Наиболее действенным способом для сотворения крепких покрытий у деталей в авто и аэрокосмической отрасли, также в аддитивном производстве, является прохладное напыление, узнали ученые Института МИСИС. Завышенную твёрдость и износостойкость порошковой консистенции на базе дюралевого сплава придает добавление нитрида циркония.
Дюралевые сплавы обширно используются в автомобилестроении и авиации благодаря их легкости и доступности.
Для 3D-печати отлично подступают сплавы на базе алюминия с добавлением кремния и магния, потому что они владеют высочайшей текучестью, устойчивостью к коррозии и механической стабильностью даже при завышенных температурах.
«Несмотря на все плюсы дюралевого сплава, детали из этого материала имеют сравнимо невысокую твердость и износостойкость.
Для улучшения этих черт употребляют разные способы обработки поверхностей, такие как лазерная наплавка, анодирование и термическое напыление.
Но высокотемпературные способы могут привести к изменению хим состава материала, появлению остаточных напряжений и микротрещин.
Наиболее современным методом является прохладное напыление, которое дозволяет наносить покрытия без нагрева до больших температур», — поведала к. т.н. Вероника Суворова, научный сотрудник НИЦ «Конструкционные глиняние материалы» НИТУ МИСИС.
Для способа прохладного напыления создаются порошковые консистенции с добавлением укрепляющих компонентов, к примеру, глиняних частиц, таковых как нитрид циркония.
Главные задачки — свести к минимуму утраты частиц в процессе напыления и найти наилучшее содержание добавки, нужное для заслуги наилучшего результата.
Ученые НИТУ МИСИС получили порошки с композиционными частичками, также исследовали влияние количества и распределения частиц нитрида циркония на структуру, твёрдость, жёсткость и износостойкость композиционных покрытий.
Порошки с 10% добавки оказались неэффективны, и даже усугубляли сцепление слоев и снижали твердость и износостойкость материалов.
В порошках, содержащих 30% нитрида циркония, частички умеренно распределялись снутри матрицы сплава, что позволило сделать плотные покрытия и понизить утрату глиняних частиц в процессе напыления с 50% до 2%. «Применение композиционных покрытий с 30% нитрида циркония показало лучший итог.
Крепкость, твердость, модуль упругости и износостойкость подложки (дюралевого сплава) существенно возросли, что в особенности перспективно для внедрения в авто и аэрокосмической индустриях, где требуются легкие материалы с превосходными механическими характеристиками», — добавил к. т.н. Дмитрий Столичных, директор НИЦ «Конструкционные глиняние наноматериалы».
Результаты исследования, размещенные в научном журнальчике Advanced Engineering Materials (Q1), содействуют развитию гибридных технологий аддитивного производства, объединяющих 3D-печать и прохладное напыление.