Влияние технологических параметров процесса плазменного напыления на макроструктуру титановых покрытий

Капиллярно-пористые поверхности применяют для эндопротезирования и повышения прочности различных адгезионных соединений, в каталитических и теплообменных аппаратах. Один из вариантов получения капиллярно-пористых поверхностей — создание шероховатых покрытий плазменным напылением. Выявление зависимостей параметров макроструктуры капиллярно-пористых покрытий от технологических факторов процесса плазменного напыления, позволяющее регулировать характеристики поверхности, является актуальным, важным и необходимым условием для формирования требуемых свойств покрытий. Однако в научной литературе недостаточно представлены исследования влияния технологических параметров плазменного напыления на строение и макроструктуру плазменно-напыленных титановых покрытий. В связи с этим исследовано влияние шероховатости, кривизны и материала поверхности подложки, дистанции и угла напыления на структуру капиллярно-пористого покрытия, выполненного из титана ВТ1-0, нанесенного на подложку из титанового сплава ВТ6. Проведен регрессионный анализ результатов экспериментов. Показано, что все эти параметры значимо влияют на структуру покрытия. Полученные экспериментальные зависимости позволяют создавать покрытия с требуемыми параметрами по макроструктуре, оценивать возможность создания титановых покрытий такого рода и обоснованно выбирать параметры процесса плазменного напыления.

Литература

[1] Бабин С.В., Фурсов А.А., Егоров Е.Н. Исследование влияния плазменно-напыленного промежуточного слоя на адгезионную прочность соединения стеклопластик–металл. Вестник Московского авиационного института, 2017, т. 24, № 3, с. 195–201.

[2] Суртаев А.С., Павленко А.Н., Калита В.И., Кузнецов Д.В., Комлев Д.И., Радюк А.А., Иванников А.Ю. Влияние капиллярно-пористых покрытий на теплообмен при кипении. Письма в Журнал технической физики, 2016, т. 42, № 8, с. 1–9.

[3] Кудинов В.В., Пекшев П.Ю., Белащенко В.Е., Солоненко О.П., Сафиуллин В.А. Нанесение покрытий плазмой. Москва, Наука, 1990. 408 с.

[4] Fauchais P., Fukumoto M., Vardelle A., Vardelle M. Knowledge concerning splat formation: An invited review. Journal of Thermal Spray Technology, 2004, vol. 13, no. 3, pp. 337–360, doi: 10.1361/10599630419670

[5] Кудинов В.В., Калита В.И., Коптева О.Г. Исследование процесса формирования макро- и микроструктуры частиц газотермических покрытий. Физика и химия обработки материалов, 1992, № 3, с. 88–92.

[6] Калита В.И., Гнедовец А.Г., Комлев Д.М. Формирование пористости при плазменном напылении. Физика и химия обработки материалов, 2006, № 6, с. 26–31.

[7] Солоненко О.П., Шурина Э.П., Головин А.А. Конечно-элементное моделирование соударения капли расплава с подложкой при плазменном напылении. Физическая мезомеханика, 2001, т. 4, № 1, с. 29–42.

[8] Madejski J. Solidification of droplets on cold surface. International Journal of Heat and Mass Transfer, 1976, vol. 19, iss. 9, pp. 1009–1013, doi: 10.1016/0017-9310(76)90183-6

[9] Кравченко И.Н., Сельдяков В.В., Пузряков А.Ф. Структура никелевых покрытий, напыленных воздушным потоком плазмы. Технология металлов, 2014, № 6, c. 36–38.

[10] Puzryakov A.F., Levitin S.A., Garanov V.A. Effect of spraying angle on the properties of plasma-deposited coatings. Soviet powder metallurgy and metal ceramics, 1986, vol. 24, № 8, pp. 631–633, doi: 10.1007/BF00791954

[11] Бабин С.В., Фурсов А.А. Влияние шероховатости поверхности подложки и дистанции напыления на макроструктуру капиллярно-пористого покрытия из титана. Научные труды (Вестник МАТИ), 2014, № 23(95), с. 95–99.

[12] Mostaghimi J., Pasandideh-Fard M., Chandra S. Dynamics of splat formation in plasma spray coating process. Plasma Chemistry and Plasma Processing, 2002, vol. 22, no. 1, pp. 59–84, doi: 10.1023/A:1012940515065

[13] Бабин С.В., Фурсов А.А. Влияние кривизны поверхности подложки на макроструктуру капиллярно-пористого покрытия из титана. Научные труды (Вестник МАТИ), 2013, № 20(92), с. 46–50.

[14] Бабин С.В., Егоров Е.Н., Карпов В.Н., Поляков О.А. Влияние режимов плазменного напыления на структуру и свойства границы «пористое титановое покрытие — сплав ВТ6». Технология легких сплавов, 2007, № 3, с. 119–122.

[15] Ильин А.А., Мамонов А.М., Карпов В.Н., Балберкин А.В., Загородний Н.В., Бабин С.В., Егоров Е.Н. Пористые слоистые композиционные материалы на основе титана в эндопротезах тазобедренного сустава. Технология легких сплавов, 2008, № 3, с. 73–79.