Zastosowanie powłok tytanowych uzyskanych w technologiach przyrostowych z wykorzystaniem procesu natryskiwania zimnym gazem *
Use of titanium coatings obtained in incremental technologies using a cold gas spraying process
Mechanik nr 12/2018 - Inżynieria materiałowa
STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono natryskane zimnym gazem powłoki z tytanu oraz ze stopu tytanu Ti-6Al-4V, wytworzone na Politechnice Świętokrzyskiej z zastosowaniem wysokociśnieniowego systemu Impact Innovations 5/8. Wysoka energia kinetyczna proszku tytanowego powoduje jego znaczne odkształcenie po uderzeniu w podłoże, dzięki czemu możliwe jest formowanie powłoki. Charakteryzuje się ona niewielką porowatością i znacznie lepszymi właściwościami mechanicznymi w porównaniu z materiałem rodzimym, na którym została naniesiona. Dodatkowo podczas procesu natryskiwania nie zachodzą zmiany fazowe, a powłoka nie zawiera żadnych tlenków. Podano przykłady zastosowania technologii natryskiwania zimnym gazem do regeneracji elementów w przemyśle lotniczym.
SŁOWA KLUCZOWE: natryskiwanie zimnym gazem, technologie przyrostowe, powłoki tytanowe
ABSTRACT: The article presents cold gas sprayed titanium and Ti-6Al-4V titanium alloys that were manufactured at the Kielce University of Technology using the high pressure Impact Innovations 5/8 system. They are characterized by a slight porosity and much better mechanical properties in relation to the native material on which they were sprayed. In addition, during the spraying process, there are no phase changes and the coating does not contain any oxides. Some examples of the application of cold gas spraying technology for the regeneration of components in the aviation industry are presented.
KEYWORDS: cold gas spraying, additive manufacturing, titanium coating
BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:
- Żórawski W., Góral A., Bokuvka O., Lityńska-Dobrzyńska L., Berent K. “Microstructure and tribological properties of nanostructured and conventional plasma sprayed alumina-titania coatings”. Surface and Coatings Technology. 268 (2015): s. 190–197.
- Gärtner F., Stoltenhoff T., Schmidt T., Kreye H. “The cold spray process and its potential for industrial applications.” Proceedings of the ITSC 2005 Basel, s. 158–163.
- Silva F.S., Cinca N., Dosta S., Canp I.G., Guilemany J.M., Benedet-ti A.V. “Cold gas spray coatings: basic principles, corrosion protection and applications”. Eclética Química Journal. 42 (2017): s. 9–32.
- Małachowska A., Winnicki M., Ambroziak A. „Perspektywy natryskiwania niskociśnieniową metodą Cold Spray”. Przegląd Spawalnictwa. 10 (2012): s. 2–6.
- Klassen T., Gärtner F., Schmidt T., Kliemann J.-O., Onizawa K., Donner K.-R., Gutzmann H., Binder K., Kreye H. “Basicprinciples and application potentials of cold gas spraying”. Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 41, 7 (2010): s. 575–584.
- Hussain T., McCartney D.G., Shipway P.H., Marrocco T. “Corrosion behavior of cold sprayed titanium coatings and free standing deposits”. Journal of Thermal Spray Technology. 20, 1 (2011): s. 260–274.
- MacDonald D., Fernández R., Delloro F., Jodoin B. “Cold spraying of Armstrong process titanium powder for additive manufacturing”. Journal of Thermal Spray Technology. 26, 4 (2017): s. 598–609.
- Hussain T. “Cold spraying of titanium: a review of bonding mechanisms”. Key Engineering Materials. 533 (2012): s. 53–90.
- Luo X., Wei Y., Wang Y., Li Ch. “Microstructure and mechanical property of Ti and Ti6Al4V prepared by an in-situ shot peening assisted cold spraying”. Materials and Design. 85 (2015): s. 527–533.
- www.secnav.navy.mil/innovation/HTML_Pages/2016/05/FRCSWColdSpray.htm
- Kay C.M., Karthihkeyan J. “High Pressure Cold Spray: Principles and Applications”. ASM International, 2016.
- Villafuerte J., Wright D. “Practical cold spray success: repair of Al and Mg alloys aircraft components”. International Thermal Spray and Surface Engineering. 5, 2 (2010).
- Yin S., Aldwell B., Lupoi R. “Cold Spray Additive Manufacture and Component Restoration”. Cold-Spray Coatings. Springer International Publishing, 2018.
