Yugra State University BulletinYugra State University BulletinВестник Югорского государственного университета1816-92282078-9114Yugra State University732210.17816/byusu201511245-52ArticlesСтатьиResearch ArticlePlasma spraying of wear-resistant coatings from powdered self-fluxing alloysПлазменное напыление износостойких покрытий из порошков самофлюсующихся сплавовKuzminVictor I.КузьминВиктор Иванович
Russian Federation

Candidate of Technical Sciences, Senior researcher of laboratory «Physics of plasma arc and laser processes», Institute of Theoretical and Applied Mechanics named Christianovich SB RAS

Кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории «Физика плазменно-дуговых и лазерных процессов» Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН

VI_Kuzmin57@itam.nsc.ruVaschenkoSergei P.ВащенкоСергей Петрович
Russian Federation

Researcher of laboratory «Physics of plasma arc and laser processes», Institute of Theoretical and Applied Mechanics named Christianovich SB RAS

Научный сотрудник лаборатории «Физика плазменно-дуговых и лазерных процессов» Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН

vashenko@ngs.ruGulyaevIgor P.ГуляевИгорь Павлович
Russian Federation

Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Researcher of Laboratory «Plasmadynamics in dispersed systems»,Institute of Theoretical and Applied Mechanics named Christianovich SB RAS

Кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории «Плазмодинамики дисперсных систем» Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН

Gulyaev@itam.nsc.ruKartaevEugene V.КартаевЕвгений Владимирович
Russian Federation

Candidate of Physical and Mathematical Sciences, senior researcher of laboratory «Physics of plasma arc and laser processes», Institute of Theoretical and Applied Mechanics named Christianovich SB RAS

Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории «Физика плазменно-дуговых и лазерных процессов» Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН

kartayev@itam.nsc.ruSergachevDmitriy V.СергачёвДмитрий Викторович
Russian Federation

Assistant of laboratory «Physics of plasma arc and laser processes», Institute of Theoretical and Applied Mechanics named Christianovich SB RAS

Лаборант лаборатории «Физика плазменно-дуговых и лазерных процессов» Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН

yosergach@gmail.comKornienkoElena E.КорниенкоЕлена Евгеньевна
Russian Federation

Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor of Novosibirsk State Technical University

Кандидат технических наук, доцент Новосибирского государственного технического университета

kornienko_ee@mail.ruDolmatovAlexsey V.ДолматовАлексей Викторович
Russian Federation

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department Physics-chemistry of processes and materials, Yugra State University

Кандидат технических наук, доцент кафедры физико-химии процессов и материалов Югорского государственного университета

ADolmatov@bk.ruInstitute of Theoretical and Applied Mechanics named Christianovich SB RASИнститута теоретической и прикладной механики им. С. А. ХристиановичаNovosibirsk State Technical UniversityНовосибирский государственный технический университетYugra State UniversityЮгорский государственный университет15062015112NO2 (2015)№2 (2015)455204122017Copyright ©; 2015, Kuzmin V.I., Vaschenko S.P., Gulyaev I.P., Kartaev E.V., Sergachev D.V., Kornienko E.E., Dolmatov A.V.Copyright ©; 2015, Кузьмин В.И., Ващенко С.П., Гуляев И.П., Картаев Е.В., Сергачёв Д.В., Корниенко Е.Е., Долматов А.В.2015Kuzmin V.I., Vaschenko S.P., Gulyaev I.P., Kartaev E.V., Sergachev D.V., Kornienko E.E., Dolmatov A.V.Кузьмин В.И., Ващенко С.П., Гуляев И.П., Картаев Е.В., Сергачёв Д.В., Корниенко Е.Е., Долматов А.В.http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0https://vestnikugrasu.org/byusu/article/view/7322

The thermo-physical and technological investigations of effectiveness of high-temperature heterogeneous flow formation and spraying of coatings from self-fluxing Ni-based powders using of unit of annular injection of powders with gas-dynamic focusing were carried out. The size of particles of metal powders was 40...100 μm. The temperature distributions of particles at the spraying distance measured by means of spectral pyrometry are presented. The results of obtained coatings morphology and microhardness are presented, the mechanism of their phase structure formation are analyzed.

Проведены теплофизические и технологические исследования эффективности нагрева частиц и напыления покрытий из порошка самофлюсующегося сплава ПР-НХ16СР3 (Ni - основа; C - 0,75 %; Cr - 16 %; Si - 3,2 %; B - 2,7 %) при использовании узла радиально-кольцевой инжекции с газодинамической фокусировкой дисперсной фазы. Фракция порошка составляла 40…100 мкм. Представлены результаты измерения температурного распределения частиц на дистанции напыления методом спектральной пирометрии. Приводятся результаты исследования морфологии, микротвердости покрытий, анализируются механизмы формирования их фазовой структуры.

plasma torch with an inter-electrode insert (IEI)unit of annular injection of powdersmetal coatingsporositywear-resistanceплазмотрон с межэлектродными вставками (МЭВ)узел кольцевого ввода порошкаметаллические покрытияпористостьизносостойкостьРабота выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты № 14-08-90428, 15-48-00100)1. Плазменные технологии [Текст] / Н. А. Соснин, С. А. Ермаков, П. А. Тополянский. – СПб. : Изд-во Санкт-Петербургского политехн. ун-та, 2008. – 406 с.2. Гуляев, И. П. Плазменная обработка дисперсных материалов : монография : в 2-х ч. [Текст] / И. П. Гуляев // Ч. I. Физические основы. – Ханты-Мансийск : ЮГУ, 2013. – 115 с.3. Science and Engineering of Thermal Spray Coatings, 2n ded., Pawlowski L., John Wiley & Sons, Ltd. – 2008. – 656 p.4. Межфазный обмен теплом в условиях радиально-кольцевой инжекции дисперсного материала в потоке плазмы [Текст] / О. П. Солоненко, A. Л. Сорокин // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. – 1990. – Вып. 5. – С. 73–82.5. The technique of formation of the axisymmetric heterogeneous flow for thermal spraying of powder materials / V. I. Kuzmin, A. A. Mikhal’chenko, O. B. Kovalev [et al.] // J. of Thermal Spray Technology. – 2012. – V. 21. – No. 1. – Р. 159–168.6. Плазменные технологии и оборудование для напыления и наплавки порошковых материалов [Электронный ресурс] / ФГБУН ИТПМ СО РАН. –Режим доступа :http://www.itam.nsc.ru/ru/section/804/ (дата обращения: 19.05.15).7. Comparison of Thermophisical and Optical Methods of Temperature Distribution Measurements in Flow of Plasmatron with Interelectrode Inserts / V. I. Kuzmin, A. A. Mikhalchenko, V. I. Nalivaiko [et al.] // Изв. вузов. Физика. – 2007. – Т. 50, № 9. – С. 85–88.8. Кузьмин, В. И. Узел кольцевого ввода порошкового материала электродугового плазмотрона [Текст] / В. И. Кузьмин, А. А. Михальченко, Е. В. Картаев. – Патент РФ № 2474983. – БИМП № 4. – 10.02.2013.9. GulyaevI. P., ErmakovK. A., GulyaevP. Yu. Newhigh-speedcombinationofspectroscopicandbrightness pyrometry for studying particles temperature distribution in plasma jets // European Researcher. – 2014. – № 3–2 (71). – P. 564–570.10. Krishnan S., Yugawa K. J., Nordine P. C. Optical properties of liquid nickel and iron // Phys. Rev. – 1997. – B55:8201.11. Корниенко, Е. Е. Плазменное напыление износостойких покрытий [Текст] / Е. Е. Корниенко, Е. Ю. Лапушкина, Д. В. Сергачев // Современные техника и технологии : сб. докл. 20 междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых (Томск, 14–18 апреля 2014 года) : в 3-х т. – Томск : ТПУ, 2014. – Т. 2. – С. 51–52.12. Хокинг, М. Металлические и керамические покрытия. Получение, свойства и применение [Текст] / М. Хокинг, В. Васантасри, П. Сидки ; [пер. с англ.] – М. : Мир, 2000. – 518 с.13. Temperature measurements for Ni-Al and Ti-Al phase control in SHS Synthesis and plasma spray processes / P. Gulyaev, H. Cui, I. Gulyaev, I. Milyukova // High Temperatures-High Pressures. – 2015. – V. 44. – № 2. – Р. 83–92.14. Методы контроля температуры и скорости частиц конденсированной фазы в процессе плазменно-дугового напыления [Текст] / М. П. Бороненко, П. Ю. Гуляев, И. П. Гуляев [и др.] // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 10–6. – С. 1194–1199.15. Гуляев, П. Ю. АРУ фотодиодных датчиков при измерении скорости дисперсных потоков времяпролетным методом [Текст] / П. Ю. Гуляев, М. В. Полторыхин, С. П. Морозов // Вестник Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова. – 1999. – № 2. – С. 79–80.16. Методы оптической диагностики частиц в высокотемпературных потоках [Текст] / П. Ю. Гуляев, А. В. Долматов, В. А. Попов [и др.] // Ползуновский вестник. – 2012. – № 2/1. – С. 4–7.17. Виновский критерий выбора параметров редукции температурного распределения частиц по их суммарному тепловому спектру [Текст] / П. Ю. Гуляев, В. И. Иордан, И. П. Гуляев, А. А. Соловьев // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2008. – Т. 51, № 9–3. – С. 69–76.