Investigations of microstructure and selected mechanical properties of Al2O3 + 40 wt.% TiO2 coatings deposited by Atmospheric Plasma Spraying (APS)

• Autorzy: Michalak Monika , Łatka Leszek , Sokołowski Paweł , Ambroziak Andrzej

Identyfikatory

DOI

10.26628/wtr.v91i8.1068

Warianty tytułu

PL

Badania mikrostruktury i wybranych właściwości mechanicznych powłok Al2O3 + 40% wag. TiO2 natryskiwanych plazmowo

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Atmospheric Plasma Spraying (APS) enables deposition of coatings from different materials, including those based on Al2O3 and TiO2. In this work, Al2O3 + 40 wt.% TiO2 coatings were tested. The relationships between mechanical properties, microstructure and spraying parameters (namely: spraying distance and torch scan velocity) were investigated. Commercial -45 + 5 μm powders in agglomerated as-produced state were sprayed onto the stainless steel 1.4301 substrates. The aim of the study was to determine the adhesion, microhardness and roughness of coatings but also to characterize their microstructure. It was observed that coatings sprayed from shorter distance were well melted and revealed good adhesion, but at the same time they were more porous and of lower microhardness than those deposited from the longer spraying distance.

PL

Metoda natryskiwania plazmowego, APS (ang. Atmospheric Plasma Spraying) umożliwia nanoszenie powłok z różnych materiałów, w tym na bazie Al2O3 oraz TiO2. W pracy zbadano powłoki Al2O3 + 40% wag. TiO2. Przedmiotem badań były właściwości mechaniczne oraz mikrostruktura uzyskanych powłok, w zależności od odległości natryskiwania i prędkości przesuwu palnika względem podłoża. Wykorzystano komercyjne proszki w stanie aglomerowanym o granulacji -45 + 5 μm, którymi pokryto podłoża ze stali nierdzewnej 1.4301. Przeprowadzone badania miały na celu określenie przyczepności powłok, ich mikrotwardości, chropowatości oraz charakteryzację mikrostruktury. Zaobserwowano, że krótsza odległość natryskiwania skutkuje wyższym stopniem przetopienia cząsteczek proszku w powłoce oraz wyższą przyczepnością powłok, ale jednocześnie powoduje wyższą porowatość i niższą mikrotwardość powłok.

Słowa kluczowe

EN

atmospheric plasma spraying; APS; coating; microstructure; porosity; hardness; roughness; adhesion

PL

natryskiwanie plazmowe; powłoka; mikrostruktura; porowatość; twardość; chropowatość; przyczepność

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Welding Technology Review
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 91, nr 8
• Strony: 7--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Michalak Monika

• Wrocław University of Science and Technology, Poland

autor

Łatka Leszek

• Wrocław University of Science and Technology, Poland

autor

Sokołowski Paweł

• Wrocław University of Science and Technology, Poland

autor

Ambroziak Andrzej

• Wrocław University of Science and Technology, Poland

Bibliografia

• [1] Pawłowski L., The science and engineering of thermal spray coatings, 2 ed.; Wiley: Chichester, Great Britain, 2008.
• [2] Yugeswaran S., Selvarajan V., Vijay M., Sreekumar K.P., Sreekumar K.P., Influence of critical plasma spraying parameter (CPSP) on plasma sprayed Alumina–Titania composite coatings, Ceramics International 2010, Vol. 36(1), 141-149.
• [3] Berkath A.K., Kumar A., Suresh P., Tribological Behaviour of Plasma Sprayed Al2O3-TiO2 Coating on Al-6082T6 Substrate, International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology 2014, Vol. 3(6), 13956-13963.
• [4] Hejwowski T., Investigations into the degradation mechanism of thermal barrier applied in IC engine, Journal of KONES, 2009, Vol. 16(3), 129-134.
• [5] Winnicki M., Małachowska A., Rutkowska-Gorczyca M., Ambroziak A., Przyczepność powłok miedzi na podłożu aluminiowym naniesionych metodą LPCS, Welding Technology Review 2014, Vol. 86(2), 47-52.
• [6] Łatka L., Niemiec A., Michalak M., Sokołowski P., Tribological properties of Al2O3 + TiO2 coatings manufactured by plasma spraying, Tribology, 2019, Vol. 283(1), 19-24.
• [7] Kang J.J., Xu B.S., Wang H.D., Wang C.B., Influence of Spraying Parameters on the Microstructure and Properties of Plasma-sprayed Al2O3/40%TiO2 Coating, Physics Procedia, 2013, Vol. 50, 169-176.
• [8] Normand B., Fervel V., Coddet C., Nikitine V. Tribological properties of plasma sprayed alumina–titania coatings: role and control of the microstructure. Surface and Coatings Technology 2000, 278-287.
• [9] Rajesh T.S., Rao R.V., Experimental Investigation and Parameter Optimization of Al2O3-40% TiO2 Atmospheric Plasma Spray Coating on SS316 Steel Substrate, Materials Today: Proceedings, 2018, Vol. 5(2), 5012-5020.
• [10] Material Product Data Sheet Aluminum Oxide 40% Titanium Dioxide Powders
• [11] Tomaszek R., Pawłowski L., Zdanowski J., Grimblot J., Laureyns J., Microstructural transformations of TiO2, Al2O3+13TiO2 and Al2O3+40TiO2 at plasma spraying and laser engraving, Surface and Coatings Technology, 2004, Vol. 185(2-3), 137-149.
• [12] Norberg S., Hoffmann S., Yoshimura M., Ishizawa N., Al6Ti2O13, a new phase in the Al2O3-TiO2 system, Acta Crystallographica, 2005, Vol. 61, 35-38.
• [13] Michalak M., Łatka L., Sokołowski P. The microstructure and selected mechanical properties of Al2O3 + 3 wt.% TiO2 plasma sprayed coatings, Welding Technology Review, 2019, Vol. 91(6), 39-45.