CC BY
0
УДК 621.793 Б01 10.25960/то. 2020.1.37
Повышение долговечности деталей
путем нахождения рационального состава порошка
для напыления
С. Н. Степанов, Т. А. Ларионова, Л. Г. Черных, И. А. Четвериков
Освещены исследования по решению наиболее актуальной задачи в области упрочнения изделий из стали — повышение адгезии при нанесении газотермического покрытия. Основная цель статьи — выявление оптимального состава порошка для газопламенного напыления детали, при котором наблюдалась бы наибольшая прочность сцепления покрытия с подложкой. Представлены результаты исследования зависимости значений прочности сцепления напыляемого материала с подложкой от состава порошка для напыления путем добавления в применяемый (в качестве опытного материала) порошок на никелевой основе хрома, который по своим свойствам повышает прочность и твердость, и, следовательно, влияет на адгезию. С учетом описываемых результатов и на основе численного моделирования была выведена математическая модель зависимости прочности сцепления от шероховатости поверхности при различном химическом составе порошка для напыления.
Результаты исследования помогут в разработке материала для напыления и упрочнения деталей и изделий из стали в целях повышения их долговечности.
Ключевые слова: газопламенное напыление, шероховатость поверхности, пескоструйная обработка, измерительный прибор, математическая модель.
Введение
В современном машиностроительном производстве для изготовления изделий используются стали различных классов, при этом экономически целесообразным является защита от различных видов воздействий путем нанесения на поверхность защитных покрытий.
Этап технологической подготовки производства является трудоемким процессом, особенно в условиях единичного и мелкосерийного производств, характеризующихся широкой номенклатурой деталей с малым объемом выпуска, отсутствием специализированных рабочих мест, высокой трудоемкостью и длительным производственным циклом изготовления изделий [2].
В связи с этим, учитывая быстрые темпы развития машиностроительного производства,
выдвигается все больше требований к контактным поверхностям, что максимально актуализирует одну из главных задач в машиностроении — повышение износостойкости деталей, одним из путей решения которой является нанесение на деталь газотермического напыления. Каждый напыляемый материал обладает индивидуальными свойствами, поэтому воздействие его на металл так же индивидуально.
Указанный способ обработки считается технически и экономически обоснованным, так как после нанесения покрытия увеличивается долговечность детали, а следовательно, сокращаются затраты на приобретение новых запасных частей. Анализ литературных источников [1, 3-8] показал, что одним из важнейших факторов, которые характеризуют применение металлических покрытий вследствие
влияния на них температурных воздействии и различного рода нагрузок является прочность сцепления основного материала с подложкой.
В связи с возросшим интересом к порошковым материалам, сочетающим разнородные компоненты, в частности хром, появилась возможность исследовать сочетания этих компонентов с сохранением микротвердости и максимальным повышением адгезионной прочности.
Однако в ряде случаев нанесение хромового подслоя является сложной и затратной задачей, в то время как необходимая прочность сцепления износостойкого напыляемого покрытия рабочей поверхности изделий может быть обеспечена обоснованным выбором режимов струйно-абразивной обработки [6].
Ввиду большого разнообразия применяемых материалов для напыления основной целью наших исследований было нахождение рационального состава одного из видов материала на примере порошка на никелевой основе путем добавления в его состав хрома в сочетании с подходящим режимом струйно-абразивной обработки, при котором параметр прочности сцепления был бы максимальным.
Постановка цели и задач исследования
Цель работы — выявление наиболее рационального состава порошка для газопламенного напыления. Для этого был применен порошок на никелевой основе с подбором режима обработки, при котором бы прочность сцепления с основным металлом была бы максимальной.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• удаление с поверхности образцов детали типа «вал» следов абразивного изнашивания,
а)
различных загрязнений и следов ржавчины с помощью пескоструйной обработки;
• измерение параметра шероховатости поверхности на выбранных опытных поверхностях образцов;
• активирование поверхности деталей при нанесении на каждый образец газопламенного напыления с применением нескольких химических составов порошка, измерение адгезии.
• выведение прямой зависимости прочности сцепления покрытия от состава порошка для напыления методом численного моделирования с нахождением рациональной линейной функции.
Методология исследования
Исследования проводились на двух образцах детали типа «вал», изготовленных из стали 45 для отливок. Длина образцов Ь = = 680 мм, диаметр Б = 50 мм, ширина (посадочные места) 50 мм (рис. 1).
Для получения наиболее достоверных результатов, на опытных образцах были выбраны по четыре поверхности (рис. 1), на которых измеряли параметры шероховатости и впоследствии, после восстановления деталей методом газопламенного напыления, прочность сцепления основного материала с поверхностью.
При напылении на поверхностях деталей не должно быть сварочных брызг, раковин, трещин, остатков абразивного износа, обнаруживаемых визуально [5-9].
В качестве подготовительной операции перед напылением широко применяется струй-но-абразивная обработка поверхности подложки. Такая подготовка очищает поверхность и выводит ее из состояния термодинамического
б)
Рис. 1. Общий вид опытных образцов: а — исследуемые поверхности образца № 1; б — исследуемые поверхности образца № 2
Fig. 1. General view of the samples: a — test surfaces of sample N 1; б — the studied surfaces образца N 2
а)
ности результатов было проведено по пять замеров на каждой поверхности, после чего были выявлены средние значения параметра В.а (табл. 1).
Поверхности обоих образцов были измерены прибором «Профилометр ТИ 100» с запатентованным устройством для контрольно-измерительного прибора [5], а также без него.
Рис. 2. Поверхности опытных образцов после применения пескоструйной обработки: а — поверхность образца детали «вал» № 1; б — поверхность образца детали «вал» № 2
Fig. 2. Surfaces of prototype after application of sandblasting: a — surface of sample of part „shaft" N 1; б — surface of sample part „shaft" N 2
равновесия со средой, освобождая межатомные связи поверхностных атомов, т. е. химически активирует подложку [6].
В результате поверхности обоих образцов были очищены от загрязнений, следов абразивного изнашивания, для придания металлу текстурной поверхности перед нанесением покрытия [10]. Такие методы зачистки, как шлифование и полирование не всегда могут оказаться эффективными для удаления окалины [1]. Поэтому в исследовании был выбран такой метод очистки поверхности, как пескоструйная обработка (Sa 2,5), основанная на принципах абразивного воздействия, придающая оптимальную шероховатость и насечку, которые существенно увеличивают долговечность покрытия и помогают легко справляться с последствиями процессов деформирования (рис. 2).
После очистки степень подготовки определяется характеристикой поверхности, в том числе оптимальными для нанесения покрытия параметрами текстуры поверхности.
Для исследования адгезии материала показатели шероховатости поверхности также необходимо учитывать в соответствии с ГОСТ Р ИСО 8501-1-2014.
В соответствии со стандартом [4] после очищения детали от образования налетов, деформирующих и просто нежелательных покрытий были исследованы параметры шероховатости полученной поверхности.
На четырех исследуемых поверхностях каждого из образцов (рис. 1) для достовер-
Описание устройства
Устройство [5] предназначено для максимальной фиксации детали в корпусе и максимальной фиксации контрольно-измерительного прибора в отверстии, что существенно уменьшает субъективную погрешность измерения и погрешность внешних влияний. Оно включает корпус 1, состоящий из двух частей, скрепленных между собой болтовым соединением 2, причем габаритные размеры корпуса могут меняться в зависимости от длины и диаметра измеряемых деталей (рис. 3).
Верхняя часть корпуса имеет отверстие 3 для фиксации контрольно-измерительного прибора, его размеры также могут корректироваться под фиксируемую часть прибора.
В верхней части устройства располагаются винты вертикальной подачи 4, служащие для корректировки вертикального подвода детали к контрольно-измерительному прибору.
В нижней части корпуса располагаются винты горизонтальной подачи 5, закреплен-
Рис. 3. Устройство для контрольно-измерительного прибора «Профилометр TR 100»
Fig. 3. Device for instrumentation «Profilometer TR 100»
Результаты измерения параметра шероховатости поверхности Ra Surface texture measurement results R„
Таблица 1 Table 1
Геометрия поверхности Выбранная опытная поверхность Средние значения параметра шероховатости поверхности без применения устройства для контрольно-измерительного прибора Ва, мкм Средние значения параметра шероховатости поверхности с применением устройства для контрольно-измерительного прибора Ва, мкм
Образец №1 после пескоструйной обработки Поверхность1 2,8 2,5
Поверхность 2 3,6 3,2
Поверхность 3 4,3 3,8
Поверхность 4 3,2 2,8
Образец №2 после пескоструйной обработки Поверхность 1 4,0 3,5
Поверхность 2 3,8 3,2
Поверхность 3 3,6 3,2
Поверхность 4 4,2 3,6
ные в отверстиях на ползунах 6 и имеющие на концах призматические губки 7, служащие для фиксации детали.
Для измерения параметра шероховатости с помощью описываемого устройства опытные образцы детали «вал» были максимально закреплены в призматических губках и винтами вертикальной подачи подведены к контрольно-измерительному прибору, который также максимально закреплен в отверстии для фиксации.
Далее в течение 3 ч, после холодной абразивной обработки и контроля качества поверхности, для исследования адгезии при полученных значениях шероховатости опытные образцы детали типа «вал» были подвергнуты газопламенному напылению порошками для напыления с различным химическим составом, с предварительным обезжириванием и подогревом поверхности до 100 °С, а затем с помощью прибора Е1еоше1ег 510 измеряли прочность сцепления с поверхностью на каждой из исследуемых поверхностей образцов № 1 и № 2 в соответствии с видом применяемого при газопламенном напылении порошка, после чего методом численного моделирования были выведены математические зависимости для каждого случая.
Планирование эксперимента и результат
На начальном этапе исследований для очистки поверхностей опытных образцов от следов абразивного износа и различных загрязнений
использовалась установка Б1ав1Иа2ог Z-25, которая предназначена для очистки металлических и бетонных поверхностей сухим песком любого вида, фракцией до 3,5 мм, с максимальным рабочим давлением 10 бар, объемом бака 25 л, рабочей температурой 10-50 °С, а также применялся кварцевый окатанный песок с фракцией 0,4-0,8 мм.
Качество поверхности после пескоструйной очистки контролировалось с помощью прибора «Профилометр ТИ 100», который имеет такие характеристики, как: измеряемые параметры шероховатости Яа, Яг, длина трассы сканирования 6 мм, допускаемая основная погрешность ±15 %, алмазная игла с радиусом 5 ± 1 мкм, угол вершины щупа 90° (+5° или -10 °).
После исследования зависимости параметра шероховатости поверхности от вида обработки было выявлено уменьшение параметра Яа образца № 2, значения которого были получены вторым способом измерения, разница в результатах измерений составила приблизительно 16 %. На основании этого для дальнейших расчетов в работе будут представлены только данные результатов измерения шероховатости с применением устройства для контрольно-измерительного прибора.
Средние значения параметра шероховатости поверхности, измеренные двумя описываемыми способами, представлены в табл. 1.
Далее опытные образцы были подвергнуты газопламенному напылению. Для напыления опытного образца № 1 был применен самофлюсующийся порошок на никелевой
основе ПР-НД42СР с твердостью покрытия 190-230 HB, отличающийся пониженной пористостью при напылении и, как следствие, возможной повышенной адгезией.
Затем в используемый порошок, имеющий химический состав, представленный в табл. 2 для напыления образца № 2, был добавлен 1 % хрома (Cr), а содержание никеля (Ni) было уменьшено на 1 % (табл. 2). Хром как самостоятельный компонент проникает в поверхностный слой обрабатываемого металла, при формировании капель (частиц) расплавленного металла, повышая при этом твердость и прочность, не снижая пластичность стали.
Газопламенное напыление производилось при дистанции напыления в пределах 170 мм горелкой «Автоген ГН-2 BRIMA», которая предназначена для наплавки изношенных поверхностей деталей машин и механизмов, со смесью рабочих газов — кислорода и аце-телена.
Режимы, при которых производилось газопламенное напыление, представлены ниже.
Основные режимы газопламенного напыления Main modes of gas-flame spraying
Давление воздуха, МПа..............0,5
Давление кислорода, МПа............0,7
Давление ацетилена, МПа............0,4
Расход кислорода, л/мин.............58
Расход ацетилена, л/мин.............30
Размер зерен порошка, мкм...........50
Толщина слоя (на одну сторону), мм:
первоначальный подслой...........0,2
основной слой...................0,5
Таблица 2
Химический состав порошков на никелевой основе
Table 2
Chemical composition of nickel-based powders
Изначальный химический состав порошка
без добавления хрома, %
Ni Cu С Cr Si В Fe Другие
51,6 42,5 0,2 — 0,9 1 2,8 —
Химический состав порошка с добавлением хрома
Ni Cu С Cr Si В Fe Другие
52,6 42,5 0,2 1 0,9 1 1,8 —
Далее с помощью автоматического адге-зиметра Е1соше1ег 510, который имеет такие основные характеристики, как: диапазон на-гружения от 0,3 до 100 МПа, точность установки давления отрыва ±1 % от полной шкалы, методом отрыва были измерены параметры прочности сцепления с основным материалом (табл. 3).
Результаты численного моделирования
Сопоставив имеющиеся значения прочности сцепления и параметра шероховатости каждого опытного образца детали «вал», установили наличие прямой зависимости между признаками: адгезия увеличивается не только с увеличением параметра шероховатости, но и возрастает с добавлением в порошок для газопламенного напыления хрома.
Результаты исследования зависимости прочности сцепления от параметров шероховатости поверхности Results of the study of adhesion strength dependence on surface roughness parameters
Таблица 3
Table 3
Геометрия поверхности Выбранная опытная поверхность Средние значения параметра шероховатости поверхности, измеренные с применением устройства для контрольно-измерительного прибора, Ва, мкм Значения прочности сцепления а, МПа
Образец № 1 с применением порошка для газопламенного напыления без добавления хрома Поверхность1 2,5 23,61
Поверхность 2 3,2 25,38
Поверхность 3 3,8 27,41
Поверхность 4 2,8 24,12
Образец № 2 с применением порошка для газопламенного напыления с добавлением хрома Поверхность 1 3,5 27,83
Поверхность 2 3,2 27,39
Поверхность 3 2,9 27
Поверхность 4 3,6 27,98
а, МПа
27,5 27 26,5 26 25,5 25 24,5 24 23,5 23 27,41
?
R' = 0,988 '/
У
/
25,38
/
24,12
23,61
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
Ra, мкм
• — Ряд 1
--Линейная (ряд 1)
Рис. 4. Графическое представление аппроксимации полученных значений адгезии без добавления в используемый порошок хрома (Cr)
Fig. 4. Graphical representation of the approximation of the obtained adhesion values without adding chromium (Cr) to the used powder
Исходя из этого можно предположить, что связь между признаками прямая и ее можно описать линейным уравнением регрессии при наличии достоверности аппроксимации (R), построив поле корреляции для каждого случая.
Анализируя данные в полях корреляции, можно сделать вывод о том, что ближе всего к поиску достоверности подходит линейная функция, так как точки на обеих полях расположены максимально близко к прямой линии.
Графическое представление аппроксимации экспериментальных данных изображено на рис. 4 и 5.
В соответствии с построенным полем корреляции можно видеть, что достоверность аппроксимации полученных значений адгезии без добавления в порошок хрома (рис.4) R = 0,988, а при добавлении в порошок хрома R = 0,999 (рис. 5), что указывает на максимальное совпадение расчетной прямой с исходными данными.
Из графика видно, что в качестве аппроксимирующей функции для обоих случаев можно выбрать многочлен первой степени. Для удобства дальнейших расчетов примем обозначения данных в поле корреляции с коэффициентом достоверности R = 0,988 X1, Y1, а также обозначения коэффициентов аппроксимирующей функции а1, Ь. Данные поля корреляции с коэффициентом достоверности
а, МПа
• — Ряд 1
--Линейная (ряд 1)
Рис. 5. Графическое представление аппроксимации полученных значений адгезии при добавлении в используемый порошок хрома (Cr)
Fig. 5. Graphical representation of the approximation of the obtained adhesion values when chromium (Cr) is added to the used powder
R = 0,999 и коэффициентами аппроксимирующей функции а2, b2, X2, Y2. Тогда линейная функция для каждого случая (j1, Ф2) будет описана уравнениями
Ф1 = ax1 + b,; (1)
Ф2 = ax 2 + b2. (2)
Сумма квадратов отклонений опишется выражениями
n n 2
51 = Ее21 = E[j(xi1) - Ун ] =
i=1 i=1 n
= E axi1 + b1- Ун; (3)
i=1
n n 2
52 = E e22 = E [j(xi2) - yi2 ] =
i=1 i=1 n
= E axi2 + b2 - yi2. (4)
i=1
Далее, используя метод наименьших квадратов, найдем значения коэффициентов аппроксимирующей функции: a и b. Для этого вычислим минимум функции S(a и b). Система для существования минимума этой функции для двух опытных случаев будет описана выражениями
п П П
^ Е + ь1 Е = Е
i=1 i=1 i=1
al Е xil + ь1п = Е у1
i=1
i=1
п П П
a2 Е ^^ + Ь2 Е xi2 = Е xi2yi2;
i=1 i=1 i=1
п
п
a2 Е ^2 + Ь2п = Е ^2.
i=1 i=1
(5)
Затем были введены обозначения данных обоих полей корреляции, и система приняла вид:
п
п
^1 - е ^1, sxxl - Е ^^ =
i=1 i=1
п П
= Е уй, ^^ = Е Зд1;
i=1 i=1
(6)
п
п
SX2 = Е ^2, SXX2 = Е ^2, ^2 =
i=1 i=1
п П
= Е yi2, SXY2 = Е xi2yi2.
i=1 i=1
(7)
Далее, была выведена система уравнений: fa1SXX1 + b1SX1 = SXY1;
[a1SX1 + Ь1П = SY1;
a2SXX2 + b2SX2 = SXY2; I a2SX2 + Ь2П = SY2.
(8)
Из уравнений (8) находим выражения, которые будут описывать коэффициент a для обоих исследуемых случаев (9):
^ = a2 =
SXY1 * П - SX1 * SY1 ; SXX1 * П - SX1 * SX1 ' SXY2 * П - SX2 * SY2 SXX2 * П - SX2 * SX2
(9)
Формулы для расчета коэффициента Ь, также для обоих исследований:
Ь =
SXX1 * SY1 - SX1 * SXY1
SXX1 * П - SX1 * SX1
Ь2 =
_ SXX2 * SY2 - SX2 * SXY2 SXX2 * П - SX2 * SX2
(10)
На основании выведенных формул для расчета коэффициентов аппроксимирующей функции a и Ь при полученных в результате исследований опытных данных значения этих коэффициентов для обоих случаев: al = 2,99; a2 = 1,41; Ь1 = 15,91; Ь2 = 22,92.
При полученных коэффициентах значения линейной функции (1) и (2) приобретут вид для случая исследования прочности сцепления с порошком для напыления без применения хрома (11) и для случая исследования адгезии с порошком для напыления с применением хрома соответствоенно:
ф1 = 2,99x2^ + 15,9; ф2 = 1,4^ + 22,92.
(11) (12)
В результате расчетов были получены функции, выведенные на основе значений полей корреляции обоих опытных случаев, которые точнее всего описывают зависимость прочности сцепления с поверхностью основного материала, с применением математического моделирования.
Выводы
1. Обеспечение прочности сцепления покрытия и основного материала тесно связано с выбранным методом очистки поверхности детали.
2. Существенное влияние на адгезионную прочность оказывает качество текстуры поверхности.
3. Параметр шероховатости поверхности уменьшился приблизительно на 16 % при использовании устройства для контрольно-измерительного прибора за счет максимальной фиксации в нем как опытных образцов детали типа «вал», так и самого измерительного прибора.
4. Опытным путем было доказано, что присутствие хрома в напыляемом порошке на ни-
келевой основе ПР-НД42СР повысил параметр прочности сцепления в среднем на 1 МПа по сравнению с составом того же порошка, но без хрома.
5. На основе численного моделирования были получены функции, которые описывают зависимость адгезионной прочности от параметра шероховатости поверхности в двух исследуемых случаях.
Таким образом, на примере проведенных исследований было доказано, что присутствие в составе порошка для напыления на никелевой основе ПР-НД42СР такого элемента, как хром повышает адгезионную прочность, а следовательно, существенно повышает долговечность детали и, значит, уменьшает финансовые затраты и повышает экономической выгоды.
Литература
1. Балдаев Л. Х. Особенности процессов высокоскоростного газопламенного напыления. Технология машиностроения, 2005, № 3, 315 с.
2. Любомудров С. А., Хрусталева И. Н., Толстолеc А. А., Маслаков А. П. Повышение эффективности технологической подготовки единичного и мелкосерийного производства на основе имитационного моделирования. Записки Горного института. 2019, Т. 240, с. 669-677. DOI: 10.31897/PMI. 2019.6.669
3. Борисов Д. А., Абляз Т. Р. Моделирование шероховатости обработанной поверхности при воздействии единичного импульса. Металлообработка, 2019, № 2 (110), с. 43-49.
4. ГОСТ Р ИСО 4287-2014. Геометрические характеристики изделий (GPS). Структура поверхности. Профильный метод. Термины, определения и параметры структуры поверхности. Дата введения 2016-01-01-URL: http://docs.cntd.ru/document/1200116337. Текст: электронный.
5. Зеленин А. В., Черных Л. Г. Устройство для контрольно-измерительного прибора профилометр; Патент № 2016122559\28(035323) РФ. Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова. Опубл. 07.06.2016 г.
6. 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. DOI: 10.25515/PMI.2018.1.77
7. Lebedev V. A., Kirichek A. V., Chunakhova L. V. Effectiveness of Application of Additional Strengthening Processing of Surface Plastic Deformation on Increase in Fatigue Life of Parts. Lecture Notes in Mechanical Engineering. 5th International Conference on Industrial Engineering, ICIE, 2019, 2020, pp. 17-25.
8. Khafizov I. I., Nurullin I. G. Influence of roughness on operational properties of details. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 9th Interna-
tional Scientific Conference on Innovative Engineering Technologies, Equipment and Materials, 2018, 2019, Article number 012048.
9. Krasnyy V., Maksarov V., Olt J. Increase of wear and fretting resistance of mining machinery parts with regular roughness patterns. Annals of DAAAM and Proceedings of the International DAAAM Symposium, 2016, pp.151-156.
10. Zhukov E. L., Kozar I. I., Kolodyazhniy D. Yu.
Problems of ensuring quality of a surface layer when producing components from hard-to-process heat resistant alloys. Acta Metallurgica Slovaca, vol. 22, no 2 (2016). pp.128-132.
References
1. Baldayev L. H. Peculiarities of high-speed gas-flame spraying processes. Engineering technology, 2005, no 3. 315 p.
2. Lubomudrov S. A., Hrustalev I. N., Tolstolec A. A., Maslakov A. P. Improvement of efficiency of technological preparation of single and small-scale production on the basis of simulation. Zapiski Gornogo Instituta, 2019, vol. 240, pp. 669-677. DOI: 10.31897/PMI. 2019.6.669
3. Borisov D. A., Ablyaz T. R. Simulation of roughness of treated surface under the influence of single pulse. Metalloobrabotka, 2019, no 2 (110), pp. 43-49.
4. ГОСТ R ISO 4287-2014. Geometric characteristics of products (GPS). Structure of a surface. Profile method. Terms, definitions and parameters of the surface structure. Date of Introduction 2016-01-01-URL: http://docs. cntd.ru/document/1200116337. The Text: electronic.
5. Zelenin A. V., Chernykh L. G. Device for control and measuring at-boronprofilometer: Pat. no RF. 2016122559\ 28 (035323) St. Petersburg State Forestry University named after S. M. Kirov, Opubl. 07.06.2016.
6. Olt Yu., Maxarov V. V., Krasny V. A. Provision of adhesion strength of gas-thermal coatings of piston rings of engines of quarry transport. Zapiski Gornogo Instituta, 2018, t. 229, pp. 77-83. DOI: 10.25515/PMI.2018.1.77
7. Lebedev V. A., Kirichek A. V., Chunakhova L. V. Effectiveness of Application of Additional Strengthening Processing of Surface Plastic Deformation on Increase in Fatigue Life of Parts. Lecture Notes in Mechanical Engineering. 5th International Conference on Industrial Engineering, ICIE, 2019, 2020, pp. 17-25.
8. Khafizov I. I., Nurullin I. G. Influence of roughness on operational properties of details. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 9th International Scientific Conference on Innovative Engineering Technologies, Equipment and Materials, 2018, 2019, Article number 012048.
9. Krasnyy V., Maksarov V., Olt J. Increase of wear and fretting resistance of mining machinery parts with regular roughness patterns. Annals of DAAAM and Proceedings of the International DAAAM Symposium, 2016, pp. 151-156.
10. Zhukov E. L., Kozar I. I., Kolodyazhniy D. Yu.
Problems of ensuring quality of a surface layer when producing components from hard-to-process heat resistant alloys. Acta Metallurgica Slovaca, vol. 22, no 2 (2016). pp. 128-132.
lyit I.HLL/UUDI1HDU I IVA
№ltlHLL'UU inHDU I l\H
ÜUUViy
Сведения об авторах
Степанов Сергей Николаевич — кандидат технических наук, доцент, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Россия, 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 29, E-mail: stepanov56@ mail.ru.
Ларионова Татьяна Анатольевна — ассистент, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Россия, 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 29, e-mail: tsimkoshka@mail.ru
Черных Лариса Георгиевна — ведущий инженер, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Россия, 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 29, e-mail: 2904180@mail.ru
Четвериков Игорь Алексеевич — старший преподаватель, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Россия, 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 29, e-mail: 2904180@mail.ru
Для цитирования: Степанов С. Н., Ларионова Т. А., Черных Л. Г., Четвериков И. А. Повышение долговечности деталей путем нахождения рационального состава порошка для напыления. Металлообработка, 2020, № 1, с. 37-45. DOI 10.25960/mo.2020.1.37
Increased durability of parts by finding rational powder composition for spraying S. N. Stepanov, T. A. Larionova, L. G. Chernykh, I. A. Chetverikov
This paper highlights studies to solve the most pressing problem in the field of strengthen-ing of steel products-increase of adhesion during application of gas-thermal coating. The main purpose of the article is to identify the optimal composition of the rock for gas-flame spraying of the part, at which the greatest strength of adhesion of the coating to the substrate is observed. The article presents the results of the strength values of adhesion of the sprayed material to the substrate from the powder for spraying, by adding in, used (as a test material) nickel-based rock chromium, which in its properties increases strength and hardness, and therefore affects the amount of adhesion
Taking into account the described results, a mathematical model of adhesion strength de-pendence on certain values of surface roughness with different chemical composition of powder for spraying was derived from numerical modelling. These studies will help to develop certain types of material for spraying and strengthening steel parts and products, increasing their durability.
Keywords: flame spraying; roughness of a surface; sandblasting; measuring device; mathematical model. Information about the authors
Sergey N. Stepanov — Candidat Engineering Sciences, Associate Professor, St. Petersburg Polytechnic University Peter the Great, Russia, 195251, St. Petersburg, Polytechnic str., 29, e-mail: stepanov56@mail.ru.
Tatyana A. Larionova — Assistant, St. Petersburg Polytechnic University Peter the Great, Russia, 195251, St. Petersburg, Polytechnic str., 29, e-mail: tsim-koshka@mail.ru
Larisa G. Chernykh — Leading engineer, St. Petersburg Polytechnic University Peter the Great, Russia, 195251, St. Petersburg, Polytechnic str., 29, e- mail: 2904180@mail .ru
Igor A. Chetverikov — Senior Lecturer, St. Petersburg Polytechnic University Peter the Great, Russia, 195251, St. Petersburg, Polytechnic str., 29, e- mail: 2904180@mail .ru
For citation: Stepanov S. N., Larionova T. A., Chernykh L. G., Chetverikov I. A. Increased durability of parts by finding rational powder composition for spraying. Metalloobrabotka, 2020, no 1, pp. 37-45. DOI 10.25960/mo.2020.1.37
UDC 621.793
DOI 10.25960/mo.2020.1.37
