Wpływ obróbki plastycznej powłok MMC na umocnienie i zmniejszenie chropowatości powierzchni

• Autorzy: Dyl T. , Starosta R. , Skoblik R.

Warianty tytułu

EN

The influence of plastic working MMC coatings on the surface roughness reduction and strain hardening

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Określono wpływ obróbki plastycznej na wybrane właściwości powłok kompozytowych o osnowie niklowej przy różnym udziale procentowym fazy dyspersyjnej Al2O3. Powłoki Ni-Al-Al2O3 zostały nałożone na próbki ze stali niestopowej C45 z użyciem technologii poddźwiękowego płomieniowego natryskiwania cieplnego. Następnie poddane zostały obróbce plastycznej na zimno poprzez walcowanie i prasowanie na prasie hydraulicznej. W pracy przedstawiono analizę wyników badań nad możliwością zastosowania technologii obróbki plastycznej (walcowania i prasowania) do kształtowania wybranych właściwości natryskiwanych płomieniowo powłok stopowych Ni-Al i powłok kompozytowych Ni-Al-Al2O3. Powłoki stopowe są o strukturze jednofazowej, a mianowicie granicznego roztworu stałego α o maksymalnej 10% rozpuszczalności glinu w sieci krystalograficznej niklu, natomiast w powłokach kompozytowych udział objętościowy Al2O3 wynosił 15 i 30%. Obróbka plastyczna jest metodą alternatywną dla obróbki skrawaniem jako obróbka wykańczająca powłok nanoszonych przez natryskiwanie cieplne.

EN

The paper presents the effect of plastic working on the selected properties of composite coatings on the nickel base of different contents dispersed phase of Al2O3. Coatings of Ni-Al-Al2O3 were deposited on the steel specimens using the subsonic process of flame spraying. The specimens were then subjected to both cold plastic working by rolling and also pressing by the hydraulic press. Plastic working is an alternative to machining, as the method of finishing of coats made by flame spraying. The paper presents the findings of the research into the possibility of using plastic working (rolling and pressing) to obtain the selected properties of the flame sprayed Ni-Al alloy coatings and Ni-Al-Al2O3 composite coatings. The alloy coatings had a single-phase structure, namely boundary solution α, of the maximum 10% aluminium solubility in the crystal lattice of nickel, whereas in the composite coatings the volume content of non-metallic material Al2O3 was 15 and 30%. Flame spraying is widely used to apply coatings in the manufacture or reconditioning of a variety of machine parts (drive shaft journals in marine shafting, crank shaft main journals, pump rotors and casings, valve inserts and internal combustion engine cylinders, ship propellers and turbine rotor journals). Ceramic-and-metallic coatings are applied mainly to increase durability of machine parts. The paper aims for the preliminary analysis of the possibility for replacement of the traditional finishing methods, through machining, of the investigated coatings by surface plastic working. Steel specimens (C45) with the applied coating were subjected to cold rolling to obtain the following values of actual draft: φh = 0.06; 0.12 and cold pressing φh = 0.12. Flame-sprayed coatings were characterised by a considerable value of parameter Ra. The surface roughness obtained by flame spraying is not satisfactory in respect of the service qualities as large values of the order of Ra = 13.3 µm are obtained. Therefore the coatings should be subjected to finishing in order to achieve the required surface quality. After plastic working, neither spalling nor exfoliation was observed on the actual surface or on the cross-section of the coatings. Qualitative assessment of the coatings' adhesion using the so called 'rapid temperature changes' method did not show any adverse effect of the coating plastic strain on the tested property. Plastic working also contributed to the improvement in the stereometric structure (i.e. roughness) of the coatings. Another effect of plastic working was considerable reduction in the roughness average value. Profile measurements showed that the minimum values of Ra were obtained for rolled surfaces with the maximum values of relative strain, whereas the maximum values for pressed specimens.

Słowa kluczowe

PL

powłoka kompozytowa MMC; obróbka plastyczna; faza dyspersyjna; chropowatość

EN

composite MMC coating; plastic working; dispersion phase

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 9, nr 2
• Strony: 144--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Dyl T.

autor

Starosta R.

autor

Skoblik R.

• Akademia Morska, Wydział Mechaniczny, Katedra Materiałów Okrętowych i Technologii Remontów, ul. Morska 81-87, 81-225 Gdynia,

Bibliografia

• [1] Adamiec P., Dziubiński J., Regeneracja i wytwarzanie warstw wierzchnich elementów maszyn transportowych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1999.
• [2] Klimpel A., Technologie napawania i natryskiwania cieplnego, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1999.
• [3] Dyl T., Starosta R., The influence of rolling on the distribution of stress and strain in nickel - aluminum alloy coatings, Inżynieria Materiałowa 2007, 3-4, 524-526.
• [4] Starosta R., Badania potencjodynamiczne natryskiwanych płomieniowo kompozytowych powłok dyspersyjnych z osnową niklową, Kompozyty (Composites) 2008, 2, 195-200.
• [5] Specyfikacja technologiczna nakładania i obróbki powłok z proszku ProXon, 21021 Materiały firmy „Castolin+Eutectic” 2003.
• [6] Dyl T., Starosta R., Skoblik R., Obróbka wykańczająca powłok MMC w aspekcie umocnienia i zmniejszenia chropowatości powierzchni, Kompozyty (Composites) 2008, 2, 147-151.