- Код статьи
- 10.31857/S0235010624040092-1
- DOI
- 10.31857/S0235010624040092
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 4
- Страницы
- 451-465
- Аннотация
- Применение меди и ее сплавов для создания деталей металлургического оборудования сопряжено с увеличением абразивного износа и высокотемпературной коррозии. В связи с этим возникает необходимость нанесения защитного покрытия. В частности, для предотвращения износа и преждевременного выкрашивания металла медных фурм производят упрочнение поверхности покрытием из диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия методом газотермического напыления в атмосфере воздуха. Из- за разницы коэффициента термического расширения меди (при T = 300 К: 16.7 мкм/м оС и при T = 750 К: 19.7 мкм/м оС и ее низкой стойкости против газовой коррозии нанесение оксида циркония (производится по предварительно нанесенному промежуточному слою, играющему согласующую по коэффициенту термического расширения (КТР) роль между медной основой и керамическим покрытием. Кроме того, промежуточный слой защищает медь от газовой коррозии. При этом в качестве промежуточных слоев используются сплавы на основе никеля. Использование никеля в качестве основы промежуточных слоев обусловлено тем, что медь и никель образуют непрерывный ряд твердых растворов, таких как мельхиор или монель-металлподобные структуры. Это, в свою очередь, предполагает плавный переход теплофизических свойств от меди к никелевому сплаву. Для обеспечения повышенной адгезии переходного слоя с медью за счет увеличения площади взаимного контакта между медью и подслоем (кинжальное проплавление) и существенного повышения однородности материала промежуточного слоя из никелевого сплава применялось лазерное оплавление промежуточного подслоя (система Ni—B—Si) на лазерном комплексе на основе лазера ЛС-5 мощностью 5 кВт с роботом KUKA KR-60HA в атмосфере аргона. Для отработки режимов были проведены эксперименты на медных образцах плоской формы и тела вращения. Оптимальными параметрами процесса оплавления плоских образцов являлись: скорость обработки 33 мм/с, мощность от 400 до 3900 Вт, фокусное расстояние от 200 до 230 мм, шаг между треками: 0.25, 0.5 и 1 мм. Оптимальными параметрами процесса являлись: мощность лазерного излучения 400—450 Вт, шаг обработки 0.125; 0.5, фокусное расстояние от 200 до 210 мм.
- Ключевые слова
- медные фурмы технология нанесения покрытий наплавка плазменное напыление лазерное легирование
- Дата публикации
- 16.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 11
Библиография
- 1. Жук В.И. Анализ тепловой работы воздушных фурм доменной печи // Вестник Приазовского государственного технического университета. 2002. № 12. С. 25–30.
- 2. Li G., Huang P., Cheng P., Wu W., Zhang Y., Pang Zh., Xu Q., Zhu K., Zou X., Li R. // Engineering Failure Analysis. 2023. 153. 107537 https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2023.1075373.
- 3. Chai Y.-F., Zhang J., Ning X.-J., Wei G.-Y., Chen Y.-T. // High Temperature Materials and Processes. 2015. № 4. https://doi.org/10.1515/htmp-2014-0149
- 4. Олейник К.И., Бахтеев И.С., Русских А.С., Осинкина Т.В., Жилина Е.М. Наплав- ление многокомпонентных сплавов, содержащих тугоплавкие металлы // Расплавы. 2024. № 1. С. 106–113.
- 5. Маншилин А.Г., Складановский Е.Н., Нецветов В.И., Туник О.А. Дутьевая фурма доменной печи и способ нанесения зашитного покрытия на дутьевую фурму до- менной печи. Патент РФ №2235789 РФ. Заяв. 04.11.2002. Опубл. 27.05.2004.
- 6. Самедов Э.М. Повышение износостойкости воздушных фурм доменных печей пу- тем создания защитного алюминиевого газотермического покрытия. Дисс…канд. техн. наук: 05.02.2013. Москва, 2007.
- 7. Материалы в машиностроении. Машиностроение: Энциклопедия / Под ред. Фро- лова К.В. М.: Машиностроение, 1994.
- 8. Комоликов Ю.И., Кащеев И.Д., Хрустов В.Р. // Новые огнеупоры. 2016. № 9. С. 59–62. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2016-9-59-62
- 9. Huang, Hongshou & Singh, Surinder & Juhasz, Albert & Roccisano, Anthony & Ang, Andrew & Stanford, Nikki. (2023). Influence of Copper Distribution in Thermally Sprayed Cu-Bearing Coatings on Corrosion and Microbial Activity. 10.2139/ssrn.4613064.
- 10. Hu, Dengwen & Yan, Liu & Chen, Hui & Liu, Jin & Mengchao, Wang & Deng, Lin. (2021). Microstructure and properties of Ta-reinforced NiCuBSi + WC composite coating deposited on 5Cr5MoSiV1 steel substrate by laser cladding. Optics & Laser Technology. 142. 107210.10.1016/j.optlastec.2021.107210.
- 11. Павлов, А. Ю. Основы газотермического напыления защитных покрытий : учебное пособие / А. Ю. Павлов, В. В. Овчинников, А. Д. Шляпин. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2020. - 300 с. - ISBN 978-5-9729-0500-3.
- 12. Gu, D & Meiners, Wilhelm & Wissenbach, K & Poprawe, Reinhart. (2012). Laser additive manufacturing of metallic components: Materials, processes and mechanisms. International Materials Reviews. 57. 133-164. 10.1179/1743280411Y.0000000014.
- 13. Kefeni K., Msagati T., Alfred M., Mamba B. Ferrite nanoparticles: Synthesis, charac- terisation and applications in electronic device // Materials Science and Engineering: B. 2017. 215. Р. 37–55.
- 14. Wang T., Zhang J., Zhang Y., Chen S., Luo Z., Wu J., Zhu L., Lei J. Improving wear and corrosion resistance of LDEDed CrFeNi MEA through addition of B and Si // J. Alloy. Compd. 2023. 968. 172223.
- 15. Lyu Y., Sun Y., Yang Y. Non-vacuum sintering process of WC/W2C reinforced Nibased coating on steel // Metals and Materials International. 2016. 22. Р. 311–318.
- 16. Kılıçay K., Buytoz S., Ulutan M. Microstructural and tribological properties of induc- tion cladded NiCrBSi/WC composite coatings // Surface and Coatings Technology. 2020. 397. 125974.
- 17. Логинов Ю.Н. Медь и деформируемые медные сплавы: Учеб. пособие. УПИ. Ека- теринбург: УГТУ-УПИ, 2004.
- 18. Лякишев Н.П., Плинер Ю.Л., Лаппо С.И. Борсодержащие стали и сплавы. М.: Метал лургия, 1986.
- 19. О. Г. Девойно. Технология формирования износостойких покрытий на железной основе методами лазерной обработки. Минск: БНТУ, 2020.
