Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Tribological wear analysis of Ti-Al composite coatings applied with the cold spray method

Rutkowska-Gorczyca Małgorzata, Wiśniewski Marcin, Dziubek Mateusz, Kowalewski Piotr, Winnicki Marcin

Tribologia

|

2023

|

nr 3

63--70

EN

The possibility of using the low-pressure cold gas spraying (LPCS) method to create composite coatings has been known and used for a long time. This method makes it possible to create coatings from physically and chemically different powders and to regenerate components damaged during operation. Composite coatings of titanium and aluminium at different weight concentrations were selected for the study. The research was conducted to optimise the influence of the chemical composition of the composite coatings on their tribological properties. This paper presents the results of tribological wear testing of composite coatings applied using the low-pressure cold gas spray (LPCS) method. Wear resistance tests were performed using the ball-on-plate method in reciprocating motion using a steel ball. Tribological testing of the coatings included determining the effect of contact force on wear and the value of the kinetic coefficient of friction of the friction pairs tested. The study determined the optimum chemical composition of the Ti-Al composite coatings to improve wear properties.

PL

Możliwość zastosowania metody niskociśnieniowego natrysku zimnym gazem (LPCS) do tworzenia powłok kompozytowych jest znana i wykorzystywana od bardzo dawna. Metoda ta pozwala na tworzenie powłok z różnych pod względem fizycznym i chemicznym proszków oraz na regenerację elementów uszkodzonych podczas eksploatacji. Do badań wybrano kompozytowe powłoki tytanu i aluminium przy różnych stężeniach wagowych. Badania przeprowadzono w celu optymalizacji wpływu składu chemicznego powłok kompozytowych na ich właściwości tribologiczne. W pracy zaprezentowano wyniki badań zużycia tribologicznego powłok kompozytowych nanoszonych z zastosowaniem metody niskociśnieniowego natrysku zimnym gazem (LPCS). Badania odporności na zużycie wykonano przy użyciu metody ball-on-plate, w ruchu posuwisto-zwrotnym z wykorzystaniem stalowej kulki. Badania tribologiczne powłok obejmowały określenie wpływu siły nacisku na zużycie oraz wartość współczynnika tarcia kinetycznego badanych par trących. Badania pozwoliły określić optymalny skład chemiczny kompozytowych powłok Ti-Al w celu poprawy właściwości eksploatacyjnych.

2

Analysis of the Tribological Properties of Cu-aTiO2 Composite Coatings Applied by the Cold Spray Method

Rutkowska-Gorczyca Małgorzata, Ptak Anita, Winnicki Marcin

Tribologia

|

2020

|

nr 4

51--57

EN

The properties of copper have been known and used for a very long time, and research has also been carried out for a long time to expand the applications of this material. One of the methods increasing the bactericidal and bacteriostatic effect of copper is modification by means of the TiO2 phase. The research was conducted in order to determine the impact of modification of copper coatings with TiO2 titanium dioxide on their tribological properties. The paper presents the results of studies on tribological wear of composite coatings applied on steel using the method of low-pressure cold gas spraying (LPCS). The tests of resistance to abrasive wear were carried out in a ball-disc combination in reciprocating motion. The analysis of the resistance to abrasive wear of the tested coatings included the determination of the impact of the pressure force on the intensity of wear and the kinetic friction coefficient of the tested friction pairs. It was found that the samples covered only with copper coatings were characterized by a higher value of friction coefficient in relation to the substrate made of AISI 316l steel. The modification of copper with the submicron particles TiO2 fraction does not increase the value of friction coefficient. The value of this parameter is maintained at a similar level regardless of the applied counterspecimen.

PL

Właściwości miedzi są znane i wykorzystywane od bardzo dawna, od dawna również są prowadzone badania nad zwiększeniem możliwości zastosowania tego materiału. Jedną z metod zwiększających działanie bakteriobójcze i bakteriostatyczne miedzi jest modyfikacja fazą TiO2 . Badania przeprowadzono w celu określenia wpływu modyfikacji powłok miedzianych ditlenkiem tytanu TiO2 na ich właściwości tribologiczne. W pracy zaprezentowano wyniki badań zużycia tribologicznego powłok kompozytowych nanoszonych na stal metodą niskociśnieniowego natrysku zimnym gazem (LPCS). Badania odporności na zużycie ścierne wykonano w skojarzeniu kula–tarcza, w ruchu posuwisto-zwrotnym. Analiza odporności na zużycie ścierne badanych powłok obejmowała określenie wpływu siły nacisku na intensywność zużywania i współczynnik tarcia kinetycznego badanych par trących. Stwierdzono, że próbki pokryte wyłącznie powłoką miedzianą charakteryzują się wyższą wartością współczynnika tarcia, w stosunku do podłoża ze stali AISI 316l. Modyfikacja miedzi frakcją submikronowych cząstek TiO2 nie powoduje zwiększenia wartości współczynnika tarcia. Wartość tego parametru zostaje zachowana na podobnym poziomie niezależnie od zastosowanego obciążenia przeciwpróbki.

3

Wybrane właściwości powłok aluminiowych natryskiwanych metodą LPCS na PA6

Małachowska A., Kowal T., Winnicki M., Ambroziak A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2016

|

R. 88, nr 6

27--31

PL

W artykule przedstawiono badania powłok aluminiowych naniesionych na poliamid 6 za pomocą niskociśnieniowej odmiany metody cold spray (LPSC). Porównano wpływ przygotowania powierzchni na przyczepność, mikrotwardość oraz mikrostrukturę powłok. Warstwy wytworzone na podłożach niepoddanych obróbce charakteryzowały się tendencją do samoistnej utraty przyczepności. Przyczepność uległa znacznemu zwiększeniu dzięki zastosowaniu obróbki strumieniowo-ściernej w podwyższonej temperaturze oraz międzywarstw cynowych. Osiągnięte wartości są porównywalne z możliwymi do uzyskania innymi metodami natryskiwania cieplnego.

EN

The article presents a study on aluminum coatings deposited on polyamide 6 by a low-pressure cold spray method (LPSC). The effect of surface preparation on adhesion, microhardness and microstructure of coatings was compared. The layers sprayed on untreated substrates were characterized by a tendency to delamination. Adhesion has been significantly increased through the use of sandblasting at an elevated temperature and tin interlayer. Coatings performance is comparable to those obtained by other methods.

4

Przyczepność powłok miedzi na podłożu aluminiowym naniesionych metodą LPCS

Winnicki M., Małachowska A., Rutkowska-Gorczyca M., Ambroziak A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2014

|

R. 86, nr 2

47--52

PL

Metoda niskociśnieniowego natryskiwania na zimno (ang. Low Pressure Cold Spraying – LPCS) umożliwia nanoszenie powłok z miękkich metali, takich jak Sn, Zn, Al, Cu, ewentualnie Ni i Fe, oraz ich stopów. W procesie zaleca się stosowanie domieszki ceramiki do proszku metalu, w celu polepszenia właściwości mechanicznych uzyskanych warstw oraz zwiększenia wydajności procesu. Budowanie warstw z samego proszku metalu jest również możliwe. W pracy badano wpływ zastosowanego proszku na właściwości mechaniczne oraz mikrostrukturę uzyskanych powłok, naniesionych przy stałych parametrach procesu. Skupiono się na wykonaniu powłok miedzianych, które są powszechnie stosowane w elektrotechnice. Wykorzystano komercyjne proszki dendrytyczne; proszek Cu z domieszką Al2O3 (w proporcji obj. 50% Cu/50% Al2O3) o granulacji -45+15 μm oraz proszek Cu o granulacji -50+15 μm, którymi pokryto stop aluminium AA1350. Przeprowadzone analizy miały na celu określenie przyczepności warstw oraz ich mikrotwardości. Powłoki były odrywane zgodnie z PN-EN 582, bez obróbki powierzchni. Warstwy natryskiwano przy wykorzystaniu manipulatora, co umożliwiło uzyskanie równomiernie nałożonej powłoki.

EN

Low Pressure Cold Spraying method (LPCS) allows build coatings with soft metals such as Sn, Zn, Al, Cu, even Ni and Fe and their alloys. In the process admixture of ceramics to the metal powder is recommended to improve mechanical properties of deposited coatings and increase deposition efficiency. Building coatings with pure powder without ceramic is also possible. In the manuscript the influence of used powder on mechanical properties and microstructure of obtained coatings, deposited with constant process parameters is presented. Copper coatings were deposited, which are commonly used in the electrical engineering. Two kinds of commercial available dendritic powders, Cu powder with Al2O3 admixture (50% Cu/50% vol. Al2O3) with a particle size of -45+15 μm and pure Cu powder with a particle size of -50+15 μm were used in the tests. Aluminum alloy AA 1350 was used as a substrate. The aim of the research was to identify coatings bond strength and microhardness. The bond strehgth tests consisted in pulling off the coatings in accordance with standard PN-EN 582 without coating surface machining preparation. In the spraying process manipulator was used, what gives uniformly deposited coatings.

5

Casting Defects Filling by Low Pressure Cold Spraying Method

Piwowarczyk T., Winnicki M., Małachowska A., Ambroziak A.

Archives of Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 14, iss. 1 spec.

109--114

EN

In this paper the possibilities of using Low Pressure Cold Spraying (LPCS) method for filling the casting defects are presented. In Cold Spraying there is no metallurgical bonding because powder particles are deposited in solid state. The effect of high temperature on both substrate and coating structure is avoided. In performed experiments coatings of Al, Zn and Sn powders with addition of Al2O3 ceramic were deposited onto chosen aluminium alloys substrates. Two the most important mechanical properties of Cold Sprayed coatings, i.e. bond strength and microhardness, were analysed. Coatings bond strength was determined by tensile pull test. Coatings microstructure was examined with the use of scanning electron microscope (SEM) analysis. LPCS method potential applications in castings repair is shown.

6

Wpływ stereometrii powierzchni na właściwości adhezyjne warstwy naniesionej metodą LPCS

Winnicki M., Małachowska A., Sokołowski P.

Przegląd Spawalnictwa

|

2013

|

R. 85, nr 6

71--75

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.