Studying the dependence of the properties of titanium coatings on the technological modes of microplasma sputterer UGNP-7/2250

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The results of optimizing the technological modes of deposition of titanium coatings by the microplasma method are presented in order to identify the most productive one. Variable values of the current strength of the electric arc, the flow rates of the plasma-forming and transporting gases were used as variable parameters. The sputtering material was PTOM-1 grade titanium powder of various fractional compositions: 20–32, 32–40, and 40–71 µm. A series of experiments was carried out on a combination of a number of factors. The following factors were considered: a coating thickness of at least 200 μm, the exclusion of sintering of the sprayed powder in the channels of the plasma torch, low porosity of the coating (no more than 5%), a tight fit of the coating to the substrate, and the exclusion of delamination of the coating during mechanical processing. As a result, the most optimal modes of coating deposition were identified. For coatings with the lowest porosity (from 1.0 to 1.9%), when all the above indicators were achieved, the morphology and microhardness were studied. According to the SEM microimages of transverse sections, it was determined that the coatings adhere tightly to the substrate material, there are no areas with delamination of the coating, and the microhardness of the coatings is in the range of 685–744 HV. 

About the authors

M. E. Goshkoderya

NRC “Kurchatov Institute” – CRISM “Prometey”

Author for correspondence.
Email: mail@crism.ru
Russian Federation, 49 Shpalernaya St, 191015 St Petersburg

N. A. Serdyuk

NRC “Kurchatov Institute” – CRISM “Prometey”

Email: mail@crism.ru
Russian Federation, 49 Shpalernaya St, 191015 St Petersburg

T/ I. Bobkova

NRC “Kurchatov Institute” – CRISM “Prometey”

Email: mail@crism.ru
Russian Federation, 49 Shpalernaya St, 191015 St Petersburg

A. A. Kashirina

NRC “Kurchatov Institute” – CRISM “Prometey”

Email: mail@crism.ru
Russian Federation, 49 Shpalernaya St, 191015 St Petersburg

M. V. Staritsin

NRC “Kurchatov Institute” – CRISM “Prometey”

Email: mail@crism.ru
Russian Federation, 49 Shpalernaya St, 191015 St Petersburg

E. D. Nesterova

NRC “Kurchatov Institute” – CRISM “Prometey”

Email: mail@crism.ru
Russian Federation, 49 Shpalernaya St, 191015 St Petersburg

References

  1. Illarionov, A.G., Popov, A.A., Tekhnologicheskie i ekspluatatsionnye svoistva titanovykh splavov [Technological and operational properties of titanium alloys]: a tutorial, Ekaterinburg: Ural University, 2014.
  2. Sovremennye tekhnologii proizvodstva. Primenenie poroshkovoi produktsii iz titana [Modern production technologies. Application of titanium powder products], URL: https://extxe.com/5921/primenenieporoshkovoj-produkcii-iz-titana (reference date 24/01/2023).
  3. Arzamasov, B.N., Brostrem, V.A., Bushe, N.A., Konstruktsionnye materialy [Structural materials]: reference book, Moscow: Mashinostroenie, 1990.
  4. Loginov, P.K., Retyunsk y, O.Yu., Sposoby i tekhnologicheskie processy vosstanovleniya iznoshennyh detalej [Methods and technological processes of restoration of worn parts]: text-book, Tomsk: Polytechnic university, 2010.
  5. Mordvinkin , I.P., Repin , F.F., Glebov, V.V., Analiz sposobov vosstanovleniya posadochnyh mest opor skolzheniya krupnogabaritnykh valov energeticheskikh ustanovok [Analysis of ways to restore the seats of sliding supports of large-sized shafts of power plants], Vestnik Volzhskogo gosudarstvennogo universiteta vodnogo transporta. Sudovaya i promyshlennaya energetika, 2009, pp.72-83.
  6. Kornev, A.B., Kulik , Yu.G., Funtikova , E.V., K voprosu strategii vosstanovleniya detalei gazotermicheskim napyleniem [On the issue of the strategy for the restoration of parts by gas thermal spraying], Vestnik Volzhskogo gosudarstvennogo universiteta vodnogo transporta. Sudostroenie i remont, 2004, pp. 166-174.
  7. Lobanov M. L., Kardonina N. ., Rossina N.G., Yurovski k h A.S., Zashchitnye pokrytiya [Protective coatings]: a tutorial, Ekaterinburg: Publishing House of the Ural University, 2014.
  8. Kalita , V.I., Komlev, D.I., Plazmennye pokrytiya s nanokristallicheskoi i amorfnoi strukturoj [Plasma coatings with nanocrystalline and amorphous structure], Moscow: Lider M, 2008.
  9. Psarev, A.V., Smirnov, V.V., Klubnikin , V.S., Mikroplazmennoe napylenie: obshchaya skhema, plazmotron, osnovy tekhnologii [Microplasma sputtering: general scheme, plasmatron, fundamentals of technology], XXX Yubileinaya nedelya nauki SPbGTU: Materials of the interuniversity scientific conference, Ch. 6, 2002, pp. 61-62.
  10. Lyashenko, B.A., Podchernyaeva , I.A., Konevt s o v, L.A., Kozyr, A.V., Kovalenk o, S.V., Kaminsk y, A.V., Materialogiya pokryty titanovykh splavov metodami fizikokhimii i elektroiskrovogo legirovaniya. Chast 1: Pokrytiya metodami fizikokhimii [Materialology of coatings of titanium alloys by methods of physicochemistry and electric spark alloying. Part 1: Coatings by methods of physicochemistry], Khabarovsk: Pacific State University Press, 2019.
  11. Izotova , A.Yu., Grishina , O.I., Shavnev A.A., Kompozitsionnye materialy na osnove titana, armirovannye voloknami [Composite materials based on titanium, reinforced with fibers (review)], Trudy VIAM, 2017, No 5 (53), pp. 42-49.
  12. Rudskoi, A.I., Volkov, K.N., Kondrati ev, S.Yu., Sokolov, Yu.A., Fizicheskie protsessy i tekhnologii polucheniya metallicheskikh poroshkov iz rasplava [Physical processes and technologies for obtaining metal powders from a melt], St Petersburg: Polytechnic university, 2018.
  13. Goshkoderya, M.E., Bobkova, T.I., Starit s yn, M.V., Issledovanie protsessa sinteza i svoistv poluchennykh metallomatrichnykh kompozitsionnykh poroshkov sistemy Ti/TiB2 [Investigation of the synthesis process and properties of the obtained metal matrix composite powders of the Ti/TiB2 system], Voprosy Materialovedeniya, 2021, No 2 (106), pp. 66-73.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».