Підвищення абразивної зносостійкості алюмінієвих ливарних сплавів Al-Si АК-9 та АК-12 плазмо-електролітною обробкою
Loading...
Files
Date
2022
Authors
Студент, М. М.
Погрелюк, І. М.
Маркович, С. І.
Гвоздецький, В. М.
Задорожна, Х. Р.
Топчій, В. І.
Student, M.
Pogrelyuk, I.
Markovych, S.
Hvozdetskii, V.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ЦНТУ
Abstract
Досліджено структуру, мікротвердість та абразивну зносостійкість алюмінієвих ливарних
сплавів Al-Si АК-9 та АК-12 силумінів. Фазовий аналіз показав, що оксидний ПЕО шар складається із
двох оксидних фаз αAl2O3, γAl2O3 та силікатної фази Al2SiO3. Кремній є присутній у структурі оксидного
шару проте його є менше ніж у структурі силумінів. Встановлено, що в процесі плазмо-електролітної
обробки кремній розчиняється у лужному електроліті. Показано, що плазмоелектролітна обробка
силумінів АК-9 та АК-12 підвищує їх мікротвердість до 1000 …1300 HV, це спричиняє підвищення їх
абразивної зносостійкості у 14...57 разів. Додаток в електроліт перекису водню H2O2 у кількості 3% мас.
підвищує абразивну зносостійкість силумінів після плазмоелектролітної обробки ще на 30...70%. Це
зумовлено збільшенням оксидних фаз та зменшенням силікатної фази Al2SiO3 у структурі покриття. Aluminum casting alloys are used in machine-building, automobile, aviation, electrical and textile
enterprises. However, aluminum alloys have low abrasive wear resistance, which significantly hinders their use
in technological environments where abrasive particles are present.
However, aluminum alloys have low abrasive wear resistance, which significantly hinders their use in
technological environments where abrasive particles are present. The method of plasma electrolytic oxidation of
plasma electrolyte treatment on aluminum alloys provides high hardness up to 2000 HV, low friction coefficient,
high adhesion to the metal base, high environmental friendliness. However, this method does not allow the synthesis of oxide layers with high abrasive wear resistance on cast alloys - silumin. Plasma electrolyte treatment
layers synthesized on the most widely used Al-Si foundry alloys have significant disadvantages: low rate of
synthesis of the oxoceramic layer - 0.5 - 1 μm / min., Low thickness - up to 140 μm, low microhardness (700-
1000 HV) and low abrasion resistance.
Plasma electrolyte treatment layers were synthesized on the surface of 30x30 mm plates with a
thickness of 4 mm from aluminum casting alloys AK-9 (9% Si) and AK-12 (12% Si) in electrolyte - 3 g / l KOH
+ 2 g / l Na2SiO3 (aqueous solution of liquid glass) without and with the addition to the electrolyte of 3 g / l of
hydrogen peroxide H2O2, pulsed current at a frequency of 50 Hz in the cathode-anode mode at a ratio of currents
(Ik / Ia) = 1 and a current density of 20 A / dm2. The thickness of the coatings after synthesis for 120 min was
120 -130 μm .. [4]. Metallographic studies were performed on a scanning electron microscope ZEISS EVO
40XVP with X-ray microanalysis system INCA Energy. The phase composition of the surface layers was
investigated using a DRON-3M diffractometer in Cu-K radiation.
Conclusions:
1. Plasma-electrolyte treatment of silumins AK-9 and AK-12 increases their microhardness up to
1000… 1300 HV, which causes an increase in their abrasive wear resistance by 14 ... 57 times.
2. Addition to the electrolyte of hydrogen peroxide H2O2 in the amount of 3% of the mass. increases the
abrasive wear resistance of silumins after plasma electrolyte treatment by another 30 ... 70%. This is due to the
increase in the content of oxide phases αAl2O3, γAl2O3 and the decrease in the content of the silicate phase of
sillimanite - Al2O3 · SiO2 in the coating structure.
Description
Keywords
плазмо-електролітне оксидування, алюмінієві ливарні сплави, оксидні шари, зносостійкість, plasma-electrolyte oxidation, aluminum cast alloys, oxide layers, wear resistance
Citation
Підвищення абразивної зносостійкості алюмінієвих ливарних сплавів Al-Si АК-9 та АК-12 плазмо-електролітною обробкою / М. М. Студент, І. М. Погрелюк, С. І. Маркович [та ін.] // Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки : зб. наук. пр. – Кропивницький : ЦНТУ, 2022. – Вип. 5 (36). – Ч. 2. – С. 58–63.