Posted on

Durabilitatea Straturilor Depuse Cu Pulberi Metalo Engineering Essay

Rezumat.Durabilitatea produsului reconditionat sau acoperit preventiv poate depasii performantele produsului original specificatia originala datorita depunerii acestor straturi copper proprietati superioare materialului de baza si se pot mentine cheltuielile de mentenanta la un nivel minim, pe O perioada lunga de timp. & A ; Icirc ; n prezentul studiu se examineaza efectele principalilor perametrii ai pulverizarii termice copper flacara de mare viteza, asupra unor proprietati ale straturilor depuse copper pulbere de tipul Cr3 C2 -NiCr, cu metoda de regresie ortogonala, precum Si corelarea proprietatilor depunerilor.

Cuvinte cheie.durabilitate, depuneri, parametrii tehnologici, HVOF

1. Aspecte generale privind principiul metodei de depunere cu flacara de mare viteza

Tehnologia depunerii copper flacara de mare viteza ( HVOF ) , se bazeaza pe utilizarea, ca agent purtator de pulbere, a unor regard fierbinti ( a caror viteza de curgere este de aproximativ 1,5 m/s, la o presiune usor mai ridicata fata de cea atmosferica ) [ 1 ] . Particulele de pulbere, Tn timpul procesului de pulverizare sufera doar O Tnmuiere, ne topindu-se, ceea Ce asigura O oxidare redusa Si O modificare minima a compozitiei chimice Tn stratul depus.

Procedeul de depunere cu flacara de mare viteza este utilizat copper precadere la producerea acoperirilor dense, copper pulberi cermet ( Tn special ) , attention au O aderenta superioara Si rezistenta La uzura.

& A ; Icirc ; n orice caz, proprietatile stratului depus copper pulbere Cr3 C2 -NiCr vor fi afectate de conditiile de pulverizare [ 3 ] . & A ; Icirc ; n literatura tehnica de specialitate avem multe observatii copper privire LaAl XV-lea Simpozion ARMR – Sibiu, 6-7 noiembrie 2009

efectul unor parametrii tehnologici asupra proprietatilor depunerilor, dar sunt putine rapoarte sistematic Tnregistrate, attention SA investigheze principalii parametrii de pulverizare ( debitul de oxigen, debitul de propan si distanta de pulveriza ) .

Tehnologia de depunere prin pulverizare termica ere un grad de empirism destul de ridicat datorita complexitatii fenomenelor Ce au loc Tn timpul procesului de depunere si a celor peste 50 de parametrii de control, precum si datorita faptului ca nu se cunoaste O relatie matematica satisfacatoare Tntre parametrii de pulverizare si microstructura stratului depus.

Cu toate acestea, prin alegerea corecta a parametrilor de depunere prin pulverizare termica, se obtin straturi de foarte buna calitate copper multiple utilizari pattern.

2. Determinari experimentale

& A ; Icirc ; n prezentul studiu se examineaza efectele principalilor parametrii ai pulverizarii termice copper flacara de mare viteza, asupra unor proprietati ale straturilor depuse copper pulbere de tipul Cr3C2-25 % NiCr, cu metoda de regresie, precum Si corelarea proprietatilor depunerilor. Granulatia pulberii utilizate ( Cr3 C2 – 25 % NiCr ) este cuprinsa Tntre 10 – 63 urn.

Pentru masurarea fortei de aderenta si a uzurii abrazive fost folosit ca substrat otel slab aliat ( 1Cr-0,5Mo, JIS-G346-2-STBA22 ) . & A ; Icirc ; naintea pulverizarii termice substratul a fost asperizat prin sablare cu particule de nisip cuartos.

Tabelul 1.Parametrii de pulverizare

Coeficienti -r -1 0 +1 +r Debit de oxigen, X1, ( slpm* ) 368 382 447 510 526 Debit de propan, X2, ( slpm* ) 28,1 29,6 37 44,3 45,8 Distanta de pulverizare, X3 x10-3m 161,4 170 210 250 258,6

splm- criterion litres per minute

C & A ; acirc ; nd distanta de pulverizare ( parametrul X3 ) a fost variata ( conform tabeluluil ) , presiunile oxigenului Si propanului au fost fixate La 0,55 x103N/m2 si 0,4 x103N/m2.

Nr. Crt. Debit de oxigen, X1, ( slpm ) Debit de propan, X2, ( slpm ) Distanta de pulverizare, X3, ( x10-3m )1 1 1 1 2 1 1 -1 3 1 -1 1 4 1 -1 -1 5 -1 1 1 6 -1 1 -1 7 -1 -1 1 8 -1 -1 -1 9 R 0 0 10 -r 0 0 11 0 R 0 12 0 -r 0 13 0 0 R 14 0 0 -r 15 0 0 0

Tabelul 2.Aranjamentul celor 15 seturi de valori

& A ; Icirc ; n tabelul 1 se arata valorile celor trei parametrii principali de pulverizare termica ( X^ X2-debitele de oxigen, propan Si X3 – distanta de pulverizare ) .

152 Al XV-lea Simpozion ARMR – Sibiu, 6-7 noiembrie 2009

& A ; Icirc ; n tabelul 2 sunt prezentate combinatiile parametrilor de pulverizare pentru cele 15 seturi de valori ( de conditii de pulverizare ) .

Experimentul a fost facutThyminen conformitate copper standardul ASTM633-79, iar diametrul amprentei experimentate a fost de 23mm. Aderenta medie a fost calculata ca media aritmetica a celor 5 amprentari. Micro-duritatea stratului depus a fost masurata La o sarcina de 300 gf Tn10 puncte ( pe diagonala )Thyminen sectiunea substratului.

Uzura stratului depus a fost determinata experimental copper ajutorul standului prezentat conventionalThyminen figurative A fost folosit ca material abraziv pulbere de oxid de aluminiu ( cu granulatia de 120um )Thyminen conformitate copper ASTM-G65-91. Testul a fost facut copper o Tncarcatura de 10 N, La o viteza de 50 rot/min, timp de 15 minute. Microstructura depunerii a fost examinata folosind microscop ocular Si de scanare electronica.

Reactie chimica Tntre propan Si oxigen ( Tn exces ) , attention are locThyminen camera de ardere a pistoletului pentru pulverizare termica copper flacara de mare viteza este urmatoarea [ 1,4 ] :

C3H8 +502= & A ; gt ;4H20 + 3C02 ( 1 )

2.1. Aderenta stratului pulverizat termic copper flacara de mare viteza

Aderenta straturilor pulverizate termic copper pulbere Cr3 C2 – NiCr depuse copper flacara de mare viteza, a variat de la 35-76 x103N/m2 ( tabelul 3 ) odata copper schimbarea conditiilor de pulverizare termica. Aderenta reala a unor astfel de straturi este mai female horse December & A ; acirc ; t cea determinata experimental [ 2,3 ] .

Tabelul 3.Parametrii determinati experimental

Nr.crt. Ya, Tn x103N/m2 Yh, & A ; icirc ; n HV 0,3 Yw, & A ; icirc ; n 10-6Kg1 60,7* 841 26,1 2 63,6* 868 25,1 3 62,3* 598 34,9 4 38,9 705 28,4 5 51,6 745 24,6 6 76,0 891 25,6 7 35,3 576 32,5 8 54,9* 583 25,0 9 62,0* 610 30,9 10 73,4* 719 24,0 11 71,6 763 27,3 12 66,5 581 26,0 13 55,4* 535 23,1 14 56,1 661 22,4 15 40,9 723 24,3

Tn attention:copper Ya s-a notat aderenta stratului La substrat, Yh duritatea stratului depus, Yw rezistenta la uzura abraziva a stratului depus, *aparitia fisurii Tn timpul testarii experimentale.

Formula de regresie pentru aderenta stratului depus, atunci degree Celsius & A ; acirc ; nd variem trei parametrii tehnologici, respectivX-? –debitul de oxigen, X2 – debitul de propan Si X3 – distanta de pulverizare termica, este urmatoarea:

Yttriuma= 67,4 – 0,66Xi –3,61 X2 + 0,632 X3 + 0,00315 XiX3 – 0,0132 X2 X3 – 0,00382 X3, ( 2 )

Verificarea ecuatiei ( 2 ) copper testul F din ASTM-G65-91, arata ca se poate obtine:

F = 2,64 & A ; gt ; Fa= O, oi ( 5,9 ) = 2,61 ( 3 )

Conform formulei de regresie ( 2 ) rezulta ca debitul de oxigen influenteaza foarte Putin aderenta stratului pulverizat termic ( oxigenul este introdus oricumThyminen exces ) , Tnsa debitul de propan si de distanta de pulverizare termica influenteaza consistent aderenta depunerii.

Din fig. 2 Se observa ca aderenta stratului pulverizat termic creste odata cu cresterea debitului de propan.

Se poate observa blare fig. 3 ca la un anumit debit de propan, aderenta creste odata cu marirea distantei de pulverizare P & A ; acirc ; na la o valoare upper limit de 0,180 m, iar apoi descreste pe masura Ce aceasta distanta creste.

2.2. Duritatea stratului pulverizat termic copper flacara de mare viteza §i pulbere de tipul Cr3 C2 -NiCr

Duritatea medie a Tnvelisului, a§a semen rezulta blare tabelul 1, a variat de la 530 HV La aproximativ 900 HV, odata coppers schimbarea parametrilor de pulverizare.

Formula de regresie pentru relatia dintre duritatea Tnvelisului Si parametrii de pulverizare ( Xr debitul de oxigen, X2- debitul de propan si distanta de pulverizare termica ) , attention au apparent efecte semnificative asupra duritatii stratului pulverizat termic, este urmatoarea:

Yh=2614+7,41X^27,8X2+0,281X3+0,026X^2+0,0364X2X3+0,00048X^+0,817X22 ( 4 )

Testul F aplicat formulei de regresie ( 3 ) are urmatoarele rezultate:

F = 4,65 & A ; gt ; Fa= 0,05 ( 7,7 ) = 3,75 ( 5 )

Analiz & A ; acirc ; nd expression de regresie ( 4 ) deducem ca duritatea stratului depun copper flacara de mare viteza, a scazut copper cresterea distantei de pulverizare ( pentru anumite debite ale propanului ) .

& A ; Icirc ; n fig.4 se poate observa influenta debitului de propan asupra duritatii stratului depus prin pulverizare termica, la o distanta de pulverizare optima de 0, 210 m ( vezi fig. 3 ) Si pentru diferite debite ale oxigenului. C & A ; acirc ; nd debitul de propan depaseste 30 slpm, duritatea stratului creste odata copper cresterea debitului de propan. Tot blare fig.4 putem observa ca debitul de oxigen are o influeinta limitata asupra duritatii stratului pulverizat termic.

2.3. Influenta uzurii abrazive asupra stratului pulverizat termic copper flacara de mare viteza §i pulbere de tipul Cr3 C2 -NiCr

PierdereaThyminen greutate ( vezi tabelul 3 ) datorate uzurii abrazive a straturilor metalo-ceramice este influentata evident de catre parametrii de pulverizare termica( X^ –debitul de oxigen, X2 – debitul de propan Si X 3 – distanta de pulverizare termica ) .

Formula de regresie obtinuta pentru pierderea Tn greutate datorate uzurii abrazive este urmatoarea:

Yw = 120,8 – 0,486 X^ – 1,1 X2 + 0,258 X3 – 0,00136 X^ X2 – 0,00608 X2 X3 + 0,000625 X^ +0,0374 X22 ( 5 )

Testul F aplicatformulei de regresie ( 5 ) Ne conduce La urmatoarele rezultate:

F = 4,10 & A ; gt ; Fa = 0,05 ( 7,7 ) = 3,79 ( 6 )

Din figura fig.5 putem observa efectu distantei de pulverizare termica asupra uzurii abrazive, la un debit de oxigen de 440 ( Tn slpm ) si diferite debite de propan ( conform relatie 6 ) . Se poate observa ca distanta de pulverizare termica depinde de debitul de propan, astfel la un debit mic, pierdereaThyminen greutate datorita uzurii abrazive a stratului depus creste odata copper cresterea distantei de pulverizare termica. & A ; Icirc ; n conditiile unui debit ridicat de propan, uzura abraziva a stratuil depus nu este influentata semnificativ de distanta de pulverizare termica.

ObservmThyminen fig.6 efectul debitului de propan asupra pierderiiThyminen greutate datorate uzurii abrazive a stratului depus carbon monoxide diferite debite de oxigen la distanta de pulverizere termica de 0,210 m. Curba concava a rezultat ca urmare a cresterii debitului de propan, astfel graficul arata evidenta faptului ca substratul copper O pierdere scazutaThyminen greutate datorate uzurii abrazive Ar trebui depus La un anumit debit de propan.

Efectul debitului de oxigen asupra pierderii de masa ( a stratului depus ) prin uzura abraziva are aceleasi tendinte ca siThyminen cazul debitului de propan, dupa este prezintTn figura fig.7.

2.4. Corelarea proprietatile stratului depus

Duritatea materialelor este,Thyminen general information Delaware proprietatile mecanice,Thyminen particular de rezistenta la uzura. Cu c & A ; acirc ; t duritatea materialelor este mai female horse, copper at & A ; acirc ; t caracteristicile mecanice sunt mai ridicate. Pentru straturile pulverizate termic, datorita usurintei de masurare, micro-duritatea district attorney informatii asupra proprietatilor mecanice ale depunerii.

Cu ajutorul datelor obtinute experimental, prezentate front tooth, putem examina corelatiile dintre duritatea materialului depus Si proprietatile mecanice ale stratului.

& A ; Icirc ; n fig. 8 se poate observa dependenta aderentei de duritatea stratului depus Si Se poate trage concluzia ca adereanta depunerilor copper pulbere de tipul Cr3 C2 -NiCr, creste odata cu cresterea duritatii stratului.

Legatura dintre aderenta Si duritatea stratului depus, fig. 8 ar putea fi sugerata, de faptul ca, duritatea unor straturi blare pulberea de tipul Cr3 C2 – NiCr depinde semnificativ de coeziunea dintre particulele ( lamelare ) existenteThyminen strat.

Stratul depus copper pulberea de tipul Cr3C2-NiCr, are o microstructura compozita copper particule de carbura de crom distribuiteThyminen matricea aliajului NiCr, asa semen putem observaThyminen fig. 9. Starea particulei, respectiv solida a carburii Si fluida pentru faza metalica a liantului, la pulverizarea termica copper flacara de mare viteza, ar putea fi asociate copper valoarea ridicata a aderentei acestor depuneri la materialul de baza.

Continu & A ; acirc ; nd examinarea comparative a duritatii Si a uzurii abrazive, nu gasim existenta unei relatii evidente Tntre cele doua caracteristici de stuff, asta s-ar datora faptului ca uzura unor astfel de straturi obtinute blare pulberi compozite, va fi puternic dominata de continutul de carbura, de repartitia/distributia§I marimea particulelor de carbura, precum Si de Tmbinarea carburilor copper matricea de baza. Duritatea stratul copper pulberea de tipul Cr3 C2 – NiCr ar putea fi afectata,ThymineN chief, de catre coeziunea particuleiThyminen strat.

Concluzii

Durabilitatea produselor reconditionate/acoperite preventiv depinde de proprietatile straturilor depuse semen Ar fi aderenta, duritatea, rezistenta La uzura abraziva, attention la R & A ; acirc ; ndul lor sunt influentate foarte mult de conditiile de pulverizare termica, respectiv de parametri tehnologici ( respectiv debitul de oxigen, debitul de propan si distanta de pulverizare ) .

Diagrama de Tmprastiere este reprezentata, Tntr-un sistem octogonal de axe de coordonate, pe baza punctelor determinate de perechile de valori Ce reprezinta parametrii tehnologici determinate experimental ( debitul de oxigen, debitul de propan, distanta de pulverizare ) .

Aderenta stratului depus cu pulberea de tipul Cr3 C2 -NiCr, este semnificativ influentata de debitul de gaz combustibil, ea cresc & A ; acirc ; nd cu debitul de propan.

Exista debite adecvate de gaze, at & A ; acirc ; t pentru propan degree Celsius & A ; acirc ; t si pentru oxigen, attention pot realiza un strat copper comportari foarte bune La uzura abraziva.

Aderenta straturilor realizare copper pulbere Cr3 C2 -NiCr tinde SA creasca odata copper cresterea duritatii. Nu exista O relatie evidenta Tntre duritatea Si rezistenta La uzura a stratului pulverizat copper flacara de mare viteza.

Leave a Reply

Your email address will not be published.