New Process for Forming Multicomponent Wear-Resistant Nanostructures by Electrospark Alloying Method

Martsynkovskyy, Vasyl; Коноплянченко, Євген; Гапонова, О. П.; Antoszewski, B.; Kundera, C.; Dyadyura, Kostiantyn; Tarelnyk, Viacheslav; Саржанов, Богдан Олександрович; Mikulina, Maryna; Gapon, O.; Semernya, Olena

doi:10.1007/978-981-15-1742-6_13

Cited by 3 publications

(3 citation statements)

References 30 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…To apply wear-resistant coatings on metal-cutting tools, the method of electro-spark alloying (ESA) has become widespread. This method makes it possible to perform multiple hardening of the tool surface, without any treatment of the tool before and after hardening [21][22][23][24][25][26][27][28][29]. The method is quite simple in organizing the process of applying protective coatings, and rather simple and small-sized equipment is used when performing it.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Coatings Prepared by Electro-Spark Alloying with SHS Electrode Materials Based on Ti-B-Fe-AlN

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

In this work, the features of the phase composition, structures, and properties of coatings obtained on a high-speed steel substrate (steel R6M5) were studied. The coatings were prepared using the ESA method (electro-spark alloying). Electrode materials prepared through self-propagating high-temperature synthesis (SHS) based on (Ti-B-Fe)xAlN with the addition of nanosized AlN particles in the amount of x = 0.5, 10, 15 wt % were used as electrodes. The structure, phase composition, and physical and mechanical properties of the SHS electrode materials are reported. It was found that the coatings inherited the structure of the SHS electrode material and formed two characteristic zones for x = 0 and three zones for x = 5, 10, 15. The surface hardness of the substrate made of the high-speed steel R6M5 with the developed coatings was found to increase up to five times compared to the uncoated substrate. It was found that the wear resistance of the samples with the coating was four to six times higher than that of uncoated samples.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Coatings Prepared by Electro-Spark Alloying with SHS Electrode Materials Based on Ti-B-Fe-AlN

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The rotating parts of industrial machinery and equipment often work under the conditions of heavy load, high speed and high temperature, but they are also affected by corrosive and abrasive working environment [1][2][3]. Usually, the surface layer bears the largest load and is most affected by the external environment, so the performance of the surface layer directly determines the working life and stability of the parts [4][5][6]. Copper-based alloy bearing is widely used because of its excellent mechanical properties and thermal conductivity [7,8].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Промислове Нанесення Покриттів На Втулку Підшипника За Технологією Електроіскрового Легування

Zhengchuan

Коноплянченко²,

Tarelnyk³

et al. 2022

SBIFNTUOG

View full text Add to dashboard Cite

Коротко представлено традиційний процес обробки та виробництва втулки підшипника ковзання. Досліджено, що при традиційному процесі спостерігається нерівномірний розподіл в антифрикційному шарі твердих частинок, які крім того є різними за розміром. Наявність підвищеного тиску в монокристалах великих частинок призводить до їх руйнування, що спричиняє пошкодження втулки підшипника, та підшипника в цілому. Зменшення розмірів кристалів призводить зо збільшення межі зерен та збільшення невпорядкованості розташування атомів в них, що в підсумку може підвищити стійкість до деформації та забезпечити міцність та ударну в’язкість сплаву. Тому для поліпшення механічних властивостей підшипника необхідно очистити кристали і здійснити їх рівномірний розподіл. Формування покриттів на поверхні олов'яної бронзи, здійснено методом електроіскрового легування (ESA) із застосуванням в якості антифрикційного матеріалу срібла, міді, бабіту Б83 та оксиду графену (GO). Аналіз впливу процесу осадження на масообмін, шорсткість, товщину та трибологічні властивості сформованих покриттів досліджували за допомогою електронних ваг, тривимірного оптичного профілометру, скануючого електронного мікроскопа (SEM), спектроаналізатора дисперсії енергії (EDS), металографічної мікроскопії та трибометра. Результати показують, що сформовані покриття є щільними, зерна витонченими, рівномірно розподіленими між металургійним сплавом та підкладкою. Узагальнено та проаналізовано результати випробувань різних типів покриттів, визначено найкращу схему промислового застосування. Здійснено аналіз основного матеріалу, матеріалу покриття, технології обробки та технології формування покриття втулки підшипника, які впливають на якість продукції. Запропоновано нову екологічно безпечну технологію формування функціональних покриттів опорної втулки з олов'яної бронзи, детально описано етапи проектування, виготовлення, обробки, монтажу та дослідної експлуатації. До промислового впровадження запропоновано нову технологію, на базі методу електроіскрового легування, нанесення покриттів на втулку з олов’янистої бронзи, що мають переваги по показникам якості поверхні, антифрикційним характеристикам, підвищену стійкість до втоми, надійність, та довговічність. Наведені деякі технічні пропозиції щодо нанесення покриттів на підшипники з олов'янистої бронзи.

show abstract

“…К настоящему времени накоплен положительный опыт в получении и использовании покрытий с НК структурой. Известны работы ряда российских (НИТУ МИСИС [6], ФНАЦ ВИМ [7], ОмГТУ [8], ИМ ХНЦ ДВО РАН [9]) и зарубежных научных центров (Украины [10], Германии и Польши [11]); ведутся успешные работы по ЭИЛ в других странах Европы, а также в США, Японии, Китае, Индии. Однако при наличии многих фактов получения и применения таких покрытий, экспериментальных данных об их свойствах, накопленном опыте получения для ЭИЛ новых анодных материалов с нанокомпонентом и их свойствах, мало исследованной областью остается управление наноструктурированием ЭИ покрытий энергомеханическими параметрами.…”

Section: Introductionunclassified

On the management of nanostructuring of electric spark coatings

Иванов

2020

Lett. Mater.

View full text Add to dashboard Cite

Analysis of the literature data indicates the great attention of specialists to the formation of ultrafine-grained (UFG) and nanocrystalline (NC) structures. Such structures are obtained by severe plastic deformation and other methods to improve the bulk properties of materials. Improving the properties of the surface layers of materials is achieved by modifying them with the formation of NC structures by different methods. In the article, in the development of earlier work, the results of studies of the formation of such structures by the method of electrospark alloying (ESD) are reflected. The aim of this work was to obtain experimentally quantitative data on the nanostructuring of electric-spark (ES) coatings, specifying the effect of the technological parameters of ESD and electrode material on this process. The studies included the determination of the energy parameters of the ESD process, changes in the mass of samples to obtain pulsed values, as well as the grain size of the structure of ES coatings. At the same time, modern certified technological and research equipment and recognized methods were used. The studies were carried out in a wide technological range: pulse energy E = 0.045…0.29 J, their duration t imp = 20…80 μs, frequency f imp = 300…1500 Hz, the conditional value of the specific processing time t sp = τ…5τ. The result of the work is the following: coatings are obtained with a content of 5 to 50 % of the granular structure of the nanoscale level using electrodes made of hard alloys VK8 (92WC + 8Co) and STIM-3BOA n (72TiC +17.5Cr 3 C 2 +10Ni + 0.5Al 2 O 3 nano); it was found that an increase in the pulse energy leads to an increase in the grain size of the nanoscale level and a decrease in their fraction in the coating, and an increase in the pulse frequency and specific ESD time, on the contrary, to a decrease in the grain size and an increase in their number; the use of anode materials with a refractory nanocomponent also contributes to the nanostructuring of ES coatings. In developing this topic, attention is drawn to one of the important issues requiring separate studies-this is the study of the role and efficiency of pulses of the low-energy zone of electric regimes in the process of nanostructure of ES coatings.

show abstract

New Process for Forming Multicomponent Wear-Resistant Nanostructures by Electrospark Alloying Method

Cited by 3 publications

References 30 publications

Coatings Prepared by Electro-Spark Alloying with SHS Electrode Materials Based on Ti-B-Fe-AlN

Coatings Prepared by Electro-Spark Alloying with SHS Electrode Materials Based on Ti-B-Fe-AlN

Промислове Нанесення Покриттів На Втулку Підшипника За Технологією Електроіскрового Легування

On the management of nanostructuring of electric spark coatings

Contact Info

Product

Resources

About