The subject of structural examination were carbide and oxide coatings applied by a plasma spraying method and then remelted using techniques utilizing high-energy heat sources. The remelting treatment was accomplished using a CO2 continuous operation Iaser and the TIG welding method. The samples prior to and after remelting was subjected to comprehensive comparative examination using optical and scanning microscopy, X-ray analysis, and stereoscopic and profile measurement techniques. The microstructural examination of remelted layers revealed the presesence of advantageous changes within the coating. Reduction of porosity, homogenization of chemical composition, surface smoothing, formation of an intermediate zone bonding the coating with the substrate - were the major effects found as a result of the experiment. The investigation carried out has confirmed the possibility of effective improvement of service parameters of the above mentioned coatings by their surface remelting, as well as the possibility of replacing laser techniques by the TIG welding method with guarantee of obtaining similar results.
PL
Badaniom strukturalnym i fazowym poddane zostały powłoki węglikowe i tlenkowe wytworzone metodą natryskiwania plazmowego i przetopione następnie przy użyciu technik wykorzystujących wysokoenergetyczne źródła ciepła. Obróbkę przetopieniową realizowano za pomocą lasera CO2 o pracy ciągłej oraz metody spawalniczej TIG. Stan przed i po przetopieniu poddano kompleksowym badaniom porównawczym z wykorzystaniem mikroskopii optycznej i skaningowej, analizy rentgenowskiej, technik stereoskopowych i profilometrycznych. Badania mikrostrukturalne warstw przetopionych ujawniły obecność korzystnych zmian zarówno w obrębie powłoki. Redukcja porowatości, ujednorodnienie składu chemicznego, wygładzenie powierzchni, powstanie granicznej strefy pośredniej zespalającej powłokę z podłożem - to główne efekty stwierdzone w trakcie eksperymentu. Przeprowadzone badania potwierdziły możliwość skutecznego eliminowania wad i niedoskonałości powłok natryskiwanych plazmowo poprzez ich powierzchniowe przetopienie, oraz możliwość zastąpienia technik laserowych metodą TIG, z gwarancją uzyskania analogicznych efektów.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Powierzchnie wewnętrzne gniazd uszczelniająco-odwadniających zaworów hydraulicznych są zwykle odwzorowane przez wkładki wykonane ze stopu miedzi, które są mechanicznie połączone z korpusem zaworu. Wskutek gwałtownych zmian ciśnienia wody, wkładki te mogą ulec poluzowaniu, co powoduje nieszczelność zaworów. W pracy zaproponowano nowe rozwiązanie poprzez zastosowanie powłoki natryskiwanej plazmowo. Przedstawiono wyniki badań odporności na erozję kawitacyjną dotychczas stosowanego materiału wkładki ze stopu CuZn39Pb2Al oraz materiału powłoki wykonanej z proszku WCCoCr 86104. Oceniono strukturę geometryczną powierzchni kraterów kawitacyjnych (parametr Rt). Stwierdzono, że powłoka naniesiona plazmowo charakteryzuje się zdecydowanie wyższą odpornością na erozję kawitacyjną, w porównaniu do dotychczas stosowanego materiału wkładki ze stopu CuZn39Pb2Al.
EN
Inner surfaces of sealing-draining seats in hydraulic valves are usually reproduced by inserts made of a copper alloy joined mechanically with valve housing. As a result of sudden variations in water pressure, they can be subject to loosening which leads to deterioration of valve tightness. In the paper, a new solution is proposed for finishing surfaces of valve seats by application of a plasma-sprayed coating. The solution is validated by results of cavitation erosion resistance test performed for both the CuZn39Pb2Al alloy used earlier for the inserts and the material of coating made of WCCoCr 86104 powder. The resistance assessment was based on geometrical structure of cavitation craters (parameter Rt). It has been found that the plasma-sprayed coating demonstrated a definitely higher resistance to cavitation erosion compared to CuZn39Pb2Al alloy used earlier for valve seat inserts.
W pracy opisano uproszczone modele erozyjnego zużycia czystych metali i powierzchni metalowych pokrytych tlenkami z uwzględnieniem podwyższonych temperatur. W części badawczej przedstawiono stanowisko badawcze i opisano metodykę pomiarów. Dokonano analizy wyników badań zużycia erozyjnego powłok katalizujących procesy dopalania CO i redukcji NOx, wytworzonych z mieszanin tlenków miedzi i chromu. Ustalono, iż odporność erozyjna powłok wzrasta z podwyższeniem udziału Cr2O3 w mieszaninie.
EN
In this paper simplified models of high-temperature erosive wear of pure metals and metals covered with oxides are presented. The analysis of experimental results of corrosive wear of coatings made of copper and chromium oxide mixtures which catalyse combustion process of CO and reduction of NOx is described. It was stated that the erosive resistance grows with increasing amount of Cr2O3 in the mixture.
Scharakteryzowano ważniejsze uciążliwości ekologiczne związane z emisją CO oraz innych toksycznych gazów. Wyszczególniono metody umożliwiające ograniczenie emisji zanieczyszczeń z procesów spalania eksponując wśród nich spalanie katalityczne. Wyeksponowano zalety katalitycznych powłok natryskiwanych plazmowo (z tlenków metali przejściowych IV okresu) na ściany pieców, kotłów, rekuperatorów itp. urządzeń, które prócz intensyfikacji procesów chemicznych zwiększają ich trwałość, (ograniczają korozję i przejmują ścieranie) oraz kształtują procesy wymiany ciepła (intensyfikują wymianę ciepła bądź wytwarzają bariery termiczne). Przytoczono wyniki badań dotyczących katalitycznego oddziaływania ceramicznych powłok natryskanych plazmowo na powierzchnie ograniczające przestrzenie spalania na kształtowanie się parametrów spalin. Procesy katalitycznego dopalania realizowano w piecach rurowych spalając gaz koksowniczy, w łazienkowych nagrzewnicach wody gdzie spalano gaz ziemny oraz w modelowej komorze zakończonej przewodami spalinowymi, które były wypełnione ceramicznymi kształtkami natryskanymi katalitycznymi powłokami. Uzyskane wyniki pomiarów uzasadniają celowość stosowania powłok katalizujących procesy spalania.
EN
In the first part of the paper the researches on temperature distribution and CO and CO2 content in a pipe furnace are presented. The walls of combustion chamber were sprayed with catalytic coatings produced from cerium, manganese and copper oxides. The furnace was city gas-fired and combustion was performed at different values of excess air number. It was observed that depending on the type of the sprayed coating the increase of combustion gas temperature ranging from several to over a dozen per cent and distinct decrease of CO content in combustion gases were obtained. The values of those parameters strongly depend on excess air number which value cannot be lower than 0.9. The second part of the paper deals with the measurements of temperature distributions and CO and CO2 concentration in combustion gases flowing through pipe recuperator which surface was covered with coatings produced of the oxides. In that recuperator city gas was burned at excess air number within the range 0.8 - 1.1. The coatings, plasma sprayed on the surfaces of recuperator pipes, resulted in considerable decrease of CO concentration in combustion gases (by several times) and about 10% increase of combustion gas temperature, especially in the central part of recuperator as well as the increase of temperature of air heated in it by several per cent. Finally investigation were carried in gas furnace type PG-11 for heating water in flats and houses. The effect type of coatings for increase of temperature of heated water was determined in that stage of research. Above mentioned three stages of research allowed for the choice of the best plasma sprayed which obtained from mixture 43%CeO2+57%Al2O3.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.