28229

مطالعه تجربي تأثير فرآيند ساچمه‌زني بر خواص و كيفيت پوشش كامپوزيتAl-Al2O3 ايجادشده به روش پاشش سرد

كارشناسي ارشد

مكانيك - ساخت و توليد

1398

1401/7/30

دكتر محمد جواد اشرفي

مكانيك

فرآيند پاشش سرد يكي از فرآيندهاي پوشش دهي حرارتي مي‌باشد، كه در آن ذرات به‌صورت جامد به سطح زير لايه برخورد كرده و تغيير شكل پلاستيك مي‌دهند، كه اين تغيير شكل سبب ايجاد پوشش بر روي سطح زير لايه مي‌شود. يكي از ويژگي‌هاي فرآيند پاشش سرد ايجاد پوشش كامپوزيت مي‌باشد، و امروزه با استفاده از ذرات تقويت‌كننده سراميك سعي در بهبود كيفيت پوشش مي‌شود. در اين پژوهش پوشش كامپوزيتي Al-Al2O3با استفاده از فرآيند پاشش سرد بر روي ورق آلياژAl-1050 ايجاد شد. به‌منظور ايجاد پوشش پودر آلومينيوم خالص و پودرAl2O3 با درصد وزني 50درصد مخلوط شدند. پوشش با استفاده از گاز نيتروژن در دماي 300 درجه سانتي‌گراد و فشار 30 بار و فاصله‌ي پاشش 20 ميلي‌متر انجام شد. و پوشش ايجادشده با استفاده از فرآيند ساچمه‌زني سانتريفيوژي با سرعت 3000 دور بر دقيقه و اندازه ساچمه 6/0 ميلي‌متر مورد ساچمه زني قرار گرفت. اثر فرآيند ساچمه‌زني بر خواص و كيفيت پوشش موردبررسي قرار گرفت مشخصات پوشش با استفاده از ريز سختي سنجي، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، نرم‌افزار تحليل تصوير Clemex ، متالوگرافي و ميكروسكوپ نيروي اتمي موردبررسي قرار گرفت. نتايج نشان مي‌دهد كه براثر فرآيند ساچمه زني بر روي پوشش كامپوزيت 10 درصد سختي پوشش افزايش مي‌يابد ( سختي از 75 ويكرز به 83 ويكرز افزايش يافت) و تخلخل پوشش براثر فرآيند ساچمه زني به مقدار 80 درصد كاهش مي‌يابد( تخلخل از1/1 درصد به 2/0 درصد كاهش يافت). نتايج ميكروسكوپ نيروي اتمي نشان مي‌دهد براثر فرايند ساچمه‌زني زبري سطح افزايش مي‌يابد، و از سوي ديگر به دليل متراكم شدن و سايش كاهش ضخامت در پوشش رخ مي‌دهد.

1402/02/14

Experimental study of the effect of shot peening process on the properties and quality of Al-Al2O3 composite coating created by cold spraying method

10/22/2023 12:00:00 AM

The cold spraying process is one of the thermal coating processes, in which particles hit the substrate surface in a solid form and change the shape of the plastic, which causes the coating on the substrate surface. One of the features of the cold spraying process is the creation of a composite coating, and today, using ceramic reinforcing particles, attempts are made to improve the quality of the coating. In this research, Al-Al2O3 composite coating was created using cold spraying process on Al-1050 alloy sheet. In order to create a coating, pure aluminum powder and Al2O3 powder were mixed with a weight percentage of 50%. The coating was done using nitrogen gas at a temperature of 300 degrees Celsius and a pressure of 30 bar and a spraying distance of 20 mm. And the created coating was composite using a centrifugal Shot Peeining process with a speed of 3000 rpm and a pellet size of 0.6 mm. The effect of the shot peening process on the properties and quality of the coating was investigated. The characteristics of the coating were investigated using microhardness measurement, scanning electron microscope, Clemex image analysis software, metallography and atomic force microscope. The results show that the hardness of the coating increases by 10% due to the shot peening process on the composite coating and the porosity of the coating decreases by 80% due to the shot peening process. The results of the atomic force microscope show that the surface roughness increases due to the shot peening process, and on the other hand, the coating thickness decreases due to condensation and wear.

ساچمه‌زني , تخلخل پوشش , سختي پوشش , پوشش كامپوزيت Al-Al2O3 , پاشش سرد

Cold Spray , Shot Peening , Hardness , Porosity , Al- Al2O3 Composite

Afshin Joodaki

mohammad Javad Ashrafi