Wpływ stereometrii powierzchni na właściwości adhezyjne warstwy naniesionej metodą LPCS

• Autorzy: Winnicki M. , Małachowska A. , Sokołowski P.

Warianty tytułu

EN

The surface stereometry influence on the adhesive properties of LPCS made layer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Metoda niskociśnieniowego natryskiwania na zimno (low pressure cold spray – LPCS) jest wykorzystywana do wykonywania różnego rodzaju warstw przewodzących, antykorozyjnych, izolujących itp., jak również uzupełniania ubytków materiału. Proces może być zautomatyzowany, poprzez podłączenie palnika urządzenia do robota bądź manipulatora, lub też obsługiwany ręcznie, co czyni go bardzo mobilnym. Jednakże automatyzacja jest o tyle korzystna, że umożliwia uzyskanie równomiernie nałożonej warstwy o pożądanej grubości. Ze względu na dużą liczbę współzależnych parametrów, w jednym przejściu palnika można uzyskać ścieg o grubości rzędu od kilkuset mikrometrów do nawet kilku milimetrów. Powstaje wskutek tego warstwa o zróżnicowanej falistości i chropowatości powierzchni. W przedstawionym artykule skupiono się na wyznaczeniu wpływu parametrów procesu LPCS, dających warstwę o określonej falistości oraz chropowatości, przy grubości warstwy do 1 mm. W badaniach wykorzystano proszek aluminium z domieszką korundu, co pozwoliło uzyskać warstwy kompozytowe, które znajdują szerokie zastosowanie jako zabezpieczenie stali przed korozją.

EN

Low Pressure Cold Spray (LPCS) is used to perform various kinds of conductive layers, anti-corrosion, insulating, etc., as well as filling the discontinuities in the material surface. The process can be automated by connecting the burner unit to the robot or manipulator and manual, making it extremely mobile. However, the automated system is advantageous in that it allows a uniformly applied layers of a desired thickness. Due to the large number of interdependent parameters in a single burner pass can be seam thickness of the order of several hundred microns to several millimeters - this results in a layer of varying waviness and roughness of the surface. The article focuses on determining the impact of LPCS process parameters on layer having a particular waviness and roughness, and the layer thickness of 1 mm. In the test were used aluminum powder mixed with alumina, allowing for composite layers, which is widely used to protect steel from corrosion.

Słowa kluczowe

PL

stereometria powierzchni; właściwości adhezyjne; warstwa powierzchniowa; natrysk; metoda niskociśnieniowego natryskiwania na zimno; LPCS

EN

surface stereometry; adhesive properties; surface layer; spraying; low pressure cold spray; LPCS

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Przegląd Spawalnictwa
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 85, nr 6
• Strony: 71--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Winnicki M.

• Politechnika Wrocławska

autor

Małachowska A.

• Politechnika Wrocławska

autor

Sokołowski P.

• Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• [1] Katanoda H., Matsuoka T., Matsuo K.: Experimental Study on Shock Wave Structures in Constant-area Passage of Cold Spray Nozzle, Journal of Thermal Science, vol.16, no.1, 2006, s. 40-45.
• [2] Jodoin B., Richer R, Bérubé G., Ajdelsztajn L.. Erdi-Betchi A., Yandouzi M.: Pulsed-Gas Dynamic Spraying: Process analysis. development and selected coating examples, Surface & Coatings Technology, vol. 201, 2007, s. 7544-7551.
• [3] Xian-Jin Ning, Quan-Sheng Wang, Zhuang Ma. and Hyung-Jun Kim: Numerical Study of In-flight Particle Parameters in Low-Pressure Cold Spray Process, JouInal of Therrnal Spray Technology vol. 19, no. 6, 2010, s. 1211-1217.
• [4] Schmidt T., Gärtner F., Assadi H.: Kreye H.: Development of a generalized parameter window for cold spray deposition, Acta Materialia, vol. 54, 2006, s. 729-742.
• [5] Hussain T. McCartney D.G., Shipway P.H.. Zhang D.: Bonding Mechanisms in Cold Spraying: The Contributions of Metallurgical and Mechanical Components. Journal of Thermal Spray Technology, vol. 18, no. 3, 2009, s. 364-379.
• [6] Luzin V., Spencer K., Zhang M.-X.: Residual stress and thermo-mechanical properties of cold spray metal coatings, Acta Materialia, vol. 59, 2011, s. 1259-1270.
• [7] Goyal R., Walia R. S., Sidhu T. S.: Study of Coating Thickness of Cold Spray Process Using Taguchi Method, Materials and Manufacturing Process, vol. 27, 2012. s. 185-192.
• [8] Van Steenkiste T.: Smith J.R.: Evalation of coatings produced via kinetic and cold spray process, Journal of Thermal Spray Technology, vol. 13, no. 2, 2004, s. 274-282.
• [9] Lima R. S., Kucuk A. C. C.: Berndt Deposition efficiency, mechanical properties and coating roughness in cold-sprayed titanium, Journal of Materials Science Letters, vol. 21, 2002, 1687-1689.
• [10] Balania K., Lahaa T., Agarwala A., Karthikeyanb J. N.: Munroea effect of carrier gases on microstructural and electrochemical behavior of cold-sprayed 1100 aluminum coating. Surface & Coatings Technology, vol. 195, 2005, s. 272-279.
• [11] Wang Q., Birbilis N., Zhang M.-X.: Interfacial structure between particles in an aluminum deposit produced by cold spray, Materials Letters, vol. 65, 2011, s. 1576-1578.
• [12] Irissou E., Legoux J.-G.. Arsenault B., Moreau Ch.: Investigation of AI-AI2O3 Cold Spray Coating Formation and Properties, Journal of Thermnal Spray Technology, vol. 16 (5-6). 2007, s. 661-668.
• [13] Shkodkin A., Kashirin A., Klyuev O., Buzdygar T.: Metal Particle Deposition Stimulation by Surface Abrasive Treatment in Gas Dynamic Spraying, Journal of Thermal Spray Technology, vol. 15 (3), 2006, s. 382-386.
• [14] Spencer K.. Fabijanic D.M., Hang M.-X.: The use of AI-A!2O3 cold spray coatings to improve the surface properties of magnesium alloys, Surface & Coatings Technology, vol. 204, 2009, s. 336-344.
• [15] Champagne V. K.: The cold spray materials deposition process: Fundamentals and applications, Woodhead Publishing Limited, Cambridge, 2007.
• [16] Rech S., Trentin A., Vezzu S., Legoux J.-G,. Irissou E. and Guagliano M.: 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, vol. 20, no. 1-2, 2011, s. 243-251.