ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛАЗМЕННЫХ ПОРОШКОВЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ КЕРАМИКИ С НЕРАВНОВЕСНОЙ СТРУКТУРОЙ

В статье представлены исследования влияния параметров плазменной струи (ток, дистанция напыления, расход плазмообразующего газа азота), фракционного состава исходного порошка на характеристики плазменных порошковых покрытий из керамики с неравновесной структурой. Проведена оптимизация параметров APS (плазменное напыление на воздухе) процесса для материалов NiAl, Al₂O₃–Cr₂O–TiO₂ – 15 % (CaF₂–Ni) и FeCr30Mo3 – 12 % CaF₂ – 50 % TiC. Оптимизация параметров напыления проводилась на основании получения максимального коэффициента использования материала. Структура покрытий, их химический и фазовый составы оказывают определяющее влияние на физико-механические свойства покрытий, в частности на пористость, прочность сцепления и износостойкость. Формируемые на подложке в процессе напыления структура и состав покрытия зависят от энергетических характеристик процесса плазменного напыления, эффективности теплообменных процессов между дисперсной и газовой фазами высокотемпературной плазменной струи, а также от состава, структуры и свойств применяемых материалов. Таким образом, наблюдается стабильное распределение твердой оксидной фазы в объемах напыленных материалов и отсутствуют поверхностные зоны с дефицитом подобных включений, что положительно влияет на работоспособность исследуемых износостойких покрытий. При плазменном напылении порошков Al₂O₃–Cr₂O–TiO₂ – 15 % (CaF₂–Ni) формируется покрытие с более высокой микротвердостью, по сравнению с порошками Al₂O₃–Cr₂O–TiO₂ – 15 % (MoS₂–Ni), что обусловлено снижением пористости и повышением однородности покрытий. На плотность покрытий, характер распределения фаз, а также на прочностные характеристики (износостойкость и прочность сцепления) большое влияние оказывает зернистость покрытий.

1. Нанесение покрытий плазмой / В. В. Кудинов [и др.]. М.: Наука, 1990. 406 с.

2. Газотермические покрытия / В. Н. Анциферов [и др.]. Екатеринбург: Наука, 1994. 317 c.

3. Куприянов, И. Л. Газотермические покрытия с повышенной прочностью сцепления / И. Л. Куприянов, М. А. Геллер. Минск: Навука i тэхнiка, 1990. 175 с.

4. Газотермическое напыление композиционных порошков / А. Я. Кулик [и др.]. М.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1985. 197 с.

5. Ильющенко, А. Ф. Формирование износостойких плазменных покрытий на основе композиционных самосмазывающихся материалов / А. Ф. Ильющенко, В. А. Оковитый, А. И. Шевцов. Минск: Беспринт, 2005. 253 с.

6. Витязь, П. А.Основы нанесения износостойких, коррозионностойких и теплозащитных покрытий / П. А. Витязь, А. Ф. Ильющенко, А. И. Шевцов. Минск: Белор. наука, 2006. 435 c.

7. Получение композиционного керамического материала для нанесения износостойких покрытий / В. А. Оковитый [и др.] // Порошковая металлургия: республ. межвед. сб. науч. тр. / Национальная академия наук Беларуси. Минск: Белорусская наука, 2008. Вып. 31. С. 156–162.

8. Оковитый, В. А. Плазменные износостойкие покрытия с включением твердой смазки / В. А. Оковитый // Cварочное производство. 2002. № 6. С. 41–43.

9. Триботехнические испытания образцов аморфизированных плазменных композиционных покрытий с включением твердой смазки / В. А. Оковитый [и др.] // Вестник Брестского государственного технического университета. Машиностроение. 2008. Вып. 1. С. 2–6.

10. Керамический материал системы оксид титана – оксид алюминия – твердая смазка / В. А. Оковитый [и др.] // Вестник Белорусского национального технического университета. 2011. Вып. 1. С. 16–20.

11. Оковитый, В. А. Оптимизация процесса напыления износостойких покрытий на основе многофункциональной оксидной керамики / В. А. Оковитый, А. Ф. Пантелеенко // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2015. Т. 67, № 2. С. 46–54.

12. Разработка композиционного материала на основе многофункциональной керамики для плазменного напыления / Ф. И. Пантелеенко [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. Машиностроение. 2015. Вып. 2. С. 43–47.

13. Технология получения композиционного материала на основе многофункциональной оксидной керамики / В. А. Оковитый [и др.] // Обработка металлов. 2015. Т. 67, № 2. С. 39–45.

14. Исследование процессов и оптимизация технологических параметров импульсно-плазменной обработки плазменных покрытий из материалов на основе многофункциональной оксидной керамики / Ф. И. Пантелеенко [и др.] // Труды Междунар. науч.-техн. конф. «Инновации в машиностроении». Кемерово, 2015. С. 360–364.