Protection of machine parts made of aluminum alloys from gas abrasive wear

Abstract

EN: Purpose. Analyzing the patterns of gas abrasive wear of the aluminum alloy VD17, applying protective coatings that can provide effective wear resistance, providing recommendations of the optimal type of protective coating. Research methods. The study usedinstallation, the design of which allows changing the parameters of gas-abrasive wear within wide limits, that as best reproduce the wear conditions of machine parts under different operating conditions. The study was conducted on samples of aluminum alloy VD17 with metal protective layers applied by galvanic and chemical methods. The study was conducted using metallographic analysis to identify the structure that provides optimal protection against gas-abrasive wear. Results. Analysis of the nature and magnitude of materials wear was carried out, in the flow of free abrasive depending on the velocity of the abrasive flow and its angle of attack. The degree of reduction in wear of the aluminum alloy VD17 when using chromium and nickel protective coatings was determined. Based on the comparative assessment of the quantitative characteristics of the protective layers, the ability of coatings to reduce wear of the alloy VD17 under the action of a gas abrasive flow was determined. Scientific novelty. The angle of attack corresponding to maximum wear was determined for both the VD17 alloy and the proposed protective chromium and nickel coatings. Based on the analysis of the obtained results, it was revealed how applied metal protective coatings react to gas-abrasive wear depending on the composition and adhesion to the base. Practical value. The results of the work can be used by designers involved in products that operate under conditions of gas-abrasive wear.Based on the obtained dependences of the wear of the materials depending on the angle of attack, it is possible to choose the optimal material and product configuration in such a way that wear is minimal, as well as to choose the optimal type and method of coating application depending on the configuration of the part and production capabilities. UK: Мета роботи. Полягає в аналізі закономірностей газоабразивного зношування алюмінієвого сплаву ВД17, у знаходженні захисних покриттів, які можуть забезпечити ефективне зменшення зносу, та надання рекомендацій щодо оптимального типу захисного покриття. Методи дослідження. При дослідженні використовувалася установка, конструкція якої дозволяє змінювати параметри газоабразивного зношування у широких межах, які б якнайкраще відтворювали умови зношування деталей машин за різних умов експлуатації. Дослідженню піддавалися зразки з алюмінієвого сплаву ВД17 і металеві захисні шари, нанесені на нього гальванічиним і хімічним способами. Дослідження проводилося із застосуванням металографічного аналізу з метою виявлення структури, яка забезпечує оптимальний захист від газоабразивного зношування. Отримані результати. У ході роботи проведений аналіз характеру і величини зносу матеріалів, що досліджувалися, у потоці вільного абразиву залежно від швидкості абразивного потоку і його кута атаки. Визначено ступінь зменшення зносу алюмінієвого сплаву ВД17 при використанні хромового і нікелевого захисних покриттів. На підставі порівняльного оцінювання кількісних характеристик захисних шарів визначено можливості цих покриттів зменшити знос сплаву ВД17 при дії газоабразивного потоку. Наукова новизна. Визначена величина кутів атаки, які відповідають максимальному зношуванню, як для сплаву ВД17, так і для запропонованих захисних хромового і нікелевого покриттів. На підставі аналізу отриманих результатів виявлено, як реагують використані металеві захисні покриття на газоабразивне зношування залежно від складу і зчеплення з основою. Практична цінність. Результати роботи можуть бути використані конструкторами, що займаються виробами, які працюють в умовах газоабразивного зношування. На підставі отриманих залежностей зносу матеріалів, що досліджувалися, від кута атаки є можливість обрати оптимальні матеріал і конфігурацію виробу таким чином, щоб зношування було мінімальним, а також обрати оптимальний вид і спосіб нанесення покриття залежно від конфігурації деталі та виробничих можливостей.