Obrabotka Metallov 2015 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (67) 2015 28 ТЕХНОЛОГИЯ а б в г д е Рис.5 . Напыление расплавленной частицы оксида циркония на полированную поверхность при раз- личных временах нахождения частицы в плазменной струе: а – 0,3 μs; б – 0,4 μs; в – 0,8 μs; г – 1,2 μs; д – 1,8 μs; е – 2,5 μs С увеличением времени нахождения частицы в плазменной струе высота расплющенной части- цы уменьшается, а диаметр ее увеличивается. На рис. 5 показаны реальные расплющенные части- цы оксида циркония при различных временах нахождения частицы в плазменной струе. Выводы По предложенным в работе схемам и алго- ритмам реализации модели растекания частицы по подложке при плазменном напылении можно определить форму растекания одиночной части- цы в различные моменты времени. При учете контакта с холодной подложкой в зависимости от температур частицы и подложки можно полу- чить форму затвердевшей частицы. Путем вы- числительного эксперимента может быть прове- ден анализ факторов, влияющих на растекание и затвердевание расплавленной частицы. Таким образом, разработанная модель по- зволяет проводить численные эксперименты по исследованию процесса соударения отдельной капли с пространственной поверхностью и ее растекание, а также формирование структуры плазменных покрытий. Результаты исследований показывают, что численные методы являются достаточно эффек- тивными при изучении нелинейных задач. На базе проведенных экспериментальных исследований процессов взаимодействия с под- ложкой и растекания на ней частиц показана адекватность разработанных теоретических за- висимостей. Из расчетов по построенным ал- горитмам представляется возможность иссле- довать механизм формирования покрытия при послойной укладке частиц, что позволяет анали- зировать допустимые пути формирования плаз- менных теплозащитных покрытий. Список литературы 1. Nichols B.D., Hirt C.W., Hotchkiss R.C. SOLA- VOF: a solution algorithm for transient fluid flow with multiple free boundaries: report LA-8355 (US-32 and US-34). – Los Alamos: Los Alamos National Scientific Laboratory Publ., 1980. – 58 p. 2. Нанесение покрытий плазмой / В.В. Кудинов, П.Ю. Пекшев, В.Е. Белащенко, О.П. Солоненко, В.А. Сафиуллин. – М.: Наука, 1990. – 408 с. – ISBN 5-02-006040-2. 3. Солоненко О.П., Смирнов A.B. Соударение кап- ли расплава с поверхностью: теория и модельный эксперимент // Доклады Академии наук. – 1998. – Т. 363, № 1. – С. 46–49. 4. Fukanuma H. A porosity formation and flattening model of an impinging molten particle in thermal spray coatings // Journal of Thermal Spray Technology. – 1994. – Vol. 3, iss. 1. – P. 33–34. – doi: 10.1007/BF02648997.