The influence of selected plasma spraying parameters on microstructure and porosity of molybdenum coating

• Autorzy: Kubaszek Tadeusz , Zgódka Patrycja , Słyś Anita , Góral Marek , Drajewicz Marcin

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2022.10.1

Warianty tytułu

PL

Wpływ wybranych warunków natryskiwania plazmowego na mikrostrukturę i porowatość powłok molibdenowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Thermal sprayed molybdenum coating is widely used to decrease friction coefficient of machine components. Currently, many methods are used to fabricate it on steel substrate, e.g. arc spraying, plasma spraying, flame spraying and supersonic spraying. The article presents a preliminary study on the influence of basic plasma spraying parameters using an A60 plasma torch on thickness and porosity of molybdenum coating. The investigated basic parameters were: plasma gasses flow rate (Ar/H2 ratio: 64/7, 67/4, 61/10 NLPM, normal liters per minute), power current (550, 650, 750 A) and powder feed rate (10, 20, 30 g/min) was established. The obtained results showed that the A60 plasma torch could be used to deposit molybdenum coatings with the thickness achievable by other similar plasma spraying equipment. However, the porosity of deposited molybdenum coatings were higher than that obtained by other thermal spraying processes such as HVOF.

PL

Powłoki molibdenowe są powszechnie wykorzystywane w celu zmniejszenia współczynnika tarcia elementów maszyn. Obecnie stosowanych jest wiele metod natryskiwania cieplnego do wytwarzania takich powłok na podłożu stalowym, m.in.: natryskiwanie łukowe, plazmowe, płomieniowe i naddźwiękowe. W artykule przedstawiono wyniki wstępnych badań nad wpływem podstawowych parametrów natryskiwania plazmowego z użyciem palnika plazmowego A60 na grubość i porowatość powłok molibdenowych. Podstawowymi analizowanymi parametrami były: natężenie przepływu gazów plazmotwórczych (wartości natężenia przepływu Ar/H2: 64/7, 67/4, 61/10 NLPM), natężenie prądu palnika (550, 650, 750 A) oraz natężenie podawania proszku (10, 20, 30 g/min). Uzyskane wyniki wskazują, że zastosowanie palnika plazmowego typu A60 pozwala na uzyskanie powłok molibdenowych o porowatości i grubości zbliżonej do tych, które charakteryzują powłoki wytwarzane za pomocą innych podobnych systemów do natryskiwania plazmowego, jednak porowatość uzyskanych powłok molibdenowych jest wyższa od wytwarzanych w innych procesach natryskiwania cieplnego, np. naddźwiękowego HVOF.

Słowa kluczowe

EN

plasma spraying; molybdenum coatings; A60 plasma torch; porosity; thickness

PL

natryskiwanie plazmowe; powłoki molibdenowe; palnik A60; porowatość; grubość

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 10
• Strony: 321--315
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab.

Twórcy

autor

Kubaszek Tadeusz

• Rzeszow University of Technology, Research and Development Laboratory for Aerospace Materials, Zwirki i Wigury 4, 35-959 Rzeszow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7006-4857

autor

Zgódka Patrycja

• Rzeszow University of Technology, Research and Development Laboratory for Aerospace Materials, Zwirki i Wigury 4, 35-959 Rzeszow, Poland

autor

Słyś Anita

• Rzeszow University of Technology, Zwirki i Wigury 4, 35-959 Rzeszow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4123-5944

autor

Góral Marek

• Rzeszow University of Technology, Research and Development Laboratory for Aerospace Materials, Zwirki i Wigury 4, 35-959 Rzeszow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7058-510X

autor

Drajewicz Marcin

• Rzeszow University of Technology, Research and Development Laboratory for Aerospace Materials, Zwirki i Wigury 4, 35-959 Rzeszow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-9600-6938

Bibliografia

• [1] A. Vaidya, T. Streibl, L. Li, S. Sampath, O. Kovarik, R. Greenlaw. 2005. “An Integrated Study of Thermal Spray Process-Structure-Property Correlations: A Case Study for Plasma Sprayed Molybdenum Coatings”. Materials Science and Engineering: A 403 (1–2): 191–204. DOI: 10.1016/j.msea.2005.04.056.
• [2] X. Jiang, J. Matejicek, S. Sampath. 1999. “Substrate Temperature Effects on the Splat Formation, Microstructure Development and Properties of Plasma Sprayed Coatings”. Materials Science and Engineering: A 272 (1): 189–198. DOI: 10.1016/S0921-5093(99)00461-X.
• [3] Purnendu Das, Soumitra Paul, P.P. Bandyopadhyay. 2019. “Tribological Behaviour of Plasma Sprayed Diamond Reinforced Molybdenum Coatings”. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 78: 350–359. DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2018.10.015.
• [4] T.A. Stolarski, S. Tobe. 2001. “The Effect of Spraying Distance on Wear Resistance of Molybdenum Coatings”. Wear 249 (12): 1096–1102. DOI: 10.1016/S0043-1648(01)00842-0.
• [5] M. Laribi, N. Mesrati, A.B. Vannes, D. Treheux. 2003. “Adhesion and Residual Stresses Determination of Thermally Sprayed Molybdenum on Steel”. Surface and Coatings Technology 166 (2–3): 206–212. DOI: 10.1016/S0257-8972(02)00818-6.
• [6] M. Laribi, A.B. Vannes, D. Treheux. 2006. “On a Determination of Wear Resistance and Adhesion of Molybdenum, Cr−Ni and Cr−Mn Steel Coatings Thermally Sprayed on a 35CrMo4 Steel”. Surface and Coatings Technology 200 (8): 2704–2710. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2004.12.036.
• [7] C.S. Ramesh, H. Adarsha, A. Chaturvedi, N. Nair. 2018. “Investigations on the Effect of Molybdenum (Mo) and Molybdenum Silicon Carbide (Mo-10% Sic) Composite Coatings on Mild Steel Substrate using HVOF Technique”. Materials Today: Proceedings 5 (11): 24422–24427. DOI: 10.1016/j.matpr.2018.10.238.
• [8] M.D. Ganeshachar, S. Biswas, B.R. Shridhar, S. Ramachandra. 2008. “Applications and Characterization of Overlay Coatings”. PESIT Conference 43, Bangalore.
• [9] D. Debasish, S. Mantry, D. Behera, B.B. Jha. 2014. “Improvement of Microstructural and Mechanical Properties of Plasma Sprayed Mo Coatings Deposited on Al−Si Substrates by Premixing of Mo with TiN”. High Temperature 52 (1): 19–25. DOI: 10.1134/S0018151X14010076.
• [10] S. Tailor, A. Modi, S.C. Modi. 2018. “High-Performance Molybdenum Coating by Wire-HVOF Thermal Spray Process”. Journal of Thermal Spray Technology 27 (9): 757–768. DOI: 10.1007/s11666-018-0706-2.
• [11] Thermal Spray Powders. 2019. Amperit: 2438HOG. https://www.fst.nl/images/downloads/material/amperit-thermal-spray-powders.pdf, (available: 20.02.2022).
• [12] H. Xi, P. He, H. Wang, M. Liu, S. Chen, Z. Xing, G. Ma, Z. Lv. 2020. “Microstructure and Mechanical Properties of Mo Coating Deposited by Supersonic Plasma Spraying”. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 86: 105095. DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2019.105095.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).