Исследование газодинамических покрытий на основе электроэрозионных алюминиевых порошков

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.

1. Леонтьев Д.В. Текущее состояние, проблемы и перспективы развития российского машиностроения // Экономика и управление в машиностроении. 2023. № 6. С. 58-61. EDN BOQLUZ.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. Кончин В.А. Исследование микроструктуры плазменных покрытий стрельчатых лап культиватора // Современные материалы, техника и технологии. 2024. № 1(52). С. 56-60. EDN ARYKFY.

18. 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.

19. 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.

20. 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.