Restoration of internal surfaces of cylindrical parts of small diameters by cold gas dynamic spraying | Восстановление внутренних поверхностей цилиндрических деталей малых диаметров холодным газодинамическим напылением

Английский. Wear of internal surfaces of cylindrical parts of small diameters is a common defect of equipment used in the agro-industrial complex. There are problems with low powder utilization and lack of a design solution for coating the inner surfaces of cylindrical parts with small diameters. The research purpose is in evaluating the adhesive and cohesive strength and developing a technology for restoring the internal surfaces of cylindrical parts of small diameters by cold gas-dynamic spraying. There was applied the method of cold gas dynamic spraying, there was developed a device for gas-dynamic coating the inner surfaces of cylindrical parts and there were determined the optimal spraying modes by powder consumption and heating temperature. A portable DIMET-403 unit, an aluminum oxide powder for surface preparation, a-20-11 aluminum powder, and a steel plate were used for the study. The weight was measured on analytical scales with an accuracy of 0.001 g. Tests were performed on the adhesive and cohesive strength of the coating on cylindrical samples prepared by mechanical processing, under the most favorable conditions with a spraying duration of 60 s. Samples were processed after sputtering on a lathe to obtain a cylindrical belt. The values of adhesive and cohesive strength of coatings fit into the range of values suitable for operation, and meet the conditions for obtaining a wear-resistant ceramic coating. There was developed a technology for obtaining a sublayer for the manufacture of ceramic wear-resistant surfaces in a friction piston ring-cylinder pair. The developed restoration technology of internal surfaces of cylindrical parts of small diameters by cold gas-dynamic spraying solved the problem of their wear.

Русский. Износ внутренних поверхностей цилиндрических деталей малых диаметров – распространенный дефект техники, задействованной в агропромышленном комплексе. Существуют проблемы низкого коэффициента использования порошка и отсутствия конструктивного решения для нанесения покрытий на внутренние поверхности цилиндрических деталей малых диаметров. Цель исследования – провести оценку адгезионной и когезионной прочности и разработать технологию восстановления внутренних поверхностей цилиндрических деталей малых диаметров холодным газодинамическим напылением. Применяли метод холодного газодинамического напыления, разработали устройство для газодинамического нанесения покрытий на внутренние поверхности цилиндрических деталей и определили оптимальные режимы напыления по расходу порошка и температуре нагрева. Использовали для проведения исследования портативную установку ДИМЕТ-403, порошок оксида алюминия для подготовки поверхности, алюминиевый порошок марки А20-11 и стальную пластину. Измерили вес на аналитических весах с точностью 0,001 г. Провели испытания на адгезионную и когезионную прочность покрытия на цилиндрических образцах, подготовленных механической обработкой, на наиболее благоприятных режимах с длительностью напыления, равной 60 сек. Обработали образцы после напыления на токарном станке для получения цилиндрического пояска. Определили, что значения адгезионной и когезионной прочности покрытий укладываются в интервал значений, пригодных для эксплуатации, и удовлетворяют условиям получения износостойкого керамического покрытия. Разработали технологию получения подслоя для изготовления керамических износостойких поверхностей в паре трения кольцо поршня–цилиндр. Разработанная технология восстановления внутренних поверхностей цилиндрических деталей малых диаметров холодным газодинамическим напылением решила проблему их износа.