Контактна взаємодія частинок з поверхнею основи при газотермічному напиленні

  • Ю.О. Харламов Cхідноукраїнський національний університет імені Володимира Даля
  • О.В. Романченко Cхідноукраїнський національний університет імені Володимира Даля
  • А.В. Міцик Cхідноукраїнський національний університет імені Володимира Даля
Ключові слова: газотермічне напилення покриттів, детонаційно-газове напилення покриттів, алюміній, температура плавлення, густина, параметр складності плавлення, коефіцієнт акумуляції тепла, частка порошку

Анотація

Показана роль контактної взаємодії частинок, що напилюються, з основою у формуванні міцних газотермічних покриттів. В якості основних структуроутворюючих елементів в покриттях прийняті сплети – поодинокі напилені частинки. Проаналізовано основні фактори, що визначають структуру і властивості газотермічних покриттів в процесі напилення, причому найважливішу роль відіграє утворення контакту частинка – основа і процеси, що протікають на ньому. Проаналізовано основні фактори, що визначають взаємодію матеріалів частинки та основи. Розглянуто основні роботи, присвячені проблемі схоплювання частинок з основою при напиленні. Запропоновано при аналізі утворення фізичного контакту розглядати площу контакту, що утворюється, з урахуванням розмірів напилюваних частинок і наявності на поверхні основи мікро- і наношорсткості чотирьох рівнів: номінальної, контурної, фактичної і фізичної. Фізична площа контакту на кілька порядків менше контурної площі та на її площадках формуються найбільш міцні адгезійні зв'язки. Запропоновано рівняння для оцінки фізичної площі контакту в зоні дії напірного тиску.

Посилання

1. ASM Handbook, Volume 5A: Thermal Spray Technology. Еd. by R.C. Tucker. ASM International, 2013. 412 p.

2. Ильющенко А.Ф., Шевцов А.И., Оковитый В.А., Громыко Г.Ф. Процессы формирования газотермических покрытий и их моделирование. Минск: Беларус. навука, 2011. 357 с.

3. Формирование газотермических покрытий при производстве деталей. С.А. Клименко, Л.Г. Полонский, М.Ю. Харламов, Ю.А. Харламов, П.А. Витязь, В.С. Ивашко, М.Л. Хейфец, С.А. Чижик; под общ. ред. Ю.А. Харламова и М.Л. Хейфеца; Нац. Акад. наук Беларуси, Отд. Физ.-техн. Наук, Нац. акад. наук Украины, Ин-т сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля. Минск: Беларуская навука, 2020. 416 с.

4. T.W. Clyne and G.C. Gill: “Residual Stresses in Thermal Spray Coatings and Their Effect on Interfacial Adhesion: A Review of Recent Work,” J. Therm. Spray Technol., 1996, 5, pp. 401 – 416.

5. Харламов Ю.А. Удар частиц при детонационно-газовом напылении. Северодонецьк, изд-во СНУ ім. В. Даля, 2018. 144 с.

6. Харламов Ю.А. Классификация видов взаимодействия частиц с подложкой при нанесении покрытий. Порошковая металлургия. 1988, № 1. С. 18 – 22.

7. Харламов Ю.А. Влияние скорости соударения на термический цикл в контакте между расплавленной частицей и поверхностью твердого тела. Физика и химия обработки материалов. 1987, № 6. С. 82 – 87.

8. Харламов Ю.А. Термическое взаимодействие твердых частиц с деталью с учетом пластической деформации при газотермическом нанесении покрытий // Физика и химия обработки материалов. 1988, № 4. С. 73 – 78.

9. Харламов Ю.А. Влияние скорости капель в момент удара о твердую поверхность на их кристаллизацию. Порошковая металлургия. 1991. № 8. С.23 – 30.

10. Харламов Ю.А. Напряжения на поверхности детали при соударении с расплавленной частицей. Физика и химия обработки материалов. 1990. № 6. С.80 – 85.

11. Харламов Ю.А. Контактный теплообмен при растекании расплавленных частиц на твердой поверхности. Физика и химия обработки материалов. 1990. № 6. С.86– 89.

12. Шоршоров М.Х. Проблема совместимости при разработке композиционных материалов с металлической матрицей, упрочненных высокомодульными волокнами.-Волокнистые и дисперсноупрочненные композиционные материалы. М. Наука, 1976. С. 10 – 15.

13. Kharlamov Y.A. Bonding of Detonation Sprayed Coatings. Thin Solid Films. 1978. Vol.54. No.3. p. 271 – 278.

14. Кудинов В.В., Бобров Г.В. Нанесение покрытий напылением. Теория, технология и оборудование. М. Металлургия, 1992. 432 с.

15. Шоршоров М.Х., Харламов Ю.А. Физико-химические основы детонационно-газового напыления покрытий. М. Наука, 1978.

16. Харламов Ю.О. Механізми схоплювання частинок з основою при газотермічному напиленні. Вісник СНУ ім. В. Даля, No 1 (249), 2019. С. 69 – 76.

17. Максимович Г.Г., Шатинский В.Ф., Копылов В.И. Физико-химические процессы при плазменном напылении и разрушении материалов с покрытием. Киев. Наук. думка, 1983. 264 с.

18. Харламов Ю.А. Экспериментальное исследование пластической деформации при детонационном напылении. Порошковая металлургия. 1988, № 10. С. 70 – 77.

19. Харламов Ю.А. Механизм пластической деформации при формировании газо-термических покрытий. Порошковая металлургия. 1988, № 12. С. 31 – 37.

20. Харламов Ю.А. Очистка подложек от поверхностных пленок в процессе напыления порошков. Порошковая металлургия. 1983. № 11. С. 41 – 47.

21. Харламов Ю.А. Самоочищение поверхности подложек при газотермическом напылении. Теория и практика газотермического нанесения покрытий. Т. 1. Дмитров, 1983. С.41 – 47.

22. Харламов Ю.А. Кинетика схватывания частиц порошка с поверхностью детали при газотермическом нанесении покрытий. Порошковая металлургия. 1989. № 3. С.50 – 54.

23. Харламов Ю.А. Термическое взаимодействие частиц с подложкой с учетом скорости их соударения при газотермическом напылении. Известия вузов. Машиностроение, 1982. № 1. С.152 – 156.

24. Харламов Ю.А. Влияние физического состояния подложки и параметров потока напыляемых частиц на формирование покрытий. Теория и практика газотермического нанесения покрытий. Тез. докл. VII Совещания. Дмитров, 1978. С. 79 – 82.

25. Харламов Ю.А., Хасан М.С., Андерсон Р.Н. Взаимодействие напыляемых частиц порошка алюминия с подложкой, имеющей тонкое покрытие. Порошковая металлургия, 1980, № 6. С.96 – 102.

26. Влияние скорости перемещения напыляемой поверхности на качество детонационно-газовых покрытий. Ю.А. Харламов, Лившиц М.И., М.Х. Шоршоров, Э.Н. Капустян Порошковая металлургия, 1981. № 2. С. 34 – 37.

27. Харламов Ю.А., Шоршоров М.Х. Условия взаимного влияния напыляемых частиц на формирование покрытий. Физика и химия обработки материалов, 1977, № 3. С. 68 – 74.

28. Харламов Ю.А. Влияние напыляемых частиц на формирование детонационных покрытий. Диффузионное насыщение и покрытия на металлах. Киев: Наукова думка, 1977. С. 77 – 80.

29. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М. Наука, 1970. 227 с.

30. Попов В.Л. Механика контактного взаимодействия и физика трения. От нано-трибологии до динамики землетрясений. М. ФИЗМАТЛИТ, 2013. 352 с.

31. Джонсон К.Л. Механика контактного взаимодействия. М.: Мир, 1989. 510 с.

32. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. М. Машиностроение, 2000. 320 с.

33. Харламов Ю.А., Борисов Ю.С. Влияние микрорельефа поверхности на прочность сцепления с газотермическими покрытиями. Автоматическая сварка. 2001. № 6. С. 19 – 26.

34. Нураков С., Белоцерковский М.А., Калиев А.Б. Исследование процесса дробеструйной подготовки поверхности перед напылением стальных покрытий. “Scientific proceeding XXV international scientific-technical conference trans & Motauto’17”. С. 73 – 76.

35. Ольт Ю., Максаров В.В., Красный В.А. Обеспечение адгезионной прочности газотермических покрытий поршневых колец двигателей карьерного транспорта. Записки Горного института. 2018. Т. 229. С. 77 – 83.

36. Лузан С.А. Оценка микротопографии при щеточной подготовке напыляемых поверхностей деталей. Вестник ХНАДУ, вып. 67, 2014. С. 32 – 36.

37. Шалыгин М.Г. Анализ взаимосвязей зерен материала и субшероховатости поверхности хромистой стали. Строительные и дорожные машины. 2017. № 1. С. 43 – 46.

38. Измайлов В.В., Новоселова М.В. Влияние нанотопографии поверхностей на характеристики дискретного контакта твердых тел. Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов: межвуз. сб. науч. тр. Тверь. Твер. гос. ун-т, 2016. С. 139 – 144.

39. Измайлов В.В., Чаплыгин С.А. Числовое и аналитическое моделирование дискретного контакта деталей машин. Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» 2014. № 6 (25). 10TVN614. С. 1 – 13.

Опубліковано
2021-03-16
Як цитувати
Харламов, Ю., О. Романченко, і А. Міцик. «Контактна взаємодія частинок з поверхнею основи при газотермічному напиленні». ВІСНИК СХІДНОУКРАЇНСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ імені Володимира Даля, вип. 1(265), Березень 2021, с. 165-73, doi:10.33216/1998-7927-2021-265-1-165-173.