NATRYSKIWANE CIEPLNIE PŁOMIENIOWO KOMPOZYTOWE POWŁOKI ZAWIERAJĄCE WĘGLIKI CHROMU, TYTANU I WOLFRAMU



Podobne dokumenty
Odporność na zużycie erozyjno-korozyjne natryskiwanych naddźwiękowo powłok z węglikami chromu i wolframu

NATRYSKIWANE CIEPLNIE POWŁOKI OCHRONNE STOSOWANE W OCHRONIE PRZED PROCESAMI KOROZYJNYMI.

OTRZYMYWANIE KOMPOZYTÓW METALOWO-CERAMICZNYCH METODAMI PLAZMOWYMI

Odporne na korozję i zużycie ścierne powłoki otrzymywane metodami natryskiwania cieplnego

ROZKŁAD TWARDOŚCI I MIKROTWARDOŚCI OSNOWY ŻELIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE NA PRZEKROJU MODELOWEGO ODLEWU

KOMPOZYTOWE PROSZKI NiCr-CrxCy OTRZYMYWANE W PROCESIE AKTYWOWANEJ WYSOKOTEMPERATUROWEJ SYNTEZY

ALUMINIOWE KOMPOZYTY Z HYBRYDOWYM UMOCNIENIEM FAZ MIĘDZYMETALICZNYCH I CERAMICZNYCH

TRWAŁOŚĆ EKSPLOATACYJNA NATRYSKIWANYCH CIEPLNIE POWŁOK DO OCHRONY ŚCIAN KOTŁÓW FLUIDALNYCH CFB

Natryskiwane cieplnie powłoki o wysokiej odporności na zużycie erozyjne i korozyjne

Własności mechaniczne kompozytów odlewanych na osnowie stopu Al-Si zbrojonych fazami międzymetalicznymi

STRUKTURA HETEROFAZOWYCH ALUMINIOWYCH ODLEWÓW KOMPOZYTOWYCH ZAWIERAJĄCYCH WĘGLIKI CHROMU I TYTANU

KSZTAŁTOWANIE STRUKTURY I WŁAŚCIWOŚCI POWŁOK WĘGLIKOWYCH Cr 3

WARSTWY WĘGLIKOWE WYTWARZANE W PROCESIE CHROMOWANIA PRÓŻNIOWEGO NA POWIERZCHNI STALI POKRYTEJ STOPAMI NIKLU Z PIERWIASTKAMI WĘGLIKOTWÓRCZYMI

ZUŻYCIE TRYBOLOGICZNE KOMPOZYTU NA OSNOWIE ZGARU STOPU AK132 UMACNIANEGO CZĄSTKAMI SiC

WPŁYW PROCESU TARCIA NA ZMIANĘ MIKROTWARDOŚCI WARSTWY WIERZCHNIEJ MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH

ZASTOSOWANIE OCHŁADZALNIKA W CELU ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWIE BIMETALICZNYM

BADANIE MATERIAŁÓW KOMPOZYTOWYCH NA OSNOWIE ALUMINIUM ZBROJONYCH CZĄSTKAMI SiO 2

ODPORNOŚĆ STALIWA NA ZUŻYCIE EROZYJNE CZĘŚĆ II. ANALIZA WYNIKÓW BADAŃ

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE POWŁOK KOMPOZYTOWYCH OTRZYMYWANYCH METODĄ NADDŹWIĘKOWĄ HVOF

OCENA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH POWŁOK UZYSKANYCH DROGĄ METALIZACJI NATRYSKOWEJ

WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI KOMPOZYTU ZAWIESINOWEGO AlSi11/CZĄSTKI 1H18N9T

Zadania badawcze realizowane na Wydziale Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej

Tytuł pracy w języku angielskim: Microstructural characterization of Ag/X/Ag (X = Sn, In) joints obtained as the effect of diffusion soledering.

SPIEKANE KOMPOZYTY NA OSNOWIE MIEDZI ZAWIERAJĄCE FAZY MIĘDZYMETALICZNE ALUMINIOWO-śELAZOWE

ZASTOSOWANIE ZŁOŻONYCH TLENKÓW DO WYTWARZANIA DYSPERSYJNYCH FAZ ZBROJĄCYCH W STOPACH ALUMINIUM

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA

WŁAŚCIWOŚCI NANOSTRUKTURALNYCH POWŁOK WĘGLIKOWYCH NATRYSKANYCH NADDŹWIĘKOWO

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WYBRANE WŁASNOŚCI STALIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

STRUKTURA GEOMETRYCZNA POWIERZCHNI KOMPOZYTÓW ODLEWNICZYCH TYPU FeAl-Al 2 O 3 PO PRÓBACH TARCIA

KRZEPNIĘCIE KOMPOZYTÓW HYBRYDOWYCH AlMg10/SiC+C gr

KSZTAŁTOWANIE STRUKTURY I WŁASNOŚCI INFILTROWANYCH KOMPOZYTÓW M3/2-WC-Cu W WYNIKU ZMIAN ZAWARTOŚCI WC I PARAMETRÓW WYTWARZANIA

LEJNOŚĆ KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlMg10 Z CZĄSTKAMI SiC

WPŁYW GRUBOŚCI ŚCIANKI ODLEWU NA MORFOLOGIĘ WĘGLIKÓW W STOPIE WYSOKOCHROMOWYM

A. PATEJUK 1 Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej WAT Warszawa ul. S. Kaliskiego 2, Warszawa

TWARDOŚĆ, UDARNOŚĆ I ZUŻYCIE EROZYJNE STALIWA CHROMOWEGO

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE POWŁOK ELEKTROLITYCZNYCH ZE STOPÓW NIKLU PO OBRÓBCE CIEPLNEJ

ĆWICZENIE Nr 5/N. Laboratorium Materiały Metaliczne II. niskotopliwych. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. inż. A.

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WARSTW DUPLEX WYTWARZANYCH W PROCESIE TYTANOWANIA PRÓŻNIOWEGO NA STALI NARZĘDZIOWEJ POKRYTEJ STOPEM NIKLU

Wpływ powłoki Al Si na proces wytwarzania i jakość zgrzewanych aluminiowanych rur stalowych

σ c wytrzymałość mechaniczna, tzn. krytyczna wartość naprężenia, zapoczątkowująca pękanie

NOWE, ODPORNE NA ŚCIERANIE MATERIAŁY NA OSNOWIE FAZ MIĘDZYMETALICZNYCH Z UKŁADU Fe Al OTRZYMYWANE W PROCESIE METALURGII PROSZKÓW

IDENTYFIKACJA FAZ W MODYFIKOWANYCH CYRKONEM ŻAROWYTRZYMAŁYCH ODLEWNICZYCH STOPACH KOBALTU METODĄ DEBYEA-SCHERRERA

Politechnika Politechnika Koszalińska

POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

WPŁYW GNIOTU WZGLĘDNEGO NA WSKAŹNIK ZMNIEJSZENIA CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI POWŁOK Z FAZ MIĘDZYMETALICZNYCH

WĘGLOAZOTOWANIE JAKO ELEMENT OBRÓBKI CIEPLNEJ DLA ŻELIWA ADI

INŻYNIERIA POWIERZCHNI SURFACE ENGINEERING

Mikrostruktura i odporność. fazowego powłok natryskiwanych metodą płomieniowo-proszkową

Kompozyty Ceramiczne. Materiały Kompozytowe. kompozyty. ziarniste. strukturalne. z włóknami

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlSi13Cu2 WYTWARZANYCH METODĄ SQUEEZE CASTING

STRUCTURE AND PROPERTIES OF Ni-P/PTFE COMPOSITE COATINGS PRODUCED BY CHEMICAL REDUCTION METHOD

STRUKTURA I WŁASNOŚCI INFILTROWANYCH MIEDZIĄ KOMPOZYTÓW STAL SZYBKOTNĄCA-ŻELAZO

ĆWICZENIE Nr 4/N. Laboratorium Materiały Metaliczne II. Opracowała: dr Hanna de Sas Stupnicka

KONTROLA STALIWA GXCrNi72-32 METODĄ ATD

Odporność korozyjna wybranych powłok nakładanych metodą tamponową

ANTYŚCIERNE I ANTYKOROZYJNE WARSTWY NOWEJ GENERACJI WYTWARZANE W PROCESIE TYTANOWANIA PRÓŻNIOWEGO NA STALI NARZĘDZIOWEJ

OGŁOSZENIE O UDZIELENIU ZAMÓWIENIA NR 01/017B/2017/TSC

Charakterystyka natryskiwanej plazmowo powłoki NiCrBSi

43 edycja SIM Paulina Koszla

ZMIANY MIKROSTRUKTURY I WYDZIELEŃ WĘGLIKÓW W STALIWIE Cr-Ni PO DŁUGOTRWAŁEJ EKSPLOATACJI

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WARSTW HYBRYDOWYCH TYPU CrC+(Ni-Mo)+CrN

ZUŻYCIE TRIBOLOGICZNE POWŁOK KOMPOZYTOWYCH Ni-P-Al 2 O 3 WYTWORZONYCH METODĄ REDUKCJI CHEMICZNEJ

PLAZMOWE NATRYSKIWANIE POWŁOK

WPŁYW DYSPERSYJNEJ FAZY CERAMICZNEJ NA WŁAŚCIWOŚCI NIKLOWYCH WARSTW KOMPOZYTOWYCH

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WARSTW HYBRYDOWYCH TYPU CRC+CRN WYTWARZANYCH PRZEZ POŁĄCZENIE PROCESU CHROMOWANIA PRÓŻNIOWEGO Z OBRÓBKĄ PVD

Innowacyjne warstwy azotowane nowej generacji o podwyższonej odporności korozyjnej wytwarzane na elementach maszyn

ĆWICZENIE Nr 8. Laboratorium InŜynierii Materiałowej. Opracowali: dr inŝ. Krzysztof Pałka dr Hanna Stupnicka

WPŁYW ODKSZTAŁCENIA WZGLĘDNEGO NA WSKAŹNIK ZMNIEJSZENIA CHROPOWATOŚCI I STOPIEŃ UMOCNIENIA WARSTWY POWIERZCHNIOWEJ PO OBRÓBCE NAGNIATANEM

Nazwa przedmiotu INSTRUMENTARIUM BADAWCZE W INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ Instrumentation of research in material engineering

STABILNOŚĆ STRUKTURALNA STALI P92 W KSZTAŁTOWANYCH PLASTYCZNIE ELEMENTACH RUROCIĄGÓW KOTŁÓW ENERGETYCZNYCH ANDRZEJ TOKARZ, WŁADYSŁAW ZALECKI

WPŁYW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI MATERIAŁU NA GRUBOŚĆ POWŁOKI PO ALFINOWANIU

ODPORNOŚĆ NA ZUŻYCIE CIERNE KOMPOZYTÓW WARSTWOWYCH NA BAZIE STOPÓW ŻELAZA

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

MATERIAŁY NA OSNOWIE FAZY MIĘDZYMETALICZNEJ FeAl Z DODATKIEM 2 I 10% OBJ. Al2O3

24/8 Solidilicution of Metal~ :md Alloys, No.24, 1995

Wpływ metody odlewania stopów aluminium i parametrów anodowania na strukturę i grubość warstwy anodowej 1

Streszczenia / Abstracts 9/ 2012

KOMPOZYTY NA OSNOWIE FAZY MIĘDZYMETALICZNEJ NiAl O WŁAŚCIWOŚCIACH ZMODYFIKOWANYCH CZĄSTECZKAMI CERAMICZNYMI

ZESZYTY NAUKOWE NR 1(73) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

KOMPOZYTOWE WARSTWY STOPOWE C Cr Mn NA ODLEWACH STALIWNYCH. Katedra Odlewnictwa Wydziału Mechanicznego Technologicznego Politechniki Śląskiej 2

Produkcja Regeneracja Napawanie

ELEMENTARNE PROCESY ZUŻYWANIA TWORZYW WIELOFAZOWYCH W PIASKU LUŹNYM

OCENA WŁASNOŚCI TRIBOLOGICZNYCH NOWYCH MATERIAŁÓW NARZĘDZIOWYCH NA OSNOWIE NIKLU

Tematy Prac Magisterskich Katedra Inżynierii Stopów i Kompozytów Odlewanych

Rok akademicki: 2017/2018 Kod: NIM MM-s Punkty ECTS: 5. Kierunek: Inżynieria Materiałowa Specjalność: Materiałoznawstwo metali nieżelaznych

WPŁYW TEMPERATURY SPIEKANIA NA MECHANIZM DEKOHEZJI KOMPOZYTU Al-(Al2O3)p

MIKROSTRUKTURA NADSTOPU KOBALTU MAR M509 W STANIE LANYM I PO OBRÓBCE CIEPLNEJ

Monika MADEJ 1 Dariusz OZIMINA 1 WŁAŚCIWOŚCI POWŁOK KOMPOZYTOWYCH NATRYSKIWANYCH NADDŹWIĘKOWO METODĄ HP/HVOF 1. WPROWADZENIE

Powłoki intermetaliczne otrzymywane w procesie przetapiania i stopowania

CZTEROKULOWA MASZYNA TARCIA ROZSZERZENIE MOŻLIWOŚCI BADAWCZYCH W WARUNKACH ZMIENNYCH OBCIĄŻEŃ

WYBRANE WŁASNOŚCI KOMPOZYTU ALUMINIUM-CZĄSTKI WĘGLIKA KRZEMU OTRZYMANEGO PRZEZ WYCISKANIE WYPRASEK Z PROSZKU

BADANIA PORÓWNAWCZE PAROPRZEPUSZCZALNOŚCI POWŁOK POLIMEROWYCH W RAMACH DOSTOSOWANIA METOD BADAŃ DO WYMAGAŃ NORM EN

Streszczenia / Abstracts 2 / 2014

WPŁYW SKŁADU CHEMICZNEGO ŻELIWA CHROMOWEGO NA ROZKŁAD WIELKOŚCI WĘGLIKÓW

Laboratorium badań materiałowych i technologicznych. dr inż. Tomasz Kurzynowski

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

WPŁYW DODATKU WĘGLIKA WC I PARAMETRÓW WYTWARZANIA NA STRUKTURĘ I WŁASNOŚCI WĘGLIKOSTALI NA OSNOWIE STALI SZYBKOTNĄCEJ

ĆWICZENIE Nr 7. Laboratorium Inżynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. B. Surowska. Opracował: dr inż.

EFEKT KIRKENDALLA-FRENKLA W KOMPOZYTACH ALUMINIOWYCH Z CZĄSTKAMI ALUMINIDKÓW NIKLU

WŁASNOŚCI TRIBOLOGICZNE NATRYSKANYCH NADDŹWIĘKOWO POWŁOK WĘGLIKOWYCH MODYFIKOWANYCH OBRÓBKĄ ELEKTROEROZYJNĄ

Transkrypt:

KOMPOZYTY (COMPOSITES) 6(26)1 Bolesław Formanek 1, Krzysztof Szymański 2 Politechnika Śląska, Katedra Nauki o Materiałach, ul. Krasińskiego 8, 4-19 Katowice e-mail: boleslaw.formanek@polsl.pl, krzysztof.szymanski@polsl.pl NATRYSKIWANE CIEPLNIE PŁOMIENIOWO KOMPOZYTOWE POWŁOKI ZAWIERAJĄCE WĘGLIKI CHROMU, TYTANU I WOLFRAMU Przedstawiono wyniki badań powłok wytworzonych metodą natryskiwania płomieniowego poddźwiękowego z materiałów zawierających fazy węglików w metalicznej osnowie (NiCr, FeCr, Co). Wytwarzane powłoki z komercyjnych i syntezowanych materiałów proszkowych są przeznaczone do pracy w warunkach zużycia korozyjnego i erozyjnego w podwyższonej temperaturze. Powłoki natryskiwano cieplnie z proszków: NiCr-Cr 3C 2, NiCr-Cr 3C 2-TiC, FeCr(Al)-Cr 3C 2-TiC, Fe(Cu)-TiC, WC-Co, WC- Co-NiCrSiB. Proszki były otrzymywane z ujednorodnionych mechanicznie mieszanin proszków bazowych i uzyskanych w procesie syntezy wysokotemperaturowej. Morfologię proszków analizowano na mikroskopie skaningowym. Wyznaczono parametry technologiczne natryskiwania powłok pistoletem METCO 5P-II. Strukturę powłok określono metodami mikroskopii świetlnej. Zbadano chropowatość powłok oraz ich odporność na zużycie abrazyjne i erozyjne. Stwierdzono, że proszki o złożonym składzie fazowym korzystniej jest natryskiwać metodą naddźwiękową lub plazmową. Słowa kluczowe: kompozyt warstwowy, fazy międzymetaliczne, synteza faz THERMAL FLAME SPRAYED COMPOSITE POWDERS CONTAINING CHROMIUM, TITANIUM AND TUNGSTEN CARBIDES The paper presents the results of research on coatings formed by subsonic flame spraying from materials containing carbide phases in a metallic matrix (NiCr, FeCr, Co). The coatings produced from commercial and synthesized powder materials are intended for operation under corrosion and erosion wear conditions at an elevated temperature. The powders were obtained from mechanically homogenized mixtures of base powders and powders obtained in a high-temperature synthesis. The coatings were thermally sprayed using the following powders: NiCr-Cr 3C 2, NiCr-Cr 3C 2-TiC, FeCr(Al)-Cr 3C 2- -TiC, Fe(Cu)-TiC, WC-Co and WC-Co-NiCrSiB. The powders are characterized in Table 1. Their morphology, observed on a scanning microscope, is presented in Figures 2 and 3. The technological parameters were determined for spraying the coatings with a METCO 5P-II gun. The coatings structure was determined by light microscopy methods. Selected microstructures of the coatings are shown in Figures 4 and 5. Thickness and porosity of the coatings were determined, as shown in Tables 2. The results of abrasion and erosion resistance tests are presented in a graphic form in Figures 6 and 7. It was found that it is better to spray powders of a complex phase composition using the supersonic or plasma methods. Keywords: composite powders, coatings, thermal spraying, abrasion wear, erosion wear WPROWADZENIE Metody natryskiwania cieplnego należą do podstawowych metod wytwarzania powłok ochronnych. Metodami natryskiwania cieplnego wytwarza się powłoki odporne na zużycie korozyjne i ścierne oraz o innych, specjalnych własnościach. W ciągu 1 lat jej stosowania ulegała ona rozwojowi związanemu z zastosowaniem nowych materiałów powłokowych (druty, proszki, pręty, sznury ceramiczne) oraz nowych konstrukcji urządzeń do natryskiwania. Wybrane rodzaje materiałów proszkowych do wytwarzania powłok metodą płomieniową są natryskiwane cieplnie metodami naddźwiękową i plazmową [3, 4]. Powłoki zawierające węgliki chromu, tytanu i wolframu z metaliczną osnową charakteryzują się wysoką odpornością na zużycie ścierne, abrazyjne i erozyjne [1-7]. CEL I ZAKRES BADAŃ Celem badań było określenie struktury i właściwości powłok natryskiwanych poddźwiękową metodą płomieniową, zawierających węgliki chromu, tytanu i wolframu. Zakres badań obejmował: analizę literaturową zagadnienia wytwarzania natryskiwanych cieplnie powłok o wysokiej twardości, dobór materiałów powłokowych dla procesu natryskiwania cieplnego, określenie struktury i morfologii materiałów powłokowych, określenie parametrów natryskiwania powłok oraz ich mikrostruktury, określenie wybranych właściwości użytkowych powłok, np. odporności na zużycie erozyjne i abrazyjne. 1, 2 dr inż.

Natryskiwane cieplnie płomieniowo kompozytowe powłoki zawierające węgliki chromu, tytanu i wolframu 53 MATERIAŁY I URZĄDZENIA DO BADAŃ Do natryskiwania cieplnego użyte zostały materiały proszkowe dostępne na rynku oraz wytworzone w Katedrze Nauki o Materiałach Politechniki Śląskiej [2, 4- -7]. Zastosowane do natryskiwania cieplnego materiały powłokowe przedstawiono w tabeli 1. TABELA 1. Proszki stosowane do badań TABLE 1. Powder materials for testing Lp. Oznaczenie próbek Nazwa materiału Orientacyjny skład fazowy proszku Granulacja proszku, µm 1 A M1/24 NiCr-Cr 3C 2 (2/8) -9+45 2 B Diamalloy 34 (Ni-2Cr)-Cr 3C 2 (25/75) -8+45 3 C RAF/24 NiCr-Cr 3C 2-TiC -1+56 4 D R1/24 FeCr(Al)-Cr 3C 2-TiC -1+56 5 E R2/23 Fe-TiC -8+45-6 F Amil 519.1 WC-Co-Cr -45+22 7 G Metco 36C WC-Co-NiCrSiB -16+45 Powłoki natryskiwano na próbki ze stali kotłowej St41K. W celu usunięcia tlenków i nadania odpowiedniej chropowatości (R a > 1 µm oraz R z > 5 µm) powierzchnię próbek oczyszczono przy użyciu metody strumieniowo-ściernej elektrokorundem F16. a) Błąd! b) Do natryskiwania powłok zastosowano pistolet płomieniowy METCO 5P-II firmy Sulzer Metco (rys. 1). Materiały proszkowe wytwarzano przy dobranych parametrach natryskiwania cieplnego z uwzględnieniem dokumentacji technicznej systemu. Grubość powłok mierzono miernikiem Elcometer 355TOP oraz kontrolnie sprawdzano przy użyciu mikroskopu świetlnego. Badania chropowatości powierzchni przeprowadzono za pomocą urządzenia SURFTEST SJ - 21 firmy MITUTOYO na 5 odcinkach elementarnych o długości,8 mm. Próbki do badań mikroskopowych wycięto z fragmentów próbki z powłoką, inkludowano, szlifowano i polerowano z użyciem past diamentowych na urządzeniach firmy Struers. Obserwacje zgładów metalograficznych przeprowadzono przy użyciu mikroskopu świetlnego CARL ZEISS na zgładach nietrawionych z wykorzystaniem cyfrowych technik rejestracji obrazu. Rzeczywiste powiększenie określono przez wzorcowanie obrazu dla danych powiększeń obiektywu. Badania mikrotwardości powłok przeprowadzono, stosując mikroskop metalograficzny firmy Reichert typu MeF-2 wyposażony w przystawkę do badań mikrotwardości z penetratorem Vickersa. Badania zrealizowano przy obciążeniu 1 G. Własności użytkowe powłok określano z użyciem dwóch testów. Odporność powłok na zużycie abrazyjne oceniano w teście realizowanym na urządzeniu T-7, gdzie ścierniwem był piasek kwarcowy o granulacji,2,32 mm, a próbka była dociskana do przeciwpróbki siłą 22 N. Test był prowadzony do momentu wykonania 6 obrotów przez przeciwpróbkę. Zużycie erozyjne powłok było określane w teście ścierania elektrokorundem o granulacji 1 na urządzeniu KS-3. W tym przypadku strumień ścierniwa uderzał w próbkę pod kątem 3 lub 9 o. Parametry testu były dobrane tak, aby cząstki ścierniwa w chwili uderzenia w podłoże posiadały prędkość 25 m/s, a ich masa przypadająca na jedną próbkę wynosiła 2 g. Wynikami obydwu testów były ubytki masy próbki w czasie testu [8, 9]. WYNIKI BADAŃ Rys. 1. Widok pistoletu METCO 5P-II firmy Sulzer Metco (a) i sposób natryskiwania powłoki (b) Fig. 1. View of Sulzer Metco 5P-II gun (a) and thermal spraying process (b) Pierwszym etapem badań była identyfikacja materiałów powłokowych. Określono morfologię użytych materiałów proszkowych. Zdjęcia przedstawiające wybrane materiały powłokowe przedstawiono na rysunkach 2 i 3. Po wytworzeniu powłok dokonano ich oceny wizualnej. Oceniano wygląd powierzchni próbek, sprawdzano występowanie defektów budowy (odwarstwienia, spękania, nieprzetopione cząstki itp.), które dyskwalifikowałyby je z dalszych badań. Większość natryskanych próbek spełniła stawiane wymagania techniczne. Następnie poddano je badaniom grubości powłoki oraz chropowatości powierzchni. Po wykonaniu zgładów

54 B. Formanek, K. Szymański a) b) Rys. 2. Morfologia proszków zawierających węgliki chromu: a) A [NiCr-Cr3C2 (2/8)], b) B [(Ni-2Cr)-Cr 3C 2 (25/75)], c) C [NiCr-Cr 3C 2-TiC] Fig. 2. Morphology of powders with chromium carbide: a) A [NiCr-Cr3C2 (2/8)], b) B [(Ni-2Cr)-Cr 3C 2 (25/75)], c) C [NiCr-Cr 3C 2-TiC] a) b) Rys. 3. Morfologia proszków: a) E [FeCu- TiC], b) F [WC-Co-Cr], c) G [WC-Co-NiCrSiB] Fig. 3. Morphology of powders: a) E [FeCu- TiC], b) F [WC-Co-Cr], c) G [WC-Co-NiCrSiB] TABELA 2. Grubość, chropowatość i mikrotwardość powłok TABLE 2. Thickness, roughness and microhardness of coatings Lp. Oznaczenie Grubość powłok, µm Chropowatość, µm próbek Elcometer 355 Mikroskop Różnica R a R z Mikrotwardość µhv, kg/cm 2 1 A 395 47,7 12,7 7,54 4,57 316 2 B 364 345,8 18,2 8,15 42,4 854 3 C 231,5 228,7 2,8 1,2 61,4 872 4 D 59 582,6 7,4 12,89 67,15 878 5 E 283 276,5 6,5 16,5 81,76 66 6 F 532 527 5 7,42 4,64 77 7 G 1274 136 32 2,52 15,48 581 a) b) Rys. 4. Mikrostruktura natryskiwanych cieplnie powłok zawierających węgliki chromu: a) A [NiCr-Cr3C2 (2/8)], b) B [(Ni-2Cr)-Cr 3C 2 (25/75)], c) C [NiCr-Cr 3C 2-TiC] Fig. 4. Microstructure of thermally sprayed coatings with chromium carbides: a) A [NiCr-Cr3C2 (2/8)], b) B [(Ni-2Cr)-Cr 3C 2 (25/75)], c) C [NiCr-Cr 3C 2-TiC] określono mikrotwardość natryskiwanych cieplnie powłok. Wyniki tych badań zawarto w tabeli 2. Uzyskane pozytywne wyniki pozwoliły na wytypowanie próbek do badań metalograficznych. Na rysunkach 4 i 5 przedstawiono strukturę wybranych powłok.

Natryskiwane cieplnie płomieniowo kompozytowe powłoki zawierające węgliki chromu, tytanu i wolframu 55 a) b) c) Rys. 5. Struktura natryskiwanych cieplnie powłok: a) D [FeCr(Al)-Cr 3C 2TiC], b) F [WC-Co-Cr], c) G [WC-Co-NiCrSiB] Fig. 5. Structure of thermally sprayed coatings: a) D [FeCr(Al)-Cr 3C 2TiC], b) F [WC-Co-Cr], c) G [WC-Co-NiCrSiB] ubytek masy próbki [g],25,2,15,1,5 A B C D E F G rodzaj powłoki 35 3 25 2 15 1 5 ubytek grubości powłoki [µm] Ubytek masy; 12 obr. Ubytek grubości; 12 obr. Ubytek masy; 6 obr. Ubytek grubości; 6 obr Rys. 6. Odporność natryskiwanych cieplnie powłok na zużycie abrazyjne Fig. 6. Abrasion resistance of thermally sprayed coatings ubytek masy próbki [g],4,35,3,25,2,15,1,5 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 A B C D E F G rodzaj powłoki ubytek grubości powłoki [µm] Ubytek masy; 3 Uby tek masy ; 9 Uby tek grubości; 3 Uby tek grubości; 9 Rys. 7. Odporność erozyjna natryskiwanych cieplnie powłok Fig. 7. Erosion resistance of thermally sprayed coatings Przeprowadzone badania zużycia abrazyjnego na testerze T7 pozwoliły określić odporność powłok na zużycie w warunkach ścierania o luźne ścierniwo. Wyniki zostały opracowane dwoma sposobami. Pierwszy sposób oceny zużycia polegał na określeniu ubytku masy próbki w czasie testu (na podstawie pomiarów masy przed i po teście), natomiast drugi bazuje na określeniu średniego ubytku grubości powłoki ocenianej jako różnica grubości powłoki w środku śladu wytarcia i w obszarze niezużytym, leżącym bezpośrednio obok śladu zużycia. Takie

56 B. Formanek, K. Szymański pomiary umożliwiają ocenę wpływu rzeczywistej gęstości powłoki na wartość zużycia. Wyniki tych pomiarów przedstawiono w postaci graficznej na rysunku 6. Wyniki testu erozyjnego, w którym strumień ścierniwa uderzał w próbki z powłokami ustawionymi pod kątem 3 i 9, pokazano na rysunku 7. W tym przypadku również podano wyniki uzyskane dwiema metodami pomiaru zużycia - jako ubytek masy próbki i jako ubytek grubości powłoki w obszarze intensywnego zużycia. Przesłanki ku takiej metodzie porównania są takie same jak w przypadku zużycia abrazyjnego. PODSUMOWANIE Przedstawione wyniki badań rozszerzają zakres informacji o właściwościach użytkowych powłok o złożonym składzie chemicznym i fazowym natryskiwanych cieplnie metodą płomieniową. Otrzymane powłoki charakteryzują się budową ziarnową o relatywnie dużej porowatości (pow. 5%) w porównaniu do powłok otrzymanych metodą HVOF. Wyjątek stanowią powłoki przetopione (WC-Co-NiCrSiB), dla których metoda płomieniowego natryskiwania z przetopem gwarantuje otrzymanie powłok o wysokich własnościach użytkowych. Natryskiwane powłoki po teście zużycia abrazyjnego można uszeregować według malejącej odporności: WC-CO-NiCrSiB, Cr 3 C 2 25(Ni-2Cr), WC-CO-Cr, Cr 3 C 2 NiCr, FeCr(Al)-Cr 3 C 2 TiC, FeTiC, RAF/24. Natryskiwane powłoki po teście zużycia erozyjnego można uszeregować według malejącej odporności: dla kąta padania ścierniwa 3 WC-CO-NiCrSiB, Cr 3 C 2 25(Ni-2Cr), Cr 3 C 2 NiCr, FeTiC, FeCr(Al)-Cr 3 C 2 TiC, RAF/24, WC-CO-Cr dla kąta padania ścierniwa 9 WC-CO-NiCrSiB, Cr 3 C 2 25(Ni-2Cr), Cr 3 C 2 NiCr, RAF/24, FeTiC, FeCr(Al)-Cr 3 C 2 TiC, WC-CO-Cr. Uzyskane wyniki badań odporności powłok na zużycie dowodzą, że najwyższą odpornością na zużycie abra- zyjne i erozyjne spośród badanych powłok charakteryzuje się przetopiona powłoka typu WC-Co-NiCrSiB. Korekta parametrów technologicznych procesu natryskiwania cieplnego powłok bądź też modyfikacja składu fazowego oraz zastosowanie wysokiej klasy podajnika proszku pozwoli uzyskać powłoki, które będą charakteryzowały się bardziej jednorodną strukturą i wyższą odpornością na zużycie. Uzyskane wyniki badań potwierdzają, że metoda płomieniowego poddźwiękowego natryskiwania cieplnego nie jest optymalna dla wytwarzania powłok z materiałów proszkowych zawierających twarde fazy węglików i metaliczną osnowę. Należy spodziewać się, że dużo lepsze własności powłok można otrzymać, stosując metodę naddźwiękowego natryskiwania cieplnego HVOF [1-13]. Przedstawione wyniki są częścią badań realizowanych w projekcie nr 4 T8C 825 finansowanym przez MNiI. LITERATURA [1] Szymański K., Formanek B., Moskal G., Kompozytowe proszki NiCr - Cr xc y otrzymywane w procesie aktywowanej wysokotemperaturowej syntezy, Mat. Konf. Kompozyty - teoria i praktyka 26. [2] Szymański K., Projekt MNiI nr 4 T8C 8 25 Kompozytowe materiały i powłoki natryskiwane cieplnie metodami naddźwiękowymi - HVOF i HVAF o wysokiej odporności na zużycie korozyjne i erozyjne. [3] Formanek B., Szymański K., Natryskiwane cieplnie powłoki o wysokiej odporności na zużycie erozyjne i korozyjne, Inżynieria Materiałowa 24, 4(141), lipiec-sierpień. [4] Formanek B., Hetmańczyk M., Szymański K., Process of high temperature synthesis and mechanical alloying in producing Cr xc y-nicr powders for thermal spraying. Symposium Powder characterisation for advanced materials manu-facture, 16-2.7.1997, Gijon, Hiszpania. [5] Formanek B., Bielajew A., Szymański K., Szala J., Talako T., Struktura kompozytowego proszku NiCr-Cr 3C 2-TiC otrzymywanego w procesie samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej, IX Seminarium Naukowe Nowe technologie i materiały w metalurgii i inżynierii materiałowej, 11 maja 21. [6] Materiały reklamowe i wewnętrzne firmy Sulzer Metco. [7] Materiały reklamowe i wewnętrzne firmy Euromat-Amil. [8] Szymański K., Formanek B., Charakterystyka urządzenia do badań zużycia erozyjnego w temperaturach podwyższonych, SIM 99, Kraków-Ustroń. [9] Formanek B., Szymański K., Erosion resistance of ARC - method sprayed coatings for wear at elevated temperature ITC 24, 28-31.8.24, Zielona Góra, Polska. [1] Formanek B., Szymański K., Pucka A., Hernas A., Kowalski B., Włodarczyk A., Mirecki L., Powłoki natryskiwane cieplnie o wysokiej odporności na zużycie erozyjno-korozyjne przeznaczone do zabezpieczenia ścian wodnych kotłów energetycznych, VI Konf. Nauk.-Techn. Elektrownie Cieplne..., Bełchatów 4-6.6.23. [11] Formanek B., Szymański K., Kowalski B., Włodarczyk A., Zastosowanie technologii natryskiwania cieplnego dla ochrony urządzeń energetycznych przed zużyciem erozyjnym i korozyjnym, V Konf. Nauk.-Techn., Problemy i innowacje w remontach energetycznych, PIRE 22. [12] Formanek B., Szymański K., Naddźwiękowe natryskiwanie cieplne HVOF powłok o wysokiej odporności korozyjnej, Inżynieria Materiałowa 23, 6. [13] Formanek B., Szymański K., Szczucka-Lasota B., Bierska B., Kompozytowe proszki i natryskiwane cieplnie powłoki z osnową NiCr i fazami międzymetalicznymi, Inżynieria Materiałowa 23, 6.

Natryskiwane cieplnie płomieniowo kompozytowe powłoki zawierające węgliki chromu, tytanu i wolframu 57 Recenzent Wojciech Przetakiewicz