ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОКРЫТИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СКОРОСТЯХ ПОДАЧИ ПРОВОЛОКИ

В работе исследовано влияние скорости подачи проволоки на структуру и свойства покрытий, полученных методом электродуговой металлизации с использованием проволоки 30ХГСА. Покрытия наносились на подложки из стали 65Г при различных скоростях подачи (5, 7 и 9 см/с) с применением технологии сверхзвукового дугового напыления. Проведены микроструктурный анализ, ЭДС-картирование, рентгенофазовый анализ, измерения толщины покрытий, твёрдости, пористости и адгезии. Результаты показали, что увеличение скорости подачи проволоки приводит к увеличению толщины покрытия, однако влияет и на его однородность. При 5 см/с наблюдалась хорошая адгезия и равномерная структура при меньшей толщине. При 7 см/с достигнут оптимальный результат: толщина до 220 мкм, пористость 4,3%, твёрдость до 720 HV. При 9 см/с толщина возросла, но также увеличилась пористость и снизилась адгезия из-за турбулентного распыления. Таким образом, скорость подачи проволоки существенно влияет на качество покрытий, а её оптимизация позволяет управлять эксплуатационными характеристиками покрытий для применения в условиях повышенного абразивного износа. 

1. Rakhadilov, B.; Zhurerova, L.; Sagdoldina, Z.; Kenesbekov, A.; Bayatanova, L. Morphological Changes in the Dislocation Structure of Structural Steel 20GL after Electrolytic-Plasma Hardening of the Surface // J. Surf. Investig. X-Ray Synchrotron Neutron Tech. – 2021. – Vol. 15. – P. 408–413.

2. Wielage, B.; Wank, A.; Rupprecht, C. Tailoring of Wire Feedstock and Processing Conditions in High Velocity Combustion Wire Spraying. In Proceedings of the ITSC2006-ASM International, Seattle, WA, USA, May 15-18, 2006. – P. 1009–1014.

3. Gornik, M.; Jonda, E.; Latka, L.; Nowakowska, M.; Godzierz, M. Influence of spray distance on mechanical and 4. tribological properties of HVOF sprayed WC-CoCr coatings // Mater. Sci.-Pol. – 2021. – Vol. 39. – P. 545–554.

4. Boinovich, L.B.; Domantovsky, A.G.; Emelyanenko, A.M.; Emelyanenko, K.A. Synergism of Arc Spraying, Laser Processing, and Hydrophobization for Long-Lasting Corrosion Protection of MA8 Magnesium Alloy // Adv. Eng. Mater. – 2024, Early View. https://doi.org/10.1002/adem.202401708

5. Qiang, W.; Kang, M.; Liu, J.; Ndumia, J.N. Microstructure and Wear Performance of High-Velocity Arc Sprayed FeMnCrNiBNbAl Coating // Coatings. – 2024. – Vol.14. – P. 428. https://doi.org/10.3390/coatings14040428

6. Szymański, K.; Hernas, A.; Moskal, G.; Myalska, H. Thermally Sprayed Coatings Resistant to Erosion and Corrosion for Power Plant Boilers-A Review // Surf. Coat. Technol. – 2015. – Vol. 268. – P. 153–164. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.10.046

7. Wielage, B.; Pokhmurska, H.; Student, M.; Gvozdeckii, V.; Stupnyckyj, T.; Pokhmurskii, V. Iron-Based Coatings Arc-Sprayed with Cored Wires for Applications at Elevated Temperatures // Surf. Coat. Technol. – 2013. – Vol. 220. – P. 27–35.

8. Romankov, S.E.; Sagdoldina, Z.B.; Kaloshkin, S.D.; Kaevitser, E.V. Fabrication of Ti-Al composite coatings by the mechanical alloying method // Phys. Met. Metallogr. – 2008. – Vol. 106. – P. 67–75.

9. Tabieva, E.E.; Zhurerova, L.G.; Baizhan, D. Influence of electrolyte-plasma hardening technological parameters on the structure and properties of banding steel 2 // Key Eng. Mater. – 2020. – Vol. 839. – P. 57–62.

10. Popova, N.A.; Zhurerova, L.G.; Nikonenko, E.L.; Skakov, M.K. Effect of plasma electrolytic nitrocarburizing on phase composition of 0.3 C-1Mn-1Si-Fe steel // Inorg. Mater. Appl. Res. – 2017. – Vol. 8. – P. 130–135.

11. Kakimzhanov, D.N.; Rakhadilov, B.K.; Tyurin, Y.N.; Kolisnichenko, O.V.; Zhurerova, L.G.; Dautbekov, M.K. Influence of pulsed plasma treatment on phase composition and hardness of Cr3C2-NiCr coatings. Influence of pulsed plasma treatment on phase composition and hardness of Cr3C2-NiCr coatings // Eurasian J. Phys. Funct. Mater. – 2021. – Vol. 5. – P. 45–51.

12. Ramezani, M.; Mohd Ripin, Z.; Pasang, T.; Jiang, C.P. Surface engineering of metals: Techniques, characterizations and applications // Metals. – 2023. – Vol. 13. – P. 1299.

13. Kengesbekov, A.; Rakhadilov, B.; Sagdoldina, Z.; Buitkenov, D.; Dosymov, Y.; Kylyshkanov, M. Improving the efficiency of air plasma spraying of titanium nitride powder // Coat. – 2022. – Vol. 12. – P. 1644.

14. Rakhadilov, B.; Pogrebnjak, A.; Sagdoldina, Zh.; Buitkenov, D.; Beresnev, V.; Mukhamedova, A. Effect of Bilayer Thickness and Bias Potential on the Structure and Properties of (TiZr/Nb) N Multilayer Coatings as a Result of Arc-PVD Deposition // Mater. – 2022. – Vol. 15. – P. 7696. https://doi.org/10.3390/ma15217696

15. Rakhadilov, B.K.; Baizhan, D.R.; Sagdoldina, Z.B.; Buitkenov, D.B.; Maulet, M. Phase composition and structure of composite Ti/HA coatings synthesized by detonation spraying // AIP Conf. Proc. – 2020. – Vol. 2297. – P. 010001.

16. Rakhadilov, B.K.; Kenesbekov, A.B.; Kowalevski, P.; Ocheredko, Y.A.; Sagdoldina, Z.B. Development of airplasma technology for hardening cutting tools by applying wear-resistant coatings // News Natl. Acad. Sci. Repub. Kazakhstan. – 2020. – Vol. 3. – P. 54–62.

17. Yu, H.L.; Zhang, W.; Wang, H.M.; Ji, X.C.; Song, Z.Y.; Li, X.Y.; Xu, B.S. In-situ synthesis of TiC/Ti composite coating by high frequency induction cladding // J. Alloys Compd. – 2017. – Vol. 701. – P. 244–255.

18. Sidorov, S.A.; Mironov, D.A.; Khoroshenkov, V.K.; Khlusova, E.I. Surfacing methods for increasing the service life of rapidly wearing working tools of agricultural machines // Weld. Int. – 2016. – Vol. 30. – P. 808–812.

19. Sun, R.; Shi, Y.; Pei, Z.; Li, Q.; Wang, R. Heat transfer and temperature distribution during high-frequency induction cladding of 45 steel plate // Appl. Therm. Eng. – 2018. – Vol. 139. – P. 1–10.

20. Hui, R.; Wang, Z.; Kesler, O.; Rose, L.; Jankovic, J.; Yick, S.; Ghosh, D. Thermal plasma spraying for SOFCs: Applications, potential advantages and challenges. Thermal plasma spraying for SOFCs: Applications, potential advantages, and challenges // J. Power Sources. – 2007. – Vol. 170. – P. 308–323.

21. Chahal, H.K.; Matthews, S.; Jones, M.I. Fabrication of calcium phosphate coatings by the inflight reaction of precursor feedstocks using plasma spraying. J. Therm. Spray Technol. – 2023. – Vol. 32. – P. 1465–1481.

22. Qadir, D.; Sharif, R.; Nasir, R.; Awad, A.; Mannan, H.A. A review on coatings through thermal spraying // Chem. Pap. – 2024. – Vol. 78. – P. 71–91.

23. Liao, X.J.; Zhang, L.; Sun, Y.Q.; Luo, X.T.; Li, C.X.; Yang, G.J.; Li, C.J. Effect of Inter-Splat Bonding Quality on the Dependence of Wear Behavior of Plasma-Sprayed Stainless Steel Coating on Applied Load // J. Therm. Spray Technol. – 2024. – Vol. 33. – P. 1–11.

24. Abdivakhidov, K.; Sharipov, K. Corrosion-resistant protective coatings for metals: A review of metallic and nonmetallic coatings // AIP Conf. Proc. – 2024. – Vol. 3045. – P. 060011.

25. Rakhadilov, B.K.; Buitkenov, D.B.; Apsezhanova, A.K.; Kakimzhanov, D.N.; Nabioldina A.; Magazov, N.M.; Selection of Optimal Process Parameters for Arc Metallization // Coatings. – 2025. – Vol. 15(3). – P. 300. https://doi.org/10.3390/coatings15030300