Залежність мікротвердості покриттів з порошку АСД-1 від режимів холодного газодинамічного напилювання

Abstract

UK: Мета роботи. Побудувати залежності мікротвердості алюмінієвого покриття з порошку АСД-1, отриманого холодним газодинамічним напилюванням, від температури та тиску газу на вході в сопло, а також дистанції напилювання. Методи дослідження. Планування та проведення експериментальних досліджень виконано з використанням методики планування багатофакторних експериментів та регресійного аналізу. Оброблення отриманих результатів експериментів здійснювалося в програмному пакеті для аналізу статистичних даних Stat-Ease 360. Дослідження мікротвердості напилених покриттів проводилося відповідно до ГОСТ 9450–76. «Вимірювання мікротвердості вдавлюванням алмазних наконечників» з використанням твердоміру мікро-Віккерс LECO AMH5 на підготовлених мікрошліфах зразків з покриттями. Отримані результати. Побудовано тривимірні (поверхні відгуку) та контурні графіки залежності мікротвердості покриттів, напилених холодним газодинамічним методом з порошку АСД-1, від основних параметрів процесу – температури та тиску газу на вході в сопло, а також дистанції напилювання в широкому діапазоні значень. За результатами встановлено, що температура газу ти дистанція напилювання мають найбільший вплив на мікротвердість покриттів. Описано зв’язок досліджуваних параметрів напилювання з температурно-швидкісними характеристиками частинок порошку та впливу на значення мікротвердості. Наукова новизна. Досліджено комплексний вплив основних параметрів процесу холодного газодинамічного напилювання, а саме температури та тиску газу на вході в сопло, а також дистанції напилювання, на мікротвердість алюмінієвих покриттів з порошку АСД-1 в широкому діапазоні значень. Практична цінність. Отримані залежності мікротвердості покриттів від параметрів процесу можуть бути використані при розробленні науково-обґрунтованих рекомендацій та технологічних процесів напилювання захисних й відновлювальних покриттів холодним газодинамічним методом, зокрема на деталі авіаційних двигунів. EN: Purpose. To investigate the effect of the main parameters of the cold spraying process, particularly the temperature and pressure of the gas at the nozzle inlet and stand-off distance, on the microhardness of the ASD-1 aluminum coating. Research methods. The planning and conducting of experimental research were carried out using the design of experiment methodology and regression analysis. The analysis of the obtained results of the experiments was carried out in the software package for statistical data Stat-Ease 360. The research of the microhardness of the sprayed coatings was carried out following GOST 9450-76 “Measurements microhardness by diamond instruments indentation@ using a LECO AMH5 micro-Vickers hardness tester on the prepared cross-section of samples with coatings. Results. Three-dimensional (response surfaces) and contour graphs of the dependence of the microhardness of coatings deposited by the cold spraying method from ASD-1 powder on the main process parameters - the temperature and pressure of the gas at the nozzle inlet and stand-off distance in a wide range of values - were constructed. According to the results, it was established that the gas temperature and the spraying distance have the most significant influence on the microhardness of the coatings. The relationship between the investigated parameters of spraying with the temperature and velocity characteristics of the powder particles and their effect on the microhardness is described. Scientific novelty. The complex effect of the main parameters of the cold spraying process, particularly the temperature and gas pressure at the nozzle inlet and the stand-off distance, on the microhardness of ASD-1 aluminum coatings in a wide range of values, was investigated. Practical value. The obtained dependences of coating microhardness on process parameters can be used in developing scientifically-based recommendations and technological processes of deposition of protective and restorative coatings by cold spraying, particularly on parts of aircraft engines.