Аннотация
Проведены исследования возможности плазменного напыления на периклазовые (магнезитовые) формы карбидов и окислов различных материалов. Для получения плазменного покрытия, содержащего фазы Ti – Al, способные блокировать миграцию кислорода и активных металлов на поверхность литейных форм, производилось плазменно-дуговое напыление смеси порошков TiO2 и Al2O3 с проведением математического моделирования процесса. Проведено численное моделирование динамики плазменной струи плазмотрона «Термоплазма 50-01». Представлен расчет распределения температуры в плазменной струе для различных моментов времени работы плазмотрона. Результаты моделирования значительно улучшат прогнозирующую способность плазменных процессов нанесения функциональных покрытий с помощью плазмотрона постоянного тока «Термоплазма 50-01» и позволит повысить экономический эффект от внедрения плазменных технологий в промышленное производство. На основе выполненных работ разработаны рекомендации по уменьшению слоя повышенной твердости на титановых отливках.
Ключевые слова:
газотермическое покрытие, электромагнитные уравнения, плазмообразующий газ, межэлектродное пространство, газовзвесь, электростатическое поле
1. Титановые сплавы. Производство фасонных отливок из титановых сплавов / Е.Л. Бибиков, С.Г. Глазунов, А.А. Неуструев, Г.Л. Ходоровский, К.С. Ясинский. М.: Металлургия, 1983. 296 с.
2. Процессы формирования газотермических покрытий и их моделирование / А.Ф. Ильющенко, А.И. Шевцов, В.А. Оковитый, Г.Ф. Громыко. Минск: Беларус. наука, 2011. 357 с.
3. Газотермические покрытия из порошковых материалов: справочник /сост.: Ю.С. Борисов, Ю.А. Харламов, С.А. Сидоренко, Е.Н. Ардатовская. Киев: Наукова думка, 1987. 544 с.
4. Dalir E., Moreau C., Dolatabadi A. Three-Dimensional Modeling of Suspension Plasma Spraying with Arc Voltage Fluctuations // Journal of Thermal Spray Technology. 2018, vol. 27, no. 8, pp. 1465–1490.
5. Karikh F.G., Arslanov I.M. Application of six-jet plasmatron in science and technology // Journal of Physics Conference Series. 2018. V. 1058. Nо. 1. P. 012019.
6. Интенсификация плазменного напыления при воздействии акустических и электрических колебаний на генераторную струю / Г.П. Лизунков, В.Д. Шиманович, И.С. Буров, А.Ф. Ильющенко // ИФЖ. 1984. Т. 47, № 5. С. 812-816.
7. Numerical Study on Plasma Jet and Particle Behavior in Multi-arc Plasma Spraying / K. Bobzin, M. Ote, J. Schein, S. Zimmermann // Journal of Thermal Spray Technology. 2017. V. 26, N 5. P. 811-830.
8. Arc Plasma Torch Modeling / J. P. Trelles, C. Chazelas, A. Vardelle, J. V. R. Heberlein // Journal of Thermal Spray Technology. 2009. V. 18. No. 5-6. Pp. 728-752.
9. Modeling and simulation of plasma jet by lattice Boltzmann method / H. Zhang, S. Hu, G. Wang, J. Zhu // Applied Mathematical Modelling. 2007. V. 31. P. 1124–1132.
10. Ильин А.А., Колачев Б.А., Полькин И.С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства: справочник. М.: ВИЛС-МАТИ, 2009. 520 с.
11. Титан / Гармата В.А., Петрунько А.Н., Галицкий Н.В., Олесов Ю.Г., Сандлер Р.А. М.: Металлургия, 1983. 558 с.
12. Цвиккер У. Титан и его сплавы: пер. с нем. М.: Металлургия, 1979. 511 с.
13. Титан и его сплавы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://metal-archive.ru/osnovy-metallurgii/1625-titan-i-ego-splavy.html (дата обращения: 9.12.2018)
14. Khatmullina A.I., Petrov E.Yu., Lyakhovich А.М. Research of boundary layers of molds, used in titanium casting. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. and Eng. (2018) 412 012043.
15. Petrov E.Yu., Khatmullina A.I., Lyakhovich А.М. Surface modification of molds for titanium casting, and its influence on the allocation of chemical elements in boundary layers. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. (2018). 412. 012056.
16. Инновационные подходы к решению проблемы борьбы с образованием альфированного слоя на отливках титана / А.А. Ишпаева, А.М. Ляхович, Н.Ф. Кашапов, М.Н. Саубанов // Инновационные машиностроительные технологии, оборудование и материалы – 2022 (МНТК «ИМТОМ-2022»): материалы ХI Международной научно-технической конференции. Казань, 2022. С. 214-217.
17. Основные проблемы при изготовлении титановых отливок / М.Н. Саубанов, Е.Н Жирков, А.Ю. Дозорнов, И.О. Леушин, И.Е. Илларионов // Литейщик России. 2018. № 2. С. 9-13.
18. Саубанов М.Н. Преимущество и роль титановых сплавов в судостроении / В.П. Леонов, М.Н. Саубанов, Е.В. Чудаков, М.В. Иксанов, Н.Ф. Молчанова // Титан. 2023. №2.