Реновація емалевих покриттів плазмовим напиленням плакованих керамічних порошків
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Реновація емалевих покриттів плазмовим напиленням плакованих керамічних порошків
|
|
| Creator |
Чорний, Андрій Вячеславович
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.06 – зварювання та споріднені процеси і технології. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2011. Дисертація присвячена реновації емалевих покриттів плазмовим напиленням плакованих керамічних порошків. В результаті проведених досліджень встановлено, що для реновації емалевих покриттів перспективним є плазмове напилення керамічного порошку оксиду алюмінію, плакованого металевими оболонками з титану, алюмінію або міді вакуумно-дуговим методом. Для напилення плакованих порошків та відновлення ушкоджених ділянок емалевих покриттів розроблено малопотужний плазмотрон з частково винесеною дугою. Визначені оптимальні значення міжелектродної відстані та параметрів режиму, які забезпечують генерацію ламінарного плазмового струменя з максимальною довжиною, що сприяє проплавленню частинок керамічного порошку та локалізації термічного впливу на емалеву поверхню. За допомогою математичної моделі встановлено оптимальний діаметр частинок оксиду алюмінію, що забезпечує розігрів частинки до температури вище температури розплавлення тугоплавкого ядра, але нижче температури випаровування матеріалу оболонки. Встановлені раціональні параметри плазмового напилення за допомогою «splattest » та КВМ, що сприяє формуванню покриття з найменшою пористістю та найбільшою міцністю зчеплення. Показано, що застосування плакованого керамічного порошку оксиду алюмінію для плазмового напилення захисних покриттів сприяє запобіганню розвитку мікротріщин в окремих деформованих частинках, підвищенню зносостійкості покриттів в 5–6 разів, корозійно – ерозійної стійкості в 2 – 3 рази. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.06 “Сварка, родственные процессы и технологии”. – Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, 2011. Диссертация посвящена реновации эмалевых покрытий плазменным напылением плакированных керамических порошков. В результате проведенных исследований установлено, что для реновации эмалевых покрытий перспективным является плазменное напыление керамического порошка оксида алюминия плакированного металлическими оболочками из титана, алюминия или меди вакуумно – дуговым методом. Данный метод позволяет наносить покрытие на порошки с высокой адгезионной прочностью к керамическому ядру. Для напыления плакированных порошков и восстановления поврежденных участков эмалевых покрытий разработан маломощный плазмотрон с частично вынесенной дугой. Определены рациональные значения межэлектродного расстояния в диапазоне 6-8 мм с помощью осциллограмм напряжения на дуге при оптимальных режимах работы плазмотрона. Конструктивные особенности плазмотрона и установлены режимы его работы обеспечивают генерацию ламинарной плазменной струи максимальной длиной с температурой 1300 - 1700 °С на расстоянии 120 - 140 мм от среза сопла, что способствует проплавления частиц керамического порошка и локализацию термического воздействия на эмалевую поверхность. На основе математической модели установлен оптимальный диаметр частиц оксида алюминия 40 - 50 мкм в процессе плазменного напыления при котором частица разогревается до температуры выше температуры плавления тугоплавкого ядра, но ниже температуры испарения материала оболочки, что способствует ее сохранению. Установлены рациональные параметры плазменного напылении с помощью «splat-test» и КВМ: дистанция напылении – 90 - 110 мм, сила тока – 70 - 80 А, расходы плазмообразующего газа – 0,14 - 0,16 м3/ч; расходы порошка – 2 кг/ч; мощность плазмотрона – 4 - 4,5 кВт. Установлено, что наименьшей пористостью (3-6%), наибольшей прочностью сцепления и коррозионной стойкостью в растворах соляной и азотной кислот имеет покрытие на основе порошка, плакированного двухслойной оболочкой из титана и меди при оптимальном значении массовой доли меди в покрытие на уровне 5-10%. При этом повышение поляризационного сопротивления системы покрытие - коррозийная среда в большей степени зависит от толщины основного слоя покрытия чем от материала и толщины подслоя, что связано с уменьшением количества связанных пор. Показано, что применение плакированного керамического порошка оксида алюминия для плазменного напылении защитных покрытий способствует предотвращению развития микротрещин в отдельных деформированных частицах, повышению износостойкости покрытий в 5 – 6 раз, коррозионно – эрозионной стойкости в 2-3 раза, предела прочности на изгиб композиции основа – металлокерамическое покрытие на 20%. Установлено, что при использовании порошка оксида алюминия, плакированного металлическими оболочками титана и алюминия, благодаря экзотермическому взаимодействию с дополнительным выделением тепла улучшается проплавление керамического ядра. Предварительный подогрев эмалевой основы до 200 ± 20 °С приводит к формированию плотного покрытия, увеличению зоны контакта в результате подплавления основы, что обеспечивает увеличение прочности сцепления на 30 - 40%. The thesis for a scientific degree of Candidate of Technical Sciences on a speciality 05.03.06 – welding and related processes and technologies. – National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2011. The thesis is devoted to renovation of enamel coating by plasma spraying of clad ceramic powders. In consequence of conducted research it was established that vacuum-arc plasma spraying of aluminium oxide ceramic powders clad by titanium, aluminium or copper metallic covering is prospective for renovation of enamel coating. Low-power plasmatron with partially remote arc was developed for spraying clad powders and recovery of damaged enamel coating area. Efficient values of interelectrode distance and operating conditions that ensure generation of laminar flow with maximal length that contributes to penetration of ceramic powder particles and localization of thermal effect on the enamel surface were determined. By applying mathematical model optimum diameter of aluminium oxide particles that ensure heating of particle to temperature higher than temperature of refractory core melting but lower than temperature of covering material evaporation was established. Optimum parameters of plasma spraying that facilitate forming of coating with minimal porosity and maximal adhesion strength were established by the use of «splat-test» and stock utilization ratio. It was shown that using of aluminium oxide clad ceramic powder for plasma spraying of protective coating contributes to prevention of microcracks progress in particular deformed parts, growth of coating wear resistance by 5-6 times, corrosion resistance by 2-3 times. |
|
| Date |
2011-12-27T17:46:30Z
2011-12-27T17:46:30Z 2011 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://ela.kpi.ua/handle/123456789/1322
|
|
| Language |
uk
|
|