Badania numeryczne tworzenia metodą LPCS powłoki z cyny na podłożu aluminiowym

Marcin Winnicki, Aleksandra Małachowska, Andrzej Ambroziak

Abstrakt


W pracy przedstawiono możliwość zastosowania obliczeń termodynamicznych oraz numerycznych w procesie niskociśnieniowego natryskiwania na zimno. Badania rozpoczęto od pomiaru natężenia przepływu gazu roboczego na wyjściu z palnika. Następnie w wyniku obliczeń wyznaczono parametry termodynamiczne panujące w różnych częściach dyszy de 􏰠Lav􏰁ala. Pozwoliło to wyznaczyć prędkość oraz temperaturę pojedynczej cząstki o średnicy 20 􏰷um na wyjściu z dyszy. Otrzymane wyniki wprowadzono do programu numerycznego, gdzie przeprowadzono obliczenia osadzania sferycznej cząstki stopu cyny Sn􏰙7􏰖u3 na płaskim podłożu aluminiowym. Wyniki zestawiono i porównano dla wszystkich badanych nastaw urządzenia. W celu wery􏰧kacji obliczeń przeprowadzono eksperyment, w którym wykorzystano zadane parametry, dla których naniesiono po jednym ściegu warstwy. Przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego znaleziono pojedynczo osadzone ziarna i porównano je z wynikami numerycznymi pod względem odkształcenia podczas zderzenia z podłożem. 


Słowa kluczowe


cold spraying; MES; natryskiwanie cieplne

Pełny tekst:

PDF

Bibliografia


􏰞King P.C􏰖., Bae G., Zahiri S.􏰡H., Jahedi M., L􏰠ee 􏰖.: 􏰂An 􏰳􏰩Experimental and Finite E􏰳lement Study of 􏰖Cold Spray C􏰖opper Impact onto 􏰃Two 􏰂Aluminum Substrates, Journal of T􏰃hermal Spray 􏰃Technology, 􏰁Vol. 1􏰙9 􏰕(3)􏰄, 2010, s. 620-634.

􏰞Kang K. 􏰖C., Y􏰻oon S. H􏰡., Ji Y􏰻. G., L􏰠ee 􏰖.: O􏰩xidation E􏰳ffects on the 􏰖Critical V􏰸elocity of Pure 􏰂Al Feedstock Deposition in the Kinetic Spraying Process, 􏰃Thermal Spray 2007: Global C􏰖oating Solutions (A􏰕􏰂SM International􏰄), 2007.

Li C􏰖.-J., L􏰠i W.-Y􏰻., Y-Y􏰻 Wang: E􏰳ffect of Spray 􏰂Angle on Deposition 􏰖Characteristics in 􏰖Cold Spraying, T􏰃hermal Spray 2003: A􏰂d􏰁vancing the Science and 􏰂Applying the 􏰃Technology, (􏰕􏰂ASM International􏰄, 2003.

􏰞Ghelichi R􏰒., Bagherifard S., Guagliano M., V􏰸erani M.: Numerical simulation of cold spray coating, Surface 􏱆& Coatings 􏰃Technology, 205, 2011, pp. 52􏰙4-5301.

􏰞􏰠Li W.-Y􏰻., Gao W.: Some aspects on 3D numerical modeling of high 􏰁velocity impact of particles in cold spraying by ex􏰩plicit 􏰧finite element analysis, 􏰂Applied Surface Science, 255, 2009􏰙, s. 7878-78􏰙2.

􏰞Dykhuizen R􏰒.C􏰖. and Smith M.F.: Gas Dynamic Principles of 􏰖Cold Spray, Journal of 􏰃Thermal Spray 􏰃Technology, 􏰁Vol. 7 (􏰕2)􏰄, 1􏰙􏰙998, s. 205-212.

􏰞Staniszewski B.: T􏰃ermodynamika, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1􏰙982.

􏰞Szargut J.: 􏰃Termodynamika techniczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1􏰙􏰙991.

􏰞􏰙􏰟Ning X􏱄.-J., Wang Q􏱇.-S., Ma Z., and Kim H􏰡.-J.: Numerical Study of In-fl􏰨ight Particle Parameters in 􏰠Low-Pressure 􏰖Cold Spray Process, Journal of 􏰃Thermal Spray T􏰃echnology, 􏰁Vol. 19􏰙 (􏰕6)􏰄, 2010, s. 1211-1217.

􏰞L􏰠i W.-Y􏰻., L􏰠iao H􏰡., Douchy G., C􏰖oddet C􏰖.: Optimal design of a cold spray nozzle by numerical analysis of particle v􏰁elocity and e􏰩xperimental 􏰁validation with 316􏰠 stainless steel powder, Materials and Design, 􏰁Vol. 28, 2007, s. 212􏰙9-2137.

􏰞C􏰖hampagne 􏰸V.K.: T􏰃he cold spray materials deposition process 􏰑 Fundamentals and applications, Woodhead Publishing 􏰠Limited, C􏰖ambridge, 2007.

􏰞T􏰃obias Schmidt, H􏰡amid A􏰂ssadi, Frank Gartner, 􏰡Horst R􏰒ichter, 􏰃Thorsten Stoltenhoff, H􏰡einrich Kreye, 􏰃Thomas Klassen: From Particle 􏰂Acceleration to Impact and Bonding in C􏰖old Spraying, Journal of 􏰃Thermal Spray T􏰃echnology, V􏰁ol. 18 (􏰕5-6)􏰄, 2009􏰙, s. 7􏰙94-808.

􏰞Pawlowski L􏰠.: Science and engineering of thermal spray coatings, John Wiley 􏱆& Sons, C􏰖hichester, 2008.

Schmidt T􏰃., Ga􏱈rtner F., A􏰂ssadi H􏰡., and Kreye 􏰡H.: De􏰁velopment of a Generalized Parameter Window for C􏰖old Spray Deposition, 􏰂Acta Mater. 54, 2006, s. 72􏰙9-742.

􏰞

Fei Q􏱇., T􏰃ong 􏰂A., Na 􏰖C.: Strain rate effect and Johnson-􏰖Cook models of lead-free solder alloys, International 􏰖Conference on 􏰳Electronic Packaging T􏰃echnology & 􏱆H􏰡igh Density Packaging, 2008.




DOI: http://dx.doi.org/10.26628/wtr.v85i1.284

Refbacks

  • There are currently no refbacks.