UK: Постановка проблеми. Проблеми під час тертя та зношування виникають головним чином у разі використанні деталей в екстремальних умовах. Найбільш повно їх вирішує металокераміка. Але конструктори не завжди мають у своєму розпорядженні довідкові дані щодо вибору металокераміки. У статті досліджуються такі властивості як твердість, зносостійкість та теплотехнічні властивості металокерамічного покриття на основі міді та окису алюмінію (Сu + Аl2О3). Методика. Твердість оцінювали, вимірюючи мікротвердість на приладі ПМТ-3 з навантаженням 0,2 кг, уколи виконували із кроком 0,1 мм. Для визначення мікротвердості виготовляли зразки типу «металізаційна фігура» на стандартизованих режимах роботи плазмотрона. Із них зразків виготовляли шліфи для досліджень. Зносостійкість оцінювалась часом, за який відшароване покриття товщиною 1 мм прошивається абразивним матеріалом. Абразивний матеріал – електрокорунд крупністю
100…200 мкм, який подавався стиснутим повітрям під тиском 0,6 МПа. Відстань від сопла до покриття складала 10 мм,а витрати абразиву 6,4∙10-4 кг/с. Для визначення коефіцієнта теплопровідності в інтервалі температур 100…700 °С метод пластини. Для випробування на термічну стійкість – метод поперемінного нагріву та різкого охолодження зразків струменем стиснутого повітря за режимом: 20… 900…20 °С. Для вимірювання об’ємного опору використовували електронний прилад типу Е6-3, а електроміцність визначали за допомогою апарата АИИ-70. Результати. Твердість композиційного покриття Сu + Аl2О3 збільшується майже у 6,6 раза за збільшення відсоткового складу Аl2О3 до 90 %. Зі збільшенням відстані від поверхні напиленого покриття в глибину мікротвердість зменшується. При цьому крутизна падіння для покриттів із більшим у містом оксиду алюмінію більша, ніж для покриттів із малим умістом кераміки. Зносостійкість покриттів перебуває в пропорційній залежності від мікротвердості. Зі збільшенням відсоткового вмісту міді в покритті коефіцієнт теплопровідності збільшується до теплопровідності міді. Коливання коефіцієнта теплопровідності залежить від товщини покриття. Термостійкість плазмових покриттів максимальна тоді, коли кількість керамічної (Аl2О3) і металевої (Сu) складових приблизно однакова. Таке ж співвідношення можна використовувати не тільки в захисному, а і в електроізоляційному покритті. Наукова новизна. Значно розширена інформація про технологічні властивості покриттів на основі міді та кераміки. Практична значимість. Результати дослідження можуть служити довідковим матеріалом для конструкторів та технологів машинобудівних підприємств.
RU: Постановка проблемы. Проблемы в области трения и износа возникают, главным образом, при использовании деталей в экстремальных условиях. Наиболее полно их решает металлокерамика. Но конструкторы не всегда располагают справочными данными по выбору металлокерамики. В данной работе исследуются такие свойства как твердость, износостойкость и теплотехнические свойства металлокерамического покрытия на основе меди и окиси алюминия (Сu + Аl2О3). Методика. Твердость оценивали, измеряя микротвердость на приборе ПМТ-3 с нагрузкой 0,2 кг, уколы выполняли с шагом 0,1 мм. Для определения микротвердости изготавливали образцы типа «металлизационная фигура» на стандартизированных режимах работы плазмотрона. Из них изготавливали шлифы для исследований. Износостойкость оценивалась временем, за которое отслоение покрытия толщиной 1 мм прошивается абразивным материалом. Абразивный материал – электрокорунд крупностью 100…200 мкм, который подавался сжатым воздухом под давлением 0,6 МПа. Расстояние от сопла до покрытия составляло 10 мм, а расход абразива 6,4 10-4 кг/с. Для определения коэффициента теплопроводности в интервале температур 100…700 °С применяли метод пластины. Для испытания на термическую устойчивость – метод попеременного нагрева и резкого охлаждения образцов струей сжатого воздуха по режиму:
20…900…20 °С. При измерении объемного сопротивления использовали электронный прибор типа Е6-3, а электропрочность определяли с помощью аппарата АИИ-70. Результаты. Твердость композиционного покрытия Сu + Аl2О3 увеличивается до 6,6 раза при увеличении процентного состава Сu + Аl2О3 до 90 %. С увеличением расстояния от поверхности напыленного покрытия в глубину микротвердость уменьшается. При этом крутизна падения для покрытий с большим содержанием окиси алюминия больше, чем для покрытий с малым содержанием керамики. Износостойкость покрытий находится в пропорциональной зависимости от микротвердости. С увеличением процентного содержания меди в покрытии коэффициент теплопроводности увеличивается до теплопроводности меди. Колебания коэффициента теплопроводности зависят от толщины покрытия. Термостойкость плазменных покрытий максимальна тогда, когда количество керамической (Сu + Аl2О3) и металлической (Сu) составляющих примерно одинаково. Такое же соотношение можно использовать не только в защитном, но и в электроизоляционном покрытии. Научная новизна. Значительно расширена информация о технологических свойствах покрытий на основе меди и керамики. Практическая значимость. Результаты исследования могут служить справочным материалом для конструкторов и технологов машиностроительных предприятий.
EN: Problem statement. Problematic issues in the field of friction and wear occur mainly when used in extreme conditions of work parts. It increasingly meets the requirements of metal ceramics. But designers do not always have reference data on the selected metal ceramics. In this work, such properties as hardness, wear resistance and thermal properties of metal-ceramic coating on the basis of copper and aluminum oxide are investigated. (Cu + Al2O3). Methodology.. The hardness was evaluated by measuring the microhardness of the PMT-3 device with a load of 0,2 kg, the incisions were carried out in a step of 0,1 mm. To determine the microhardness, samples of the type "metallization figure" were made on the standardized modes of the plasma torch. From these specimens, research slabs were made. Wear resistance was estimated by the time, for which the layered coating with a thickness of 1 mm is stitched with abrasive material. The abrasive material is an electroporation of 100…200 microns in diameter, which was fed with compressed air at a pressure of 0,6 MPa. The distance from the nozzle to the coating was 10 mm, and the abrasive costs 6,4∙10-4 kg/s. The plate method was used to determine the thermal conductivity in the temperature range of
100…700 °C. For the thermal stability test, the method of alternating heating and sharp cooling of the samples by compressed air jet of the regime was used: 20…900…20 °C. When measuring the volumetric resistance, an electronic unit of type E6-3 was used, and the electrodility was determined using the AII-70 apparatus. Results.. The hardness of the composite coating Cu + Al2O3 increases to 6,6 times with an increase in the percentage of Cu + Al2O3 to 90 %. With increasing distance from the surface of the spray coating in depth, the microhardness decreases. In this case, the steepness of the fall for coatings with a higher content of aluminum oxide than for coatings with low potassium content. The durability of the coatings is proportional to the microhardness, with the increase in the percentage of copper in the coating, the coefficient of thermal conductivity increases to the thermal conductivity of copper. Fluctuation of the coefficient of thermal conductivity depends on the thickness of the coating. Thermal stability of plasma coatings is maximal when the amount of ceramic (Cu + Al2O3) and metal (Cu) components is approximately the same. The same ratio can be used not only in the protective, but also in the electrical insulation. Scientific novelty. Significantly expanded information on the technological properties of coatings based on copper and ceramics. Practical significance. The results of the study can serve as reference material for designers and technologists of machine-building enterprises.
