Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wysoko wydajny system natryskiwania na zimno do reperowania elementów ze stali nierdzewnej

Jemielniak Krzysztof

Mechanik

|

2021

|

R. 94, nr 5-6

24

PL

Natryskiwanie na zimno (cold spray – CS) jest stosowane do wzmacniania strukturalnego, powlekania i naprawy elementów metalowych. Osadzanie następuje w wyniku uderzania małych cząstek, przyspieszanych do prędkości ponaddźwiękowych, w powierzchnię osadzania. Zastosowanie CS pod wysokim ciśnieniem – koniecznym w przypadku materiałów ze stali nierdzewnej – jest in situ ryzykowne i nieopłacalne. Tu opisano nowatorską metodę osadzania CS z wykorzystaniem kompaktowego i łatwego w transporcie urządzenia.

2

Properties of titanium coating deposited using spheroidal powders by cold spraying

Żórawski W., Mądry J., Sienicki J., Makrenek M., Góral A., Kowalski S.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2017

|

Vol. 82, nr 1

12--17

EN

Purpose: The purpose of this study was to investigate the microstructure and the properties of the Ti coatings cold sprayed using spheroidal powder on the Al 7075 alloy. Design/methodology/approach: The Ni powder with irregular shape of grains was applied in the cold spraying process. The coatings were sprayed by means of a Impact Innovations 5/8 system with of nitrogen as process gas. Findings: The high kinetic energy of titanium particles causes their significant deformation and splats strongly adhere to the substrate and to each other. Cold sprayed titanium coatings exhibit negligible porosity and different mechanical properties caused by varying deformation degree of titanium powder. There were no phase changes in titanium powder during the spray process, and the coating consist of crystalline titanium. Practical implications: Titanium and its alloys have unique properties such as a high strength to weight ratio, excellent corrosion resistance and bio-compatibility. These features make it a material that is ideally suited for use in the aerospace, medical, and corrosive industries. Originality/value: The main advantage of cold spraying is elimination of influence of temperature on the particles of the coating material and the substrate that occurs in conventional thermal spraying methods. Therefore, the properties of such formed coatings are not available in other technologies.

3

Characterization of thermally oxidized titanium based coating

Cetiner D., Paksoy A. H., Tazegul O., Atar E., Cimenoglu H.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2016

|

Vol. 75, nr 2

49--54

EN

Purpose: Aim of the study is to improve the bioactivity of CoCr alloy upon covering the surface with titanium based coating. Design/methodology/approach: CoCr alloy was coated by cold spraying of powder mixture having a composition of 92 wt.%Ti + 8 wt.%Al. Coated samples were thermally oxidized at 600°C for 60 hours. Characterization of the coating was made by X-Ray diffraction analyses, microstructural surveys, cross-section and surface SEM elemental mapping analyses, roughness and hardness measurements. Findings: Results showed that sequential application of cold spray and thermal oxidation processes provided the multi-layered coating consisting of an inner titanium based layer and an outer oxide layer consisted of TiO2 and Al2O3. Thermal oxidation also caused the remarkable increasing in the surface hardness as compared to the as-cold sprayed state. Practical implications: Modifying the surface of CoCr metallic implants for long term success. Originality/value: Producing a multilayer coating on the surface of the CoCr alloy for biomedical application by sequential application of cold spray and thermal oxidation processes is the orginality of the study.

4

Structural and chemical investigation into Ti/TiC coatings deposited with Cold Gas Spraying (CGS)

Kąc S., Szwachta G., Kusiński J., Matteazzi P., Colella A., Dosta S., Fernandez J., Garcia-Forgas J.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

150--153

EN

The article presents structural and chemical investigation into Ti/TiC coatings, deposited by using Cold Gas Spraying Technology (CGS) onto titanium aluminium vanadium alloy (TiAlV) substrate. The main issues were to obtain nanostructured coatings with very fine titanium carbides, evenly distributed in the metallic matrix. Nanostructured powder was produced by the High Energy Ball Milling (HEBM), which – applying mechanico-chemical synthesis principles – leads to simultaneous getting of: improvement in material properties, fine phase distribution and uncompleted reaction. Nanostructured particles of 20÷40 μm in size were used during spraying process. The impact energy of nanostructured particles on the substrate was used to induce the uncompleted reactions. The structural investigations were carried out by using three methods: scanning and transmission electron microscopy (with Energy-dispersive X-ray spectroscopy) and X-ray diffraction technique. Results show that the large titanium carbide particles were cracking after impact and did not show a good cohesion to titanium matrix. The fine particles were arranged in coating very densely. The energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) was used to identify the chemical elements in the coatings. The analysis detected only titanium and carbon. This enabled to distinguish the individual particles in the coating structure. The X-ray diffraction (XRD) was used to identify the phase composition in coatings and revealed only α titanium and titanium carbide phases in coatings.

PL

W artykule przedstawiono analizę struktury i składu chemicznego powłok Ti/TiC uzyskanych metodą natryskiwania na zimno (CGS) na podłoże ze stopu tytan-glin-wanad. Celem pracy było otrzymanie nanostrukturalnych powłok zbudowanych z bardzo drobnych węglików tytanu, równomiernie rozmieszczonych w osnowie tytanu. Nanostrukturalny proszek został wytworzony za pomocą wysokoenergetycznego mielenia (HEBM), które, wykorzystując prawa syntezy mechaniczno-chemicznej, doprowadziło do jednoczesnego uzyskania lepszych własności materiału, drobnodyspersyjnych faz i uzyskania stanu niekompletnej reakcji. Nanostrukturalne cząstki proszku o wielkości 20÷40 μm zostały użyte podczas natryskiwania. Energia uderzenia cząstek nanostrukturalnego proszku o podłoże pozwalała wywołać odpowiednie reakcje zapoczątkowane podczas mielenia. Badania struktury przeprowadzono za pomocą trzech metod: skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej (w tym mikroanalizy rentgenowskiej) i technik dyfrakcji promieniowania X. Wyniki ujawniły, że duże węgliki tytanu po uderzeniu pękają i nie występuje dobra kohezja pomiędzy nimi a tytanową osnową. Z kolei drobne cząstki były równomiernie rozmieszczone w całej objętości powłoki. Powłoki były zwarte i jednorodne. Spektroskopia z dyspersją energii (EDS) została zastosowana w celu analizy składu chemicznego powłok. Potwierdzono obecność tylko tytanu i węgla. Analiza ta (wraz z analizą dyfrakcji elektronowych) pozwoliła, jednoznaczną identyfikację poszczególnych cząstek w strukturze powłoki. Technika dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD) została użyta w celu identyfikacji poszczególnych faz w powłokach. Potwierdzono obecność dwóch faz – Tiα oraz TiC.

5

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

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

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

879--886

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.

6

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.

7

Microstructural characterization of Fe-Cu-Al-Al2O3 coatings prepared with cold gas spraying technique

Kąc S., Szelc J., Kusiński J., Matteazzi P., Colella A., Dosta S., Fernandez J.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

299--302

EN

The paper presents the investigation results of the inﬂuence of deposition parameters on: microstructure, chemical and phase composition of Fe-Cu-Al-Al2O3 coatings. The aim of this study is to develop an appropriate chemical composition and stmcture of the coatings based on Fe-Cu-Al-Al2O3 considering their adhesion to substrates, high wear resistance, etc. The substrate material for applied coating was carbon steel. Cold Gas Spraying technology was applied to deposit coatings at increasing gas temperature 600÷800°C and pressure 3.2÷4.0 MPa. The microstructure of coatings was examined with light microscopy (LM), scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopy. Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) was utilized to identify the chemical composition of the coatings. X-ray diffraction (XRD) and electron diffraction in TEM were used to identify the phases in coatings. The experiments revealed a strong effect of deposition parameters on the structural and chemical composition of the Fe-Cu-Al + Al2O3 SCG sprayed coatings. The electron microscopy and X-ray diffraction examinations revealed that coatings are made up of nanometric complex metallurgical phases (complex iron, copper and alumina phases) and have good bonding with the substrate.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu parametrów osadzania na mikrostrukturę, skład chemiczny i fazowy powłok na bazie Fe-Cu-Al-Al2O3. Celem badań było opracowanie składu chemicznego i struktury powłok, uwzględniając ich przyczepność do podłoża, odporność na ścieranie itp. Podłożem dla nanoszonej powłoki była stal węglowa. Proces natryskiwania powłok przeprowadzono w temperaturze gazu 600÷800°C pod ciśnieniem 3,2÷4,0 MPa. Mikrostrukturę otrzymanych powłok analizowane za pomocą mikroskopu świetlnego (LM) i skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Do identyfikacji pierwiastków w powłokach zastosowano metodę mikroanalizy rentgenowskiej (EDS). Do analizy fazowej otrzymanych powłok użyto rentgenowskiej analizy fazowej (XRD) oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM). Przeprowadzone eksperymenty ujawniły znaczący wpływ parametrów osadzania techniką natryskiwania na zimno na skład chemiczny i fazowy powłok Fe-Cu-Al + Al2O3. Badania przeprowadzone za pomocą mikroskopii elektronowej oraz rentgenowskiej analizy fazowej wykazały, że powłoki są wytworzone z nanometrycznych złożonych faz (złożone fazy zawierające żelazo, miedź oraz aluminium), jak również mają dobre połączenie z podłożem.

8

Analiza numeryczna mechanizmu wiązania proszku cyny z powierzchnią tworzywa sztucznego w procesie natryskiwania na zimno

Małachowska A., Winnicki M., Ambroziak A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2012

|

R. 84, nr 9

20-26

PL

W procesie nanoszenia powłok metodą Cold Spray cząsteczki są przyspieszane do dużych prędkości za pomocą rozgrzanego i sprężonego gazu, a po uderzeniu w podłoże osadzają się wskutek deformacji plastycznej. Ze względu na niską temperaturę występującą w tej metodzie wydaje się ona odpowiednia do metalizacji tworzyw sztucznych. W artykule zawarto analizę literaturową z zakresu metalizacji tworzyw sztucznych. Przedstawiono wyniki symulacji numerycznej MES nanoszenia proszku cyny na podłoże z tworzywa ABS. Analizie zostały poddane pola temperatury podczas procesu nanoszenia. Otrzymane wyniki zweryfikowano w oparciu o zdjęcia z mikroskopu skaningowego.

EN

In Cold Spray process particles are accelerated to high speed by heated and compressed gas, and after impact deposited on the substrate as a result of plastic deformation. Due to the low temperatures during the process the Cold Spray method seems to be appropriate to the metallization of plastics. The article includes analysis of the literature of plastics metallization. The results of numerical simulation of tin powder spraying onto ABS substrate plastic are presented. The temperature fields during the spraying process are analyzed. The obtained results are verified on the basis of scanning microscope images.

9

Manufacture of nanocrystalline metals by machining processes

Jackson M. J., Robinson G. M., Whitfield M. D.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2007

|

Vol. 20, nr 1-2

27-30

EN

Purpose: The paper shows how extremely high-speed micromachining can be used as a method for manufacturing nanocrystalline feedstock from machining chips. The feedstock can be used in processes such as cold spraying that improve the surface characteristics of engineering components. Design/methodology/approach: The design and methodology relies on the construction and the correct operation of a micromachining operation that produces functional feedstock material that is produced from machining chips at spindle speeds in excess of half-a-million revolutions per minute. The approach provides an economical way of producing metal nanocrystals. Findings: The findings of the research show that intense plastic shearing of metals produces nanosized crystals in the range 30 nm to 150 nm. The crystals produced can be used to create superior funtional coatings on engineering components. Research limitations/implications: The research conducted implies that a cost effective and environmentallybenign process can produce metal nanocrystals. The limitations of the research are currently restricted to cold spraying of funtional surfaces. Practical implications: The practical implications of the research show that high-speed micromachining can be used as a method of producing nanocrystalline feedstock that can be used in a variety of secondary manufacturing processes in addition to cold spraying. Originality/value: The paper demonstrates the originality of using well-established machining processes for producing nanocrystalline metals. The paper describes how machining at extremely high speeds can be achieved to produce material that can be used to strengthen and harden engineering components.