PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Effect of Gas Pressure and Temperature on Stereometric Properties of Al+Al2O3 Composite Coatings Deposited by LPCS Method

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Wpływ ciśnienia i temperatury gazu na właściwości stereometryczne kompozytowych warstw Al+Al2O3 naniesionych metodą LPCS
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The paper deals with effect of working gas pressure and temperature on surface stereometry of coatings deposited by low-pressure cold spray method. Examinations were focused on aluminium coatings which are commonly used to protect substrate against corrosion. A commercial Al spherical feedstock powder with admixture of Al2O3 (Al + 60vol.-%Al2O3), granulation -50+10 µm, was used to coat steel, grade S235JR. Thedeposited coatings were studied to determine their stereometry, i.e. roughness, transverse and longitudinal waviness, topography of surface and thickness as the functions of gas pressure and temperature. A profilometer and focal microscope were used to evaluate the stereometric properties. In order to reduce the number of variables, the remaining process parameters, i.e. shape and size of de Laval nozzle, nozzle-to-substrate distance, powder mass flow rate, linear velocity of spraying gun, were kept unchanged. The investigation confirmed influence of temperature and pressure on coating thickness as well as on the surface seterometry.
PL
W pracy badano wpływ ciśnienia oraz temperatury gazu roboczego na stereometrię powierzchni warstw uzyskanych metodą niskociśnieniowego natryskiwania na zimno. W badaniach skupiono się na wykonaniu powłok aluminiowych, które są powszechnie stosowane w celu ochrony podłoża przed korozją. Wykorzystano komercyjny proszek sferyczny Al z domieszką Al2O3 (w proporcji obj. 40% Al / 60% Al2O3) o granulacji -50+10 µm, którym pokryto stal S235JR. Przeprowadzone analizy miały na celu określenie stereometrii otrzymanych warstw, tj. chropowatości, falistości poprzecznej oraz wzdłużnej, topografii powierzchni oraz grubości, w zależności od ciśnienia i temperatury gazu. Do analizy właściwości stereometrycznych wykorzystano profilografometr oraz mikroskop konfokalny. W celu ograniczenia ilości zmiennych, pozostałe parametry procesu, tj. kształt i rozmiar dyszy de Lavala, odległość dyszy od podłoża, masowe natężenie przepływu proszku, prędkość liniowa palnika, pozostawiono na stałym poziomie. Przeprowadzone badania potwierdziły wpływ temperatury oraz ciśnienia gazu na grubość naniesionych powłok, jak również na stereometrię ich powierzchni.
Twórcy
autor
  • Wrocław University Of Technology, 5 Łukasiewicza Str., 50-371 Wrocław, Poland
  • Wrocław University Of Technology, 5 Łukasiewicza Str., 50-371 Wrocław, Poland
  • Wrocław University Of Technology, 5 Łukasiewicza Str., 50-371 Wrocław, Poland
autor
  • Wrocław University Of Technology, 5 Łukasiewicza Str., 50-371 Wrocław, Poland
Bibliografia
  • [1] T. Stoltenhoff, H. Kreye, H. J. Richter, An Analysis of the Cold Spray Process and Its Coatings, Journal of Thermal Spray Technology 11(4), 542-550 (2002).
  • [2] T. Hussain, D. G. McCartney, P. H. Shipway, D. Zhang, Bonding Mechanisms in Cold Spraying: The Contributions of Metallurgical and Mechanical Component, Journal of Thermal Spray Technology 18(3), 365-379 (2009).
  • [3] W.-Y. Li, Ch.-J. Li, H. Liao, Significant influence of particle surface oxidation on deposition efficiency, interface mi-crostructure and adhesive strength of cold-sprayed copper coatings, Applied Surface Science 256, 4953-4958 (2010).
  • [4] K. C. Kang, S. H. Yoon, Y. G. Ji, C. Lee, Oxidation Effects on the Critical Velocity of Pure Al Feedstock Deposition in the Kinetic Spraying Process, Thermal Spray 2007: Global Coating Solutions (ASM International), 66-71 (2007).
  • [5] R. Gr. Maev, S. Titov, V. Leshchynsky, D. Dzhurinskiy, M. Lubrick, In Situ Monitoring of Particle Consolidation During Low Pressure Cold Spray by Ultrasonic Techniques, Journal of Thermal Spray Technology 20 (4), 845-851 (2011).
  • [6] L. Ajdelsztajn, B. Jodoin, G. E. Kim, J.M. Schoenung, Cold Spray Deposition of Nanocrystalline Aluminum Alloys, Metallurgical and Materials Transactions A 36A, 657-666 (2005).
  • [7] A. S. Alhulaifi, G. A. Buck, and W. J. Arbegast, Numerical and Experimental Investigation of Cold Spray Gas Dynamic Effects for Polymer Coating, Journal of Thermal Spray Technology, 2012, In Press.
  • [8] Y. Xu, I. M. Hutchings, Cold spray deposition of thermoplastic powder, Surface & Coatings Technology 201, 3044-3050 (2006).
  • [9] K. Ogawa, K. Ito, K. Ichimura, Y. Ichikawa, S. Ohno, N. Onda, Characterization of Low-Pressure Cold-Sprayed Aluminum Coatings, Journal of Thermal Spray Technology 17 (5-6), 728-735 (2008).
  • [10] E. Irissou, J.-G. Legoux, B. Arsenault, Ch. Moreau, Investigation of Al-Al2O3 Cold Spray Coating Formation and Properties, Journal of Thermal Spray Technology 16 (5-6), 661-668 (2007).
  • [11] H. Koivuluoto, P. Vuoristo, Effect of Powder Type and Composition on Structure and Mechanical Properties of Cu +Al2O3 Coatings Prepared by using Low-Pressure Cold Spray Process, Journal of Thermal Spray Technology 19 (5), 1081-1092 (2010).
  • [12] M. Fukumoto, H. Wada, K. Tanabe, M. Yamada, E. Yamaguchi, A. Niwa, M. Sugimoto, M. Izawa, Deposition Behavior of Sprayed Metallic Particle on Substrate Surface in Cold Spray Process, International Thermal Spray Conference and Exposition, 2007, Beijing.
  • [13] P.C. King, G. Bae, S.H. Zahiri, M. Jahedi, Ch. Lee, An Experimental and Finite Element Study of Cold Spray Copper Impact onto Two Aluminum Substrates, Journal of Thermal Spray Technology 19 (3), 620-634 (2010).
  • [14] Q. Wang, N. Birbilis, M.-X. Zhang, Interfacial structure between particles in an aluminum deposit produced by cold spray, Materials Letters 65, 1576-1578 (2011).
  • [15] A. Shkodkin, A. Kashirin, O. Klyuev, T. Buzdygar, Metal Particle Deposition Stimulation by Surface Abrasive Treatment in Gas Dynamic Spraying, Journal of Thermal Spray Technology 15 (3), 382-386 (2006).
  • [16] K. Spencer, D.M. Fabijanic, M.-X. Hang, The use of Al-Al2O3cold spray coatings to improve the surface properties of magnesium alloys, Surface & Coatings Technology 204, 336-344 (2009).
  • [17] A. Pawlowski, T. Czeppe, W. Baliga, L. Górski, M. Faryna, The morphology of the Al2O3 - SiO2 layer plasma sprayed onto a metallic substrate after heat treatment, Archives of Metallurgy and Materials 53, 4, 985-992 (2008).
  • [18] A. Pawlowski, J. Morgiel, M. Faryna, L. Górski, J. Grzonka, Structure analysis of the plasma sprayed Al2O3 - SiO2 coating on metallic substrate, Archives of Metallurgy and Materials 53, 3, 679-682 (2008).
  • [19] H. Lee, H. Shin, S. Lee, K. Ko, Effect of gas pressure on Al coatings by cold gas dynamic spray, Materials Letters 62, 1579-1581 (2008).
  • [20] J. Lee, S. Shin, H. J. Kim, C. Lee, Effects of gas temperature on critical velocity and deposition characteristics in kinetic spraying, Applied Surface Science 253 (7), 3512-3520 (2007).
  • [21] T. Goyal, R. S. Walia, T. S. Sidhu Study of Coating Thickness of Cold Spray Process Using Taguchi Method, Materials and Manufacturing Processes 27 (2), 185-192 (2012).
  • [22] T. Goyal, R. S. Walia, T. S. Sidhu, Surface roughness optimization of cold-sprayed coatings using Taguchi method, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 60 (5-8), 611-623 (2012).
  • [23] V. Champagne, D. Helfritch, Electromagnetic Interference Shielding by the Cold Spray Particle Deposition of an Aluminum – Alumina Matrix, Journal of Advanced Materials 40 (1), 20-26 (2008).
  • [24] A. Shkodki, A. Kashirin, O. Klyue, T. Buzdygar, Metal Particle Deposition Stimulation by Surface Abrasive Treatment in Gas Dynamic Spraying, Journal of Thermal Spray Technology 15(3), 382-386 (2006).
  • [25] H. Y. Lee, S. H. Jung, S. Y. Lee, Y. H. You, K. H. Ko, Correlation between Al2O3 particles and interface of Al-Al2O3 coatings by cold spray, Applied Surface Science 252, 1891-1898 (2005).
  • [26] S. Rech, A. Trentin, S. Vezzu, J.-G. Legoux, E. Irissou, and M. Guagliano, Influence of Pre-Heated Al 6061 Substrate Temperature on the Residual Stresses of Multipass Al Coatings Deposited by Cold Spray, Journal of Thermal Spray Technology 20, 1-2, 243-251 (2011).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-8053ad01-a015-473d-8966-b1cfcea5a6e1
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.