. Исследовано износостойкость и коррозийную стойкость покрытий нанесенных сверхзвуковым газополуменевим методом напыления (HVOF –High Velocity Oxygen Fuel Flame Spraying process, топливо пропан-кислород). Покрытие напиляли с использованием установок Diamond Jet Hybrid gun (топливо пропан-кислород) и JP5000 gun (керосин-кислород). Для сравнения использован метод плазменного напыления покрытий в динамическом вакууме (PSCDV), который обеспечивает наивысшее качество газотермических покрытий. Порошки для напыления изготовлены методом механического легирования с использованием планетарной мельницы. Исходными компонентами для этого брали порошки карбида ванадия, феррохрома и сплава кобальта с никелем. Установлено, что износостойкость напыленных покрытий указанными методами в 75...100 разы выше, чем основы Д16, в 3...5 разы выше, чем стали ШХ15 (HRC60 за трение жесткозакрепленным абразивом). Оценено коррозийно-электрохимическое свойство покрытий в 3%-ом растворе NaCl за температуры 20±0,2 ºС и выявлено, что они имеют высокую коррозийную прочность, которая коррелирует с их пористостью. Долговременная экспозиция образцов с покрытием в 3%-ному растворе NaCl приводит к проникновению агрессивной среды в предел раздела покрытие-подкладка, которая может вызывать подпленочную коррозию и отслаивание покрытия. Установлено, что наивысшую коррозийную прочность имеет покрытие VC-FeCrCo, пористость которого не превышает 0,5%, полученным плазменным методом в динамическом вакууме. Его коррозийные токи в 2 разы ниже сравнительно c тем же покрытием, полученным методом HVOF. The wear resistance and corrosion resistance of coatings superimposed with the supersonic gas-flame spray method (HVOF -High Velocity Oxygen Fuel Flame Spraying process, propane-oxygen fuel) have been studied. The coating was sprayed using Diamond Jet Hybrid gun (fuel propane-oxygen) and JP5000 gun (kerosene oxygen). For comparison, the method of plasma spray coating in dynamic vacuum (PSCDV) is used, which provides the highest quality of gas-thermal coatings. Spray powders are made by mechanical alloyage using a planetary mill. The starting components for this were vanadium carbide powder, ferrochrome and nickel cobalt alloy. It has been established that wear resistance of sprayed coatings by these methods is 75 ... 100 times higher than the bases of D16, 3 ... 5 times higher than steel 100Cr6 (HRC60 for friction with hardened abrasive). The corrosion and electrochemical properties of coatings in a 3% NaCl solution at a temperature of 20 ± 0.2 ºC have been estimated and they have high corrosion strength, which correlates with their porosity. The long-term exposure of coated samples in a 3% NaCl solution leads to the penetration of aggressive media into the interface of the backing coating, which can cause subfilm corrosion and peeling of the coating. It has been established that the highest corrosion resistance has a VC-FeCrCo coating, the porosity of which does not exceed 0.5%, obtained by the plasma method in a dynamic vacuum. Its corrosion currents are 2 times lower compared with the same coating obtained by the HVOF method.