НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:

Нгуен Куанг, аспирант кафедры «Обработка металлов давлением», эл. почта: nquang.misis@mail.ru
А. С. Алещенко, заведующий кафедрой «Обработка металлов давлением», доцент, канд. техн. наук, эл. почта: judger85@mail.ru
Э. Р. Гусейнов, магистрант кафедры «Обработки металлов давлением», эл. почта: edikeduardguseinov@gmail.com

Проведено исследование процесса холодного газодинамического напыления низкого давления. Было рассмотрено влияние шероховатости поверхности подложки из алюминиевого сплава А7 на уровень пористости покрытий после напыления частиц порошка. В качестве исходного напыляемого материала была выбрана порошковая смесь А-10-1 (Al + 79,3 % Al2O3 по массе) производства Обнинского центра порошкового напыления (ОЦПН). Поверхности образцов подвергали абразивной обработке и их шероховатость измеряли профилометром для оценки микронеровности Rа, которая составила от 0,4 до 1,5 мкм. Процесс нанесения покрытий осуществляли методом холодного газодинамического напыления низкого давления с использованием установки динамической металлизации ДИМЕТ 405. Влияние выбранных параметров на качество покрытия оценивали по уровню пористости и на основе анализа полученной микроструктуры. В результате исследования металлографическим методом с помощью сканирующей электронной микроскопии было установлено, что при напылении порошковой смеси А-10-1 степень пористости в покрытиях невелика, достигает значений от 0,56 до 0,89 % и вырастает с увеличением шероховатости поверхности подложки. Размер найденных пор составил от 1 до 15 мкм. При этом отмечено, что ориентация шероховатости подложки не оказывает влияния на качество покрытий. Эффективность осаждения составила 5 %.

1. Sokolov P., Aleshchenko A., Koshmin A., Cheverikin V. et al. Effect of hot rolling on structure and mechanical properties of Ti – 6Al – 4V alloy parts produced by direct laser deposition // International s Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020. Vol. 107. P. 1595–1603.
2. Радюк А. Г., Тилянов А. Е., Украинцев А. Е. Формирование диффузионных слоев на поверхности меди и ее сплавов // Цветные металлы. 2007. № 5. C. 95–97.

3. Радюк А. Г., Титлянов А. Е., Якоев А. Г., Педос С. И. Исследование свойств газотермических термообработанных Zn- и Zn – Al-покрытий на медной подложке // Цветные металлы. 2005. № 2. C. 70–73.
4. Радюк А. Г., Титлянов А. Е., Кузнецов В. Е., Украинцев А. Е. Исследование способов повышения жаростойкости меди и улучшения свойств медно-алюминиевого диффузионного слоя // Цветные металлы. 2009. № 6. C. 112–113.
5. Богданович В. И., Марьин С. Б., Докукина И. А., Гиорбелидзе М. Г. Разработка состава покрытий и оборудования для восстановления и упрочнения деталей энергетических агрегатов методом плазменного напыления // Цветные металлы. 2016. № 5. C. 56–62. DOI: 10.17580/tsm.2016.05.09.
6. Pat. 5302414 US. Gas dynamic spraying method of applying coatings / Alkhimov A. P., Papyrin A. N., Kosarev V. F., Nesterovich N. I. ; April 12, 1994.
7. Irissou E., Legoux J.-G., Ryabinin A. N., Jodoin B. et al. Review on cold spray process and technology: Part I. Intellectual property // J.Thermal Spray Technol. 2008. No. 17. P. 495– 516.
8. Assadi H., Kreye H., Gartner F., Klassen T. Cold spraying - A materials perspective // Acta. Materialia. 2016. Vol. 116. P. 382–407.
9. Shuo Yin. Cold spray a dditive manufacturing and repair: fundamentals and applications // Additive Manufacturing. 2018. Vol. 21. P. 628–650.
10. Shkodkin A., Kashirin A., Klyuev O., Buzdygar T. The basic principles of DYMET technology // Proceedings of the 2006 International Thermal Spray Conference (Seattle, USA).
11. Kashirin A., Klyuev O., Buzdygar T., Shkodkin A. Modern applications of the low-pressure cold spray // Proc. 2011 Int. Therm. Spray Conf., Hamburg.
12. Бобкова Т. И., Деев А. А., Быстров Р. Ю., Фармаковский Б. В. Нанесение износостойких покрытий с регулируемой твердостью с помощью сверхзвукового газодинамического напыления // Металлообработка. 2012. № 5-6. C. 45–49.
13. Куприянов Г. В. Способ восстановления повреждений корпусных деталей военной техники холодным газодинамическим напылением // Известия ТулГУ. Техни ческие науки. 2017. № 12. C. 433–446.
14. Champagne V. K. The repair of magnesium rotorcraft components by cold spray // J. Failure Anal. Prevention. 2008. Vol. 8, Iss. 2. P. 164–175.
15. Villafuerte J., Wright D. Practical cold spray success: repair of Al and Mg alloy aircraft components // Mater. Proc. 2010. Vol. 168, Iss. 5. P. 53–59.
16. Guosheng Huang, Hongren Wang, Xiangbo Li, Lukuo Xing et al. Deposition efficiency of low pressure cold sprayed aluminum coating // Materials and Manufacturing Processes. 2018. Vol. 33, No. 10. P. 1100–1106.
17. Maev R. G., Leshchynsky V. Introduction to low pressure gas dynamic spray. — Manheim : John Willey and Son – VCH, 2007. — 207 p.
18. Kalsi W. S., Sidhu T. S., Karthikeyan J. Evaluation of NiCoCrAlY coatings deposited on superalloy with novel cold spray process // Surface Eng. 2014. Vol. 31, Iss. 11. P. 840–845.
19. Rathod W. S., Khanna A. S., Karthikeyan J., Rathod R. C. Effect of N2 and he carrier gases on oxidation behavior of cold sprayed CoNiCrAlY powder to deposit bond coats // Indian I Metals. 2014. Vol. 67, Iss. 2. P. 247–262.
20. Wong W., Irissou E., Ryabinin A. N., Legoux J. G. et al. Influence of helium and nitrogen gases on the properties of cold gas dynamic sprayed pure titanium coatings // J. Therm. Spray Technol. 2011. Vol. 20, Iss. 1-2. P. 213–226.
21. Winnicki M., Małachowska A., Dudzik G., Rutkowska-Gorczyca M. et al. Numerical and experimental analysis of copper particles velocity in low-pressure cold spraying process // Surface and Coating Technology. 2015. Vol. 268. P. 230–240.
22. Huang G., Wang H., Li X., Xing L., Xhou J. Deposition effeciency of low pressure cold sprayed aluminum coating // Mater. Manuf. Process. 2017. Vol. 33, Iss. 10. P. 1100–1106.
23. Koivuluoto H., Vuoristo P. Effect of powder type and composition on structure and mechanical prope rties of Cu + Al₂O₃ coatings prepared by using low-pressure cold spray process // Journal of Thermal Spray Technology. 2010. P. 1081–1092.
24. Winnicki M., Malachowska A., Piwowarczyk T., Rutkowska-Gorczyca M. et al. The bond strength of Al + Al₂O₃ cermet coatings deposited by low pressure cold spraying // Arch. Civ. Mech. Eng. 2016. Vol. 16. P. 743–752.
25. Winnicki M., Małachowska A., Rutkowska-Gorczyca M., Sokołowski P. et al. Characterization of cermet coatings deposited by low-pressure cold spraying // Surface & Coatings Technology. 2015. Vol. 268. P. 108–114.
26. Małachowska A., Winnicki M., Konat Ł., Piwowarczyk T. et al. Possibility of spraying of copper coatings on polyamide 6 with low pressure cold spray method // Surface and Coatings Technology. 2017. Vol. 318. P. 82–89.
27. Kumar S., Bae G., Lee C. Deposition characteristics of copper particles on roughened substrates through kinetic spraying // Appl. Surf. Sci. 2009. Vol. 255. P. 3472–3479.
28. Singh R., Rauwald K. H., Mauler G., Schruefer S. et al. Effects of subtrate roughness and spray-angle on deposition behavior of cold-sprayed Inconel 718 // Surf. Coatings Technol. 2017. Vol. 319. P. 249–259.
29. Klinlov S. V. Measurements of cold spray deposition efficency // Journal of Thermal Spray Technology. 2006. Vol. 15, Iss. 3. P. 364–371.