Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hành vi lắng đọng của va chạm nhiều hạt trong quá trình phun lạnh
Tóm tắt
Trong quá trình phun lạnh thực tế, một số hạt va chạm vào một bề mặt nền và sau đó tạo thành một lớp phủ. Để nghiên cứu hành vi biến dạng và tương tác giữa nhiều hạt, các tác động đơn hạt, hai hạt và ba hạt đã được mô phỏng bằng phiên bản ANSYS/LS-DYNA 970. Một lớp phủ đồng đã được chuẩn bị và phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) được sử dụng để phân tích cấu trúc vi mô của các bột và lớp phủ. Kết quả số cho thấy tốc độ lắng đọng quan trọng là 600 m/s đối với hạt đồng/bề mặt đồng. Các hạt biến dạng nhiều hơn do các tương tác giữa nhiều hạt, chẳng hạn như tác động nén, cài chặt và trục ép. Tỷ lệ nén tăng từ 40% lên 70% là kết quả của tác động nén. Điều này có lợi cho việc đạt được lớp phủ được phun lạnh. Hình thái và tỷ lệ nén của nhiều hạt trong thí nghiệm nhất quán với các kết quả mô phỏng. Dựa trên các kết quả này, lớp phủ có hiệu suất cao có thể được chuẩn bị thông qua việc lựa chọn các thông số phù hợp và quy trình xử lý tiền phù hợp.
Từ khóa
#lớp phủ đồng #quá trình phun lạnh #mô phỏng va chạm #tương tác nhiều hạt #ANSYS/LS-DYNATài liệu tham khảo
C. Xia, X. Peng, and J. Li, Behavior of NiCrAIY coating on the TC6 titanium alloy, J. Univ. Sci. Technol. Beijing, 15(2008), No.2, p.167.
Z.S. Fan, D.B. Sun, H.Y. Yu, et al., Preparation of iron base amorphous and nanocrystalline alloy coatings by plasma spraying, J. Univ. Sci. Technol. Beijing (in Chinese), 27(2005), No.5, p.582.
J. Pattison, S. Celotto, R. Morgan, et al., Cold gas dynamic manufacturing: A non-thermal approach to freeform fabrication, Int. J. Mach. Tools Manuf., 47(2007), No.3–4, p. 627.
B. Jodoin, P. Richer, G. Berube, et al., Pulsed-gas dynamic spraying: process analysis, development and selected coating examples, Surf. Coat. Technol., 201(2007), No.16–17, p.7544.
T. Stoltenhoff, H. Kreye, and H.J. Richter, An analysis of the cold spray process and its coatings, J. Therm. Spray Technol., 11(2002), No.4, p.542.
J.S. Kim, Y.S. Kwon, O.I. Lomovsky, et al., Cold spraying of in situ produced TiB2-Cu nanocomposite powders, Compos. Sci. Technol., 67(2007), No.11–12, p.2292.
S.V. Raj, C. Barrett, J. Karthikeyan, and R. Garlick, Comparison of the cyclic oxidation behavior of cold sprayed CuCrAl-coated and uncoated GRCop-84 substrates for space launch vehicles, Surf. Coat. Technol., 201(2007), No.16–17, p.7222.
H. Assadi, F. Gartner, T. Stoltenhoff, and H. Kreye, Bonding mechanism in cold gas spraying, Acta Mater., 51(2003), No.15, p.4379.
M. Grujicic, C.L. Zhao, W.S. DeRosset, and D. Helfritch, Adiabatic shear instability based mechanism for particles/substrate bonding in the cold-gas dynamic-spray process, Mater. Des., 25(2004), No.8, p.681.
M. Grujicic, J.R. Saylor, D.E. Beasley, et al., Computational analysis of the interfacial bonding between feed-powder particles and the substrate in the cold-gas dynamic-spray process, Appl. Surf. Sci., 219(2003), No.3–4, p.211.
T. Schmidt, F. Gartner, H. Assadi, and H. Kreye, Development of a generalized parameter window for cold spray deposition, Acta Mater., 54(2006), No.3, p.729.
K. Yokoyama, M. Watanabe, S. Kuroda, et al., Simulation of solid particle impact behavior for spray processes, Mater. Trans., 47(2006), No.7, p.1697.
W.Y. Li, C. Zhang, X. Guo, et al., Study on impact fusion at particle interfaces and its effect on coating microstructure in cold spraying, Appl. Surf. Sci., 254(2007), No.2, p.517.
C.J. Li, W.Y. Li, and Y.Y. Wang, Formation of metastable phases in cold-sprayed soft metallic deposit, Surf. Coat. Technol., 198(2005), No.1–3, p.469.
X.L. Zhou, X.Y. Su, H. Cui, et al., Effect of material properties of cold-sprayed particles on its impacting behavior, Acta Metall. Sin., 44(2008), No.11, p.1286.
H.B. Zhang, J.B. Zhang, L. Wei, et al., Effect of substrate hardness on impact and deposition of cold-sprayed Cu alloy particles, [in] Proceedings of Yearly Progress of 2006 on Material Science and Engineering—2006 Beijing International Materials Week, Beijing, 2006, p.417.
G.R. Johnson and W.H. Cook, A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high rates and high temperatures, [in] Proceedings of the 7th International Symposium on Ballistic, Hague, 1983, p.541.
H.H. Guo, X.L. Zhou, H. Cui, et al., Preparation and simulation of cold sprayed copper coatings on metals substrate, Trans. Mater. Heat Treat., 30(2009), No.6, p.158.