nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2023-3-168-173nuc-562Research ArticleСтатьиИССЛЕДОВАНИЕ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕТОНАЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ И КАРБИДА ВОЛЬФРАМАINVESTIGATION OF TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF DETONATION COATINGS BASED ON ALUMINUM OXIDE AND TUNGSTEN CARBIDEhttps://orcid.org/0000-0001-5990-7123РахадиловБ. К.RakhadilovB. K.

Бауыржан Корабаевич Рахадилов - доктор PhD, Ассоциированный профессор, директор.

Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

rakhadilovb@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6699-9097БаяндиноваМ. Б.BayandinovaM. B.

Молдир Болеухановна Баяндинова - докторант 2го года обучения.

Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

shohmanova_m@mail.ruБуйткеновД. Б.BuitkenovD. B.

Дастан Болатұлы Буйткенов - Доктор PhD.

Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

buitkenovd@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9453-0456КәкімжановД. Н.KakimzhanovD. N.

Дәуір Нұржанұлы Кәкімжанов - научный сотрудник.

Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

dauir_97@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1924-1459ЖурероваЛ. Г.ZhurerovaL. G.

Лейла Гылыммедденовна Журерова - доктор PhD, Ассоциированный профессор.

Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

leila_uka@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5258-4103ЕрболатоваГ. У.YerbolatovaG. U.

Гульнара Уалхановна Ерболатова - доктор PhD, сениор-лектор ВКТУ им. Д. Серикбаева.

Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

e.gulnara_77@mail.ruPlasma Science LLPКазахстанPlasma Science LLPKazakhstanВосточно-Казахстанский университет им. С. АманжоловаКазахстанSarsen Amanzholov East Kazakhstan UniversityKazakhstanPlasma Science LLP; Восточно-Казахстанский университет им. С. АманжоловаКазахстанPlasma Science LLP; Sarsen Amanzholov East Kazakhstan UniversityKazakhstanВосточно-Казахстанский технический университет им. Д. СерикбаеваКазахстанDaulet Serikbayev East Kazakhstan Technical UniversityKazakhstan20233009202303168173Copyright © Рахадилов Б.К., Баяндинова М.Б., Буйткенов Д.Б., Кәкімжанов Д.Н., Журерова Л.Г., Ерболатова Г.У., 20232023Рахадилов Б.К., Баяндинова М.Б., Буйткенов Д.Б., Кәкімжанов Д.Н., Журерова Л.Г., Ерболатова Г.У.Rakhadilov B.K., Bayandinova M.B., Buitkenov D.B., Kakimzhanov D.N., Zhurerova L.G., Yerbolatova G.U.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/562

Детонационное напыление является одним из наиболее перспективных вариантов термического напыления для нанесения износостойких покрытий. Данное исследование направлено на изучение трибологических свойств покрытий, осажденных детонационным методом, на примере WC-12%Co и Al2O3 – двух распространенных материалов покрытий, широко применяемых в износостойких областях. Для нанесения покрытий использовалась компьютеризированный комплекс детонационного напыления CCDS2000 (Computer-Controlled Detonation Spraying). Параметр шероховатости покрытия WC-Со имеет значение Ra = 3,95 мкм, а покрытия Al2O3 – Ra = 2,53 мкм. Для исследования детонационных покрытий охарактеризованы материалы покрытий и проведены измерения микротвердости. Микротвердость для нержавеющей стали 12Х18Н10Т – 392,32 Hv; для покрытий WC-12Co – 1332,3 Hv и Al2O3 – 805,50 Hv. По результатам исследований наибольшую стойкость всем видам износа имеет покрытия WC-12%Co. Для работы в условиях износа скольжения покрытия также можно рекомендовать покрытия из Al2O3.

Detonation spraying is one of the most promising variants of thermal spraying for the deposition of wear-resistant coatings. This study aims to investigate the tribological properties of coatings deposited by the detonation method using WC-12%Co and Al2O3 as examples. These are two common coating materials widely used in wear resistant applications. A computerized detonation spraying system CCDS2000 (Computer-Controlled Detonation Spraying) was used for coating deposition. The roughness parameter of the WC-Co coating has a value of Ra = 3.95 μm and that of the Al2O3 coating has a value of Ra = 2.53 μm. To investigate the detonation coatings, the coating materials were characterized and microhardness measurements were carried out. Microhardness for stainless steel 12Х18Н10Т (AISI 321, 321H) – 392.32 Hv; for WC-12Co coating – 1332.3 Hv and Al2O3 – 805.50 Hv. By results of researches the greatest resistance to all kinds of wear has coatings WC-12%Co. Al2O3 coatings can also be recommended for operation under sliding wear conditions.

детонационное напылениепокрытиеизносостойкостьмикротвердостьdetonation sprayingcoatingwear resistancemicrohardnessИсследование выполнено при финансовой поддержке Комитета по науке Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан (грант № AP09058568)ReferencesSkakov M., Ocheredko I., Tuyakbayev B., Bayandinova M., Nurizinova M. Development and studying of the technology for thermal spraying of coatings made from ultra-high-molecular-weight polyethylene // Coatings 2023, 13, 698. https://doi.org/10.3390/coatings13040698Skakov M., Ocheredko I., Tuyakbayev B., Bayandinova M., Nurizinova M. Development and studying of the technology for thermal spraying of coatings made from ultra-high-molecular-weight polyethylene // Coatings 2023, 13, 698. https://doi.org/10.3390/coatings13040698N. Kantay, B. Rakhadilov, S. Kurbanbekov, D. Yeskermessov. Influence of detonation-spraying parameters on the phase composition and tribological properties of Al2O3 coatings // Coatings 2021, 11, 793. https://doi.org/10.3390/coatings11070793N. Kantay, B. Rakhadilov, S. Kurbanbekov, D. Yeskermessov. Influence of detonation-spraying parameters on the phase composition and tribological properties of Al2O3 coatings // Coatings 2021, 11, 793. https://doi.org/10.3390/coatings11070793Б.К. Рахадилов, Н. Муктанова, Л.Г. Журерова. Применение технологии HVOF для получения износостойких покрытий на основе WC – обзор // Вестник НЯЦ РК. – 2023. – Выпуск 1. С. 4–14. https://doi.org/10.52676/1729-7885-2023-1-4-14B.K. Rakhadilov, N. Muktanova, L.G. Zhurerova. Primenenie tekhnologii HVOF dlya polucheniya iznosostoykikh pokrytiy na osnove WC – obzor // Vestnik NYaTs RK. – 2023. – Issue 1. P. 4–14. https://doi.org/10.52676/17297885-2023-1-4-14В.Ю. Ульяницкий, А.А. Штерцер, С.Б. Злобин. Структура и трибологические свойства износостойких детонационных покрытий / Физическая мезомеханика. – 2006. Т. 9.4. – C. 87–92.V.Yu. Ul'yanitskiy, A.A. Shtertser, S.B. Zlobin. Struktura i tribologicheskie svoystva iznosostoykikh detonatsionnykh pokrytiy / Fizicheskaya mezomekhanika. – 2006. T. 9.4. – P. 87–92.М.В. Ненашев, Д.А. Деморецкий, И.Д. Ибатулин, И.В. Нечаев. Технология и свойства наноструктурированных детонационных покрытий // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – Т. 13. № 1(2), 2011.M.V. Nenashev, D.A. Demoretskiy, I.D. Ibatulin, I.V. Nechaev. Tekhnologiya i svoystva nanostrukturirovannykh detonatsionnykh pokrytiy // Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk. – T. 13. No. 1(2), 2011.M. Roy, C.V.S. Rao, D.S. Rao & G. Sundararajan. Abrasive wear behaviour of detonation sprayed WC–Co coatings on mild steel // Surface Engineering. – P. 129–136. Published online: 2013 https://doi.org/10.1179/026708499101516470M. Roy, C.V.S. Rao, D.S. Rao & G. Sundararajan. Abrasive wear behaviour of detonation sprayed WC–Co coatings on mild steel // Surface Engineering. – P. 129–136. Published online: 2013 https://doi.org/10.1179/026708499101516470Bauyrzhan Rakhadilov, Dauir Kakimzhanov, Daryn Baizhan, Gulnar Muslimanova, Sapargali Pazylbek, Laila Zhurerova. Comparative Study of Structures and Properties of Detonation Coatings with α-Al2O3 and γ-Al2O3 Main Phases / Coatings 2021, 11, 1566. https://doi.org/10.3390/coatings11121566Bauyrzhan Rakhadilov, Dauir Kakimzhanov, Daryn Baizhan, Gulnar Muslimanova, Sapargali Pazylbek, Laila Zhurerova. Comparative Study of Structures and Properties of Detonation Coatings with α-Al2O3 and γ-Al2O3 Main Phases / Coatings 2021, 11, 1566. https://doi.org/10.3390/coatings11121566Michael Factor, Itzhak Roman. Vickers microindentation of WC–12%Co thermal spray coating: Part 1: statistical analysis of microhardness data // Surface and Coatings Technology. – 2000. – Vol. 132. – P. 181–193.Michael Factor, Itzhak Roman. Vickers microindentation of WC–12%Co thermal spray coating: Part 1: statistical analysis of microhardness data // Surface and Coatings Technology. – 2000. – Vol. 132. – P. 181–193.G. Sundararajan, D. Srinivasa Rao, G. Sivakumar & S. V. Joshi. Detonation Spray Coatings // Encyclopedia of Tribology. – 2013. – P. 736–742.G. Sundararajan, D. Srinivasa Rao, G. Sivakumar & S. V. Joshi. Detonation Spray Coatings // Encyclopedia of Tribology. – 2013. – P. 736–742.G. Sundararajan, K.U.M. Prasad, D.S. Rao, and S.V. Joshi. А comparative study of tribological behavior of plasma and d-gun sprayed coatings under different wear modes // Journal of Materials Engineering and Performance. – 1998. – Vol.7(3). –P. 343–351.G. Sundararajan, K.U.M. Prasad, D.S. Rao, and S.V. Joshi. A comparative study of tribological behavior of plasma and d-gun sprayed coatings under different wear modes // Journal of Materials Engineering and Performance. – 1998. – Vol.7(3). –P. 343–351.Tie-Gang Wang, Sheng-Sheng Zhao, Wei-Gang Hua, Jun Gong, Chao Sun. Design of separation device used in detonation gun spraying system and its effects on the performance of WC–Co coatings // Surface & Coatings Technology 203 (2009). P. 1637–1644.Tie-Gang Wang, Sheng-Sheng Zhao, Wei-Gang Hua, Jun Gong, Chao Sun. Design of separation device used in detonation gun spraying system and its effects on the performance of WC–Co coatings // Surface & Coatings Technology 203 (2009). P. 1637–1644.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.