Application of coatings made by plasma spray and PVD methods for protecting graphite molds

• Autorzy: Nejman I. , Richert M. , Zawadzka P.

Identyfikatory

DOI

10.7494/mafe.2016.42.2.95

Warianty tytułu

PL

Powłoki ochronne nakładane metodami natrysku plazmowego oraz PVD na grafitowe krystalizatory przemysłowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of our research on the application of coatings for protecting industrial casting molds are presented. Tests were carried out on graphite molds with deposited Al2O3 coatings containing the addition of glassy carbon and with W/Zr/DLC coatings, both examined after the process of pouring molds with molten aluminum bronze. The coatings were applied by two different methods; i.e., plasma spraying in the case of Al2O3 + glassy carbon coating and PVD in the case of W/Zr/DLC coating. Reference tests were also conducted on graphite molds without coating. The use of protective coatings on graphite molds seems to be an effective solution. Studies have shown that coatings have good resistance during the casting process. The liquid metal sticking to the surface did not penetrate deep inside the graphite mold. The use of coating technology reduces the amount of downtime necessary to replace worn molds and increases the efficiency of the casting process.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące zastosowania powłok do ochrony grafitowych krystalizatorów przemysłowych. Badaniom poddano krystalizator grafitowy bez naniesionej powłoki, jak i z powłoką Al2O3 z dodatkiem węgla szklistego otrzymaną metodą natrysku plazmowego oraz krystalizator z powłoką W/Zr/DLC otrzymaną metodą PVD. Przeprowadzone badania dowodzą, że zastosowanie powłok w celu ochrony powierzchni krystalizatorów może być skutecznym rozwiązaniem. Badania wykazały, że zarówno powłoki ceramiczne Al2O3 + węgiel szklisty, jak i powłoka W/Zr-DLC zapewniają ochronę krystalizatora w trakcie kontaktu z ciekłym medium. Badania strukturalne oraz analiza składu chemicznego zostały przeprowadzane z zasto-sowaniem skaningowej mikroskopii elektronowej (HITACHI SU-70).

Słowa kluczowe

EN

graphite molds; protective coatings; plasma spraying; PVD

PL

krystalizatory grafitowe; powłoki ochronne; natrysk plazmowy; PVD

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Metallurgy and Foundry Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 42, no. 2
• Strony: 95--103
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Nejman I.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Department of Materials Science and Non-Ferrous Metals Engineering, Krakow, Poland

autor

Richert M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Department of Materials Science and Non-Ferrous Metals Engineering, Krakow, Poland

autor

Zawadzka P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Department of Materials Science and Non-Ferrous Metals Engineering, Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Walkowicz J., Smolik J., Miernik K., Bujak J.: Duplex surface treatment of moulds for pressure casting of aluminium. Surface and Coatings Technology, 97, 1 (1997), 453–464
• [2] Panjan P., Cekada R., Kirn R., Sokovic M.: Improvement of die-casting tools with duplex treatment. Surface and Coatings Technology, 180–181 (2004), 561–565
• [3] Richert M.W.: The wear resistance of thermal spray the tungsten and chromium carbides coatings. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 47, 2 (2011), 177–183
• [4] Fusco M.A., Ay Y., Casey A.H.M., Bourham M.A., Winfrey A.L.: Corrosion of single layer thin film protective coatings on steel substrates for high level waste containers. Progress in Nuclear Energy, 89 (2016), 159–169
• [5] Richert M., Leszczyńska-Madej B., Nejman I., Zawadzka P., Pietrzyk S.: Selection of protective coatings obtained by plasma spraying method for foundry industry. Key Engineering Material, 682 (2016), 177–181
• [6] Richert M., Zawadzka P.: Powłoki użytkowe na narzędziach i częściach maszyn dla przemysłu metali nieżelaznych. Obróbka Plastyczna Metali, 25, 1 (2014), 5–26
• [7] Mazurkiewicz A., Richert M., Smolik J.: Nanostrukturalne powłoki na bazie węglika chromu Cr3C2 wytwarzane różnymi metodami PVD. Problemy Eksploatacji, 4 (2011), 115–124
• [8] Mazurkiewicz A., Smolik J.: Development of novel nano-structure functional coatings with use the original hybrid device. Material Science Forum, 674 (2011), 1–9
• [9] Shanmugavelayuthan G., Kabayashi A.: Mechanical properties and oxidation behaviour of plasma sprayed functionally graded zirconia-alumina thermal barrier coatings. Material Chemistry and Physics, 103 (2007), 283–289
• [10] Hegazy N., Shoeib M., Abdel-Samea S., Kader-Abdel H.: Effect of plasma sprayed alumina coating on corrosion resistance. 13th International Conference on Aerospace Sciences & Aviation Technology, May 26–28 2009, paper ASAT-13-MS-14, 1–10
• [11] Tomaszewski H.: Węgiel szklisty – nowa postać węgla do zastosowań przemysłowych. Materiały Elektroniczne, 21,1 (1978), 27–39
• [12] Richert M., Nejman I., Leszczyńska-Madej B., Zawadzka P., Smolik J.: Effect of the addition of glassy carbon on the structure and properties of ZrO2-Y2O3 coatings. Key Engineering Materials, 682 (2016), 182–188
• [13] Cho T.Y., Yoon J.H., Kim K.S., Song K.O., Joo Y.K., Fang W., Zhang S.H., Youn S.J., Chun H.G., Hwang S.Y.: A study on HVOF coatings of micron and nano WC-Co powders. Surface and Coatings Technology, 202, 22–23 (2008), 5556–5559
• [14] Nahvai S.M., Jafari M.: Microstructure and properties of advanced HVOF-sprayed WC-based cermet coatings. Surface and Coatings Technology, 286 (2016), 95–102
• [15] Wang C.T., Escudeiro A., Polcar T., Cavalerio A., Wood R.J.K., Gao N., Langdon T.G.: Indentation and scratch testing of DLC-Zr coatings on ultrafine-grained titanium processed by high-pressure torsion. WEAR, 306, 1–2 (2013), 304–310
• [16] Vitu T., Escudeiro A., Polcar T., Cavalerio A.: Sliding properties of Zr-DLC coatings: The effect of tribolayer formation. Surface and Coatings Technology, 258 (2014), 734–745

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).