Автоматичне зварювання, 2023, №03



2023 №03 (03)

DOI of Article 10.37434/as2023.03.04

2023 №03 (05)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 3, 2023, с. 20-26

Експериментальне визначення швидкості руху цирконієвих частинок при мікроплазмовому напиленні

С.М. Калюжний¹, В.В. Савицький¹, С.Г. Войнарович¹, О.М. Кислиця¹, З.Г. Файзраманов²

¹ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²Східно-Казахстанський технічний університет ім. Д. Серикбаєва. 070004, Казахстан, м. Усть-Каменогорськ, вул. Протозанова, 69. E-mail: kanc_ekstu@mail.ru

У роботі проведено вимірювання та аналіз швидкості руху диспергованих частинок із цирконієвого дроту, введеного в дуговий проміжок мікроплазмового струменя залежно від технологічних параметрів процесу розпилення. З використанням оптичних цифрових пристроїв було встановлено, що в даних досліджуваних діапазонах режимних параметрів середня швидкість диспергованих цирконієвих частинок становить від 8 ± 2,5 до 28,7 ± 4 м/с. Установлено, що у разі комбінації мінімальних значень сили струму (I = 16 А), витрати плазмоутворюючого газу (Qпл = 160 л/год) та швидкості введення дроту (Vдр = 2,9 м/хв), що розпилюється, забезпечується утворення частинок з максимальним діаметром 310 мкм і середньою швидкістю їх руху 8 ± 2,5 м/с. Застосування даних показників режимних параметрів при мікроплазмовому процесі розпилення цирконієвого дроту дозволить формувати покриття з розвиненою поверхнею та найбільш пористою структурою, які можуть практично застосовуватись на поверхнях ендопротезів безцементного фіксування. Бібліогр. 21, табл. 1, рис. 5.
Ключові слова: мікроплазмове покриття, цирконій, диспергація, швидкість частинок


Надійшла до редакції 16.03.2023

Список літератури

1. Darut, G., Liao, H., Coddet, C. et al. (2015) Steel coating application for engine block bores by Plasma Transferred Wire Arc spraying process. Surface and Coatings Technology, 268(25), 115–122. DOI: https://doi.org/10.1016/j. surfcoat.2014.11.018.
2. O’Neil, N., Syed Kabir A. (2020) Pulsed Waterjet Roughening of Cast Iron and Aluminum Alloy for Automotive Engine Remanufacturing with Plasma Transferred Wire Arc Coating. Coatings, 10(9), 864. DOI: https:// doi:10.3390/ coatings10090864.
3. Zhang, J., Dulal Saha C., Jahed, H. (2021) Microstructure and mechanical properties of plasma transferred wire arc spray coating on aluminum cylinder bores. Surface and Coatings Technology, 426(25), 127757. DOI: https://doi: 10.1016/j. surfcoat.2021.127757.
4. Балдаев Л.Х., Борисов В.Н., Вахалин В.А. (2004) Газотермическое напыление. Балдаев Л.Х. (ред.), Москва, Маркет ДС.
5. Kuzmin, V.I., Gulyaev, I.P., Sergachev, D.V. et al. (2021) Application of functional coatings by supersonic thermal plasma flows. Journal of Physics Conference Series 2131(5), 052053. DOI: https://doi:10.1088/1742-6596/2131/5/052053.
6. Meeß, J., Anasenzl, M., Ossenbrink, R. et al. (2022) Influence of Particle Velocities on Adhesion Strength of Cold Spray Inner Diameter Coatings. Journal of Thermal Spray Technology, 31, 2025–2038. DOI: https://doi:10.1007/ s11666-022-01439-4.
7. Краснов А.Н. Шаривкер С.Ю., Зильберберг В.Г. (1970) Низкотемпературная плазма в металлургии. Москва, Металлургия.
8. Карп И.Н., Рудой А.П. (1991) Влияние скорости подачи стальной проволоки на диспергирование металла воздушной струей. Автоматическая сварка, 10, 36–38.
9. Войнарович С.Г., Алонцева Д.Л., Хожанов А.Р. и др. (2021) Влияние параметров микроплазменного напыления циркониевых покрытий на потери напыляемого материала и пористость покрытий. Вестник «КазНАЕН». Серия физическая, 79(4), 8296.
10. Alontseva, D., Ghassemieh, E., Voinarovych, S. et al. (2020) Manufacturing and characterization of robot assisted microplasma multilayer coating of Titanium implants. Johnson Matthey Technol Rev, 64(2), 180–191. DOI: https:// doi.org/10.1595/205651320X15737283268284.
11. Mauer, G., Vaßen, R., Stöver, D. (2007) Comparison and Applications of DPV-2000 and Accuraspray-g3 diagnostic Systems. Journal of Thermal Spray Technology, 16(3), 414– 424. DOI: https://doi:10.1007/s11666-007-9047-2.
12. Гуляев П.Ю., Долматов А.В., Попов В.А. и др. (2012) Методы оптической диагностики частиц в высокотемпературных потоках. Ползуновский вестник, 2/1, 4–7.
13. Докукина И.А. (2012) Исследование скорости движения дисперсных частиц в плазменном потоке. Известия Самарского научного центра РАН, 14(6), 143–149.
14. Богданович В.И. Гришанов В.Н., Докукина И.А. и др. (2011) Высокоскоростная видеосъёмка для контроля процессов и оборудования плазменного газотермического нанесения покрытий. Проблемы машиностроения и автоматизации, 1, 113–118.
15. Gulyaev, I.P., Gulyaev, P.Yu., Korzhik, V.N. et al. (2015) Experimental investigation of process of plasma-arc wire spraying. The Paton Welding J., 3-4, 36–41. DOI: https:// doi:10.15407/tpwj2015.04.04.
16. Борисов Ю.С. Кислица А.Н., Войнарович С.Г. (2006) Особенности процесса микроплазменного напыления с использованием проволочных материалов. Автоматическая сварка, 4, 26–31.
17. Полущенко В.С., Пузряков А.Ф. (1978) Определение максимальной скорости плавления проволоки в плазменной струе. Тез. докл. VII Всесоюз. совещ. Теория и практика газотермического нанесения покрытия, сс. 104–107.
18. Voinarovych, S.G., Alontseva, D.L., Kyslytsia, O.N. et al. (2021) Fabrication and characterization of Zr microplasma sprayed coatings for medical applications. Advances in materials science, 2(68), 93–105. DOI: https://doi:10.2478/ adms-2021-0013.
19. Ющенко К.А., Борисов Ю.С. Кузнецов В.Д. та ін. (2007) Інженерія поверхні. Київ, Наукова думка.
20. Кудинов В.В. (1977) Плазменные покрытия. Москва, Наука.
21. Гайко Г.В., Підгаєцький В.М., Сулима О.М. та ін. (2022) Інститут травматології та ортопедії НАН України. Ревізійний стегновий компонент ендопротеза з безцементною фіксацією. Україна, Пат. 150555.

---

Реклама в цьому номері:

---