Obrabotka Metallov 2021 Vol. 23 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 1 2021 6 ТЕХНОЛОГИЯ Технология получения композиционных конгломератных порошков для плазменного напыления высокотемпературных защитных покрытий Борис Гузанов 1, a , Наталия Пугачева 2, b , Евгений Слукин 3, c , Татьяна Быкова 2, d, * 1 Российский государственный профессионально - педагогический университет , ул . Машиностроителей , 11, г . Екатеринбург , 620012, Россия 2 Институт машиноведения УрО РАН , ул . Комсомольская 34, г . Екатеринбург , 620049, Россия 3 Уральский федеральный университет им . первого Президента России Б . Н . Ельцина , ул . Мира , 19, Екатеринбург , 620002, Россия a https://orcid.org/0000-0001-5698-0018, guzanov_bn@mail.ru, b https://orcid.org/0000-0001-8015-8120, nat@imach.uran.ru , c https://orcid.org/0000-0003-4807-5135, slukin@cniim-ekt.ru, d https://orcid.org/0000-0002-8888-6410, tatiana_8801@mail.ru Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2021 Том 23 № 1 с . 6–20 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.1-6-20 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.793.74:543.4 История статьи : Поступила : 29 октября 2020 Рецензирование : 18 ноября 2020 Принята к печати : 14 декабря 2020 Доступно онлайн : 15 марта 2021 Ключевые слова : Покрытия Плазменное напыление Порошок Фракция Связующее Растворитель Конгломерат Финансирование : Работа выполнена при частич - ном финансировании по теме № АААА - А 18-118020790145-0 Ми - нистерства образования и науки Российской Федерации . АННОТАЦИЯ Введение . Для деталей газотурбинных установок , эксплуатируемых в условиях коррозионно - эрозионного воздействия и интенсивного изнашивания , наиболее приемлемыми считаются композиции , содержащие в своем составе Ni, Co, Cr, Al, B, Y как в чистом виде , так и в составе соединений , наносимых на контактную поверхность при газотермическом напылении . Перспективными являются современные интегрированные комплексы , полученные объединением разнородных веществ в виде единой композиции . Такие порошки получают либо за счет плакирования , либо при конгломерировании тонкодисперсных исходных компонентов в более крупную частицу . Проблема разработки и изготовления установок для конгломерирования порошков является актуальной и практически важной , поскольку позволяет получать материал для газотермического напыления покрытий высокотемпературного назначения . Цель работы – разработать технологическую схему получения порошков требуемого химического состава с заданной формой и размером частиц , предназначенных для напыления высокотемпературных защитных покрытий . Материалы и методы исследования . Разработана технология получения интегрированных порошков для напыления покрытий с использованием метода распылительной сушки и последующего спекания в вакууме или в аргоно - водородной газовой среде , которая позволяет избежать потери исходного сырья за счет возврата мелкой и крупной фракции . Предложена технология подготовки материалов для распылительной сушки и гранулирования . Сконструирован и изготовлен аэродинамический классификатор гравитационного типа , позволяющий в автоматическом режиме осуществлять отбор необходимой для напыления покрытия фракции порошка , а также возврат нежелательной фракции на повторную переработку . Морфологию гранулированного порошка определяли на сканирующем электронном микроскопе TESCAN. Химический состав получаемых интегрированных комплексов определен методом микрорентгеноспектрального анализа на приставке OXFORD. Результаты и о бсуждения . Установлены технологические условия получения порошков заданного размера (40…100 мкм ). Показано , что форма частиц конгломерата после распылительной сушки близка к сферической . На основе многофакторного эксперимента выполнена оптимизация технологического процесса получения порошка Ni-17Cr-10Al-1Y и Ni-22Cr-16Al-1Y размерами до 100 мкм . Показано , что при конгломерировании порошков с повышенным содержанием алюминия (Ni-22Cr-16Al-1Y) необходимо учитывать экзотермическую реакцию образования алюминидов никеля и разбавлять смесь исходных компонентов перед спеканием готовым спеченным порошком . Получаемые интегрированные комплексы характеризуются высокой жаростойкостью , поэтому предназначены и успешно используются для плазменного напыления защитных покрытий высокотемпературного назначения . Выводы . Разработана технология получения композиционных конгломерированных порошков Ni-17C-10Al-1Y и Ni- 22Cr-16Al-1Y размерами частиц до 100 мкм и формой , близкой сферической . Отличительной особенностью этой технологии является то , что она позволяет избежать потери исходного сырья за счет возврата мелкой и крупной фракций . Для цитирования : Технология получения композиционных конгломератных порошков для плазменного напыления высокотемпера - турных защитных покрытий / Б . Н . Гузанов , Н . Б . Пугачева , Е . Ю . Слукин , Т . М . Быкова // Обработка металлов ( технология , оборудова - ние , инструменты ). – 2021. – Т . 23, № 1. – С . 6–20. – DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.1-6-20. ______ * Адрес для переписки Быкова Татьяна Михайловна , к . т . н ., научный сотрудник Институт машиноведения УрО РАН , ул . Комсомольская , 34, 620049, г . Екатеринбург , Россия Тел .: 8 (343) 362-30-43, e-mail: tatiana_8801@mail.ru