techusguИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологииProceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology2223-1528Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1528-2025-15-1-8-20techusgu-344Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMETALLURGY AND MATERIALS SCIENCEИсследование газодинамических покрытий на основе электроэрозионных алюминиевых порошковInvestigation of gas dynamic coatings based on electroerosive Aluminum powdershttps://orcid.org/0000-0001-8457-6565АгееваЕ. В.AgeevaE. V.

Агеева Екатерина Владимировна, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологии материалов и транспорта

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040

Ekaterina V. Ageeva, Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Professor of the Department of Technology of Materials and Transport

50 let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

ageeva-ev@yandex.ruКругляковО. В.KruglyakovO. V.

Кругляков Олег Викторович, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии материалов и транспорта

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040

Oleg V. Kruglyakov, Candidate of Sciences (Engineering), Associate Professor of the Department of Materials Technology and Transport

50 let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

o.kruglyakov@tmholding.ruСеребровскийВ. И.SerebrovskiyV. I.

Серебровский Владимир Исаевич, доктор технических наук, профессор, профессор

ул. К. Маркса, д. 70, г. Курск 305021

Vladimir I. Serebrovsky, Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Professor

70 K. Marx Str., Kursk 305021 

svi.doc@yandex.ruБашкиревА. П.BashkirevA. P.

Башкирев Анатолий Петрович, доктор технических наук, профессор, профессор

ул. К. Маркса, д. 70, г. Курск 305021

Anatoly P. Bashkirev, Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Professor

70 K. Marx Str., Kursk 305021 

tmv46@mail.ruБариновА. И.BarinovA. I.

Баринов Алексей Игоревич, аспирант

ул. К. Маркса, д. 70, г. Курск 305021

Alexey I. Barinov, Postgraduate Student

70 K. Marx Str., Kursk 305021 

lenya.barinov.99@icloud.comЮго-Западный государственный университетРоссияSouthwest State UniversityRussian FederationКурский государственный аграрный университет имени И.И. ИвановаРоссияKursk State Agrarian University named after I.I. IvanovRussian Federation202508082025152820Copyright © Агеева Е.В., Кругляков О.В., Серебровский В.И., Башкирев А.П., Баринов А.И., 20252025Агеева Е.В., Кругляков О.В., Серебровский В.И., Башкирев А.П., Баринов А.И.Ageeva E.V., Kruglyakov O.V., Serebrovskiy V.I., Bashkirev A.P., Barinov A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://techusgu.elpub.ru/jour/article/view/344

Цель. Изучение состава, структуры, адгезионной прочности и коррозионной стойкости газодинамических покрытий на основе электроэрозионных алюминиевых порошков.Методы. Объектом для нанесения газодинамических покрытий являлись алюминиевые пятаки диаметром 40 мм и толщиной 5 мм. Электроэрозионные алюминиевые порошковые материалы получали из отходов электротехнической проволоки на оборудовании, разработанном и запатентованном сотрудниками научно-образовательного центра Юго-Западного государственнного университета. Газодинамические покрытия наносили на установке ДИМЕТ-405. Для достижения поставленной в настоящей работе цели решались соответствующие задачи с использованием современного исследовательского оборудования.Результаты. На основании экспериментальных исследований, направленных на изучение состава, структуры и коррозионных свойств газодинамических покрытий на основе электроэрозионных алюминиевых порошков, установлено следующее: покрытие сформировано равномерно, без трещин и при отсутствии несплошностей; элементный состав газодинамического покрытия включает в себя следующие основные элементы: Al (64,5%), Si (17,6%); C (10,8%); O (6,3%); Fe (0,5%); Mn (0,3%); фазовый состав газодинамического покрытия включает в себя следующие основные фазы: Al, Al2О3 и Al(ОН)3; твердость газодинамического покрытия составляет порядка 105,4 НВ; коэффициент трения покрытий на пути трения 500 м составляет порядка 0,35; экспериментально установлены более высокие показатели адгезионной прочности и коррозионной стойкости газодинамических покрытий по сравнению с показателями подложки.Заключение. Высокие показатели экономической эффективности разработанной технологии восстановления и упрочнения газодинамических покрытий на основе электроэрозионных алюминиевых порошков связаны с ресурсосбережением и импортозамещением.

Purpose. Study of the composition, structure, adhesive strength and corrosion resistance of gas-dynamic coatings based on electroerosion Aluminum powders.Methods. The object for applying gas dynamic coatings were Aluminum nickels with a diameter of 40 mm and a thickness of 5 mm. Electroerosion Aluminum powder materials were obtained from waste electrical wire on equipment developed and patented by employees of the Southwest State University Scientific and Educational Center. Gasdynamic coatings were applied on the DIMET-405 installation. To achieve the goal set in this paper, the corresponding tasks were solved using modern research equipment.Results. Based on experimental studies aimed at studying the composition, structure and corrosion properties of gas dynamic coatings based on electroerosive Aluminum powders, the following has been established: the coating is formed uniformly, without cracks and in the absence of discontinuities; the elemental composition of the gas dynamic coating includes the following basic elements: Al (64.5%), Si (17.6%); C (10.8%); O (6.3%), Fe (0.5%); Mn (0.3%); the phase composition of the gas dynamic coating includes the following main phases: Al, Al2O3 and Al(OH)3; The hardness of the gas-dynamic coating is on the order of 105.4 NV; the coefficient of friction of the coatings on the 500 m friction path is on the order of 0.35; higher indicators of adhesive strength and corrosion resistance of gas-dynamic coatings have been experimentally established compared with those of the substrate.Conclusion. High economic efficiency indicators of the developed technology for the restoration and hardening of gasdynamic coatings based on electroerosive Aluminum powders are associated with resource conservation and import substitution.

газодинамические покрытияэлектроэрозионный алюминиевый порошоксоставструктурасвойстваgas dynamic coatingselectroerosive Aluminum powdercompositionstructurepropertiesReferencesЛеонтьев Д.В. Текущее состояние, проблемы и перспективы развития российского машиностроения // Экономика и управление в машиностроении. 2023. № 6. С. 58-61. EDN BOQLUZ.Leontiev D.V. The current state, problems and prospects of development of Russian engineering. Ekonomika i upravlenie v mashinostroenii = Economics and Management in mechanical engineering. 2023;(6):58-61. EDN BOQLUZ.Артеменко С.А., Орлик Г.В., Орлик А.Г. Применение износостойкого шнурового материала по восстановлению изношенных зубьев карьерного экскаватора // Технология машиностроения. 2022. № 6. С. 16-20. EDN BTZKKH.Artemenko S.A., Orlik G.V., Orlik A.G. Application of wear-resistant cord material for restoration of worn teeth of a quarry excavator. Tekhnologiya mashinostroeniya = Technology of mechanical engineering. 2022;(6):16-20. EDN BTZKKH.Свойства плазменных покрытий, напыленных в режиме модуляции мощности дуги / А.М. Кадырметов, Е.В. Снятков, А.А. Плахотин, И.А. Мандрыкин // Воронежский научно-технический вестник. 2021. Т. 2, № 2(36). С. 10-16. https://doi.org/10.34220/2311-8873-2022-10-16.EDN JXKKHQ.Kadyrmetov A.M., Snyatkov E.V., Plakhotin A.A., Mandrykin I.A. Properties of plasma coatings sprayed in the arc power modulation mode. Voronezhskii nauchno-tekhnicheskii Vestnik = Voronezh Scientific and Technical Bulletin. 2021;2(2):10-16. https://doi.org/10.34220/2311-8873-2022-10-16. EDN JXKKHQ.Исследование структуры и фазового состава композитных Ni+B4C-покрытий, полученных методом холодного газодинамического напыления / В.П. Кулевич, В.Ф. Косарев, С.В. Клинков, В.С. Шикалов // Материаловедение. 2024. № 1. С. 35-40. https://doi.org/10.31044/1684-579X-2024-0-1-35-40. EDN LJQDLE.Kulevich V.P., Kosarev V.F., Klinkov S.V., Shikalov V.S. Investigation of the structure and phase composition of composite Ni+B4C coatings obtained by cold gas dynamic spraying. Materialovedenie = Material-management. 2024;(1):35-40. https://doi.org/10.31044/1684-579X-2024-0-1-35-40. EDN LJQDLE.Быстров Р.Ю., Геращенков Д.А., Геращенкова Е.Ю. Технология нанесения антифрикционного слоя баббита марки Б83, полученного методом холодного газодинамического напыления // Вопросы материаловедения. 2024. № 2(118). С. 78-90. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2024-118-2-78-90. EDN CEFJLN.Bystrov R.Y., Gerashchenkov D.A., Gerashenkova E.Y. Technology of applying an antifriction layer of babbit grade B83 obtained by cold gas dynamic spraying. Voprosy materialovedeniya = Questions of materials science. 2024;(2):78-90. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2024-118-2-78-90. EDN CEFJLN.Серов Н.В., Мельников О.М., Казанцев С.П. Ремонт радиаторов системы охлаждения двигателей сельскохозяйственной техники: метод холодного газодинамического напыления // Агроинженерия. 2024. Т. 26, № 4. С. 51-58. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2024-4-51-58. EDN TQZGQW.Serov N.V., Melnikov O.M., Kazantsev S.P. Repair of radiators of the cooling system of agricultural machinery engines: a method of cold gas dynamic spraying. Agroinzheneriya = Agroengineering. 2024;26(4):51-58. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2024-4-51-58. EDN TQZGQW.Задорожний Р.Н. Технология восстановления шатунов комбинированием электроискровой обработки и холодного газодинамического напыления порошков // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2023. № 8. С. 20-25. https://doi.org/10.33920/sel-10-2308-04. EDN EHUVLP.Zadorozhny R.N. Technology of connecting rod restoration by combining electric spark treatment and cold gas-dynamic powder spraying. Sel'skokhozyaistvennaya tekhnika: obsluzhivanie i remont = Agricultural machinery: maintenance and repair. 2023;(8):20-25. https://doi.org/10.33920/sel-10-2308-04. EDN EHUVLP.Использование металлопорошковой композиции системы цинк-алюминий для нанесения защитного покрытия методом холодного газодинамического напыления / И.А. Козлов, А.А. Никифоров, С.А. Демин, А.И. Вдовин // Труды ВИАМ. 2022. № 7(113). С. 89-98. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2022-0-7-89-98. EDN NXCGTY.Kozlov I.A., Nikiforov A.A., Demin S.A., Vdovin A.I. The use of a zinc-aluminum metalpowder composition for applying a protective coating by cold gas-dynamic spraying. Trudy VIAM = Proceedings of VIAM. 2022;(7):89-98. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2022-0-7-89-98. EDN NXCGTY.Геращенков Д.А. Применение технологии холодного газодинамического напыления как аддитивного способа для получения материалов на основе алюминида никеля и алюминида титана // Вопросы материаловедения. 2021. № 3(107). С. 118-127. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2021-107-3-118-127. EDN OGSZFD.Gerashchenkov D.A. Application of cold gas-dynamic spraying technology as an additive method for obtaining materials based on nickel aluminide and titanium aluminide. Voprosy materialovedeniya = Questions of materials science. 2021;(3):118-127. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2021-107-3-118-127. EDN OGSZFD.Москвитин Г.В., Архипов В.Е., Пугачев М.С. Покрытия на основе меди и медь-цинк, полученные методом газодинамического напыления // Фундаментальные основы механики. 2023. № 11. С. 114-118. https://doi.org/10.26160/2542-0127-2023-11-114-118. EDN QNYZFI.Moskvitin G.V., Arkhipov V.E., Pugachev M.S. Coatings based on copper and copper-zinc obtained by gas-dynamic spraying. Fundamental'nye osnovy mekhaniki = Fundamental principles of mechanics. 2023;(11):114-118. https://doi.org/10.26160/2542-0127-2023-11-114-118. EDN QNYZFI.Холодное газодинамическое напыление покрытий (обзор) / И.А. Козлов, К.А. Лещев, А.А. Никифоров, С.А. Демин // Труды ВИАМ. 2020. № 8(90). С. 77-93. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2020-0-8-77-93. EDN WVBSVT.Kozlov I.A., Leshchev K.A., Nikiforov A.A., Demin S.A. Cold gas dynamic coating (review). Trudy VIAM = Proceedings of VIAM. 2020;(8):77-93. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2020-0-8-77-93. EDN WVBSVT.Чавдаров А.В., Толкачев А.А. Восстановление внутренних поверхностей цилиндрических деталей малых диаметров холодным газодинамическим напылением // Технический сервис машин. 2020. № 3(140). С. 128-136. https://doi.org/10.22314/2618-8287-2020-58-3-128-136. EDN YISKJJ.Chavdarov A.V., Tolkachev A.A. Restoration of internal surfaces of cylindrical parts of small diameters by cold gas dynamic spraying. Tekhnicheskii servis mashin = Technical service of machines. 2020;(3):128-136. https://doi.org/10.22314/2618-8287-2020-58-3-128-136. EDN YISKJJ.Разработка методики оценки качества алюминиевого покрытия, выполненного газодинамическим напылением / И.Н. Старков, К.А. Рожков, Л.А. Байдукова, Т.В. Ольшанская // Контроль. Диагностика. 2021. Т. 24, № 11(281). С. 32-39. https://doi.org/10.14489/td.2021.11.pp.032-039. EDN SLDPCG.Starkov I.N., Rozhkov K.A., Baydukova L.A., Olshanskaya T.V. Development of a methodology for assessing the quality of an aluminum coating filled with gas-dynamic spraying. Kontrol'. Diagnostika = Control. Diagnostics. 2021; 24:(11):32-39. https://doi.org/10.14489/td.2021.11.032-039. EDN SLDPCG.Задорожний Р. Н., Кудряшова Е. Ю., Романов И. В. Исследование физико-механических свойств хромсодержащих порошков, полученных методом электроэрозионного диспергирования // Упрочняющие технологии и покрытия. 2024. Т. 20, № 11(239). С. 504-507. https://doi.org/10.36652/1813-1336-2024-20-11-504-507. EDN KNMEDU.Zadorozhny R.N., Kudryashova E.Y., Romanov I.V. Investigation of the physico-mechanical properties of chromium-containing powders obtained by electroerosion dispersion. Uprochnyayushchie tekhnologii i pokrytiya = Hardening technologies and coatings. 2024:20(11):504-507. https://doi.org/10.36652/1813-1336-2024-20-11-504-507. EDN KNMEDU.Зайцев Д.В., Задорожний Р.Н., Величко С.А. Получение порошковых материалов методом электроэрозионного диспергирования // Сельский механизатор. 2025. № 2. С. 31-34. https://doi.org/10.47336/0131-7393-2025-2-31-32-33-34. EDN DCNNDA.Zaitsev D.V., Zadorozhny R.N., Velichko S.A. Production of powder materials by electroerosion dispersion. Sel'skii mekhanizator = Agricultural machine operator. 2025;(2):31-34. https://doi.org/10.47336/0131-7393-2025-2-31-32-33-34. EDN DCNNDA.Агеев Е.В., Поданов В.О., Агеева А.Е. Размерный анализ порошков, полученных электроэрозионным диспергированием вольфрамо-титано-кобальтового твердого сплава в керосине // Чебышевский сборник. 2022. Т. 23, № 5(86). С. 161-171. https://doi.org/10.22405/2226-8383-2022-23-5-161-171. EDN JGHXZZ.Ageev E.V., Podanov V.O., Ageeva A.E. Dimensional analysis of powders obtained by electroerosion dispersion of a tungsten-titanium-cobalt-hard alloy in kerosene. Chebyshevskii sbornik = Chebyshevsky collection. 2022;23(5):161-171. https://doi.org/10.22405/2226-8383-2022-23-5-161-171. EDN JGHXZZ.Кончин В.А. Исследование микроструктуры плазменных покрытий стрельчатых лап культиватора // Современные материалы, техника и технологии. 2024. № 1(52). С. 56-60. EDN ARYKFY.KonchinV.A. Investigation of the microstructure of plasma coatings of pointed cultivator paws. Sovremennye materialy, tekhnika i tekhnologii = Modern materials, engineering and technologies. 2024;(1):56-60. EDN ARYKFY.Агеева Е.В., Агеев Е.В., Селютин В.Л. Рентгеноспектральный микроанализ электроэрозионных порошков, полученных из отходов сплава ВНЖ в воде дистиллированной // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2020. Т. 10, № 1. С. 8-17. EDN ENNNYL.Ageeva E.V., Ageev E.V., Selyutin V.L. X-ray spectral microanalysis of electroerosion powders obtained from alloy waste in distilled water. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies. 2020;10(1):8-17. EDN ENNNYL.Лебедев В.А., Штынь С.Ю., Кукаркин И.Д. Исследования адгезионной прочности вибрационных механохимических покрытий и их влияние на коррозионную стойкость деталей // Воронежский научно-технический вестник. 2023. Т. 3, № 3(45). С. 48-59. https://doi.org/10.34220/2311-8873-2023-3-3-48-59. EDN YDBZXU.Lebedev V.A., Shtyn S.Y., Kukarkin I.D. Studies of the adhesive strength of vibrational mechanochemical coatings and their effect on the corrosion resistance of components. Chebyshevskii sbornik = Voronezh Scientific and Technical Bulletin. 2023;3(3):48-59. https://doi.org/10.34220/2311-8873-2023-3-3-48-59. EDN YDBZXU.Исследование коррозионной стойкости сталей, применяемых для изготовления деталей компрессорных установок / Е.Н. Поморцев, З.Р. Габдрахманова, М.Г. Васингина, В. Сиверин // Компрессорная техника и пневматика. 2024. № 3. С. 41-45. EDN IBMXHH.Pomortsev E.N., Gabdrakhmanova Z.R., Vasingina M.G., Siverin V. Investigation of the corrosion resistance of steels used for the manufacture of parts of compressor units. Kompressornaya tekhnika i pnevmatika = Compressor technology and mathematics. 2024;(3):41-45. EDN IBMXHH.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.