Исследования соединения алюминия с нержавеющей сталью методом холодного газодинамического напыления

В настоящей работе исследовали характеристики неразъемного соединения пластин из алюминия марки А5М и нержавеющей стали 08Х18Н10Т, выполненного методом холодного газодинамического напыления (ХГН). Для формирования холодного шва использовали порошок состава: алюминий (ХЧ) 45 мас.%, титан (ХЧ) 45 мас.%, корунд Al2O3 10 мас.% с медианой крупности частиц 30–50 мкм. Анализ структуры полученного шва показал низкий уровень пористости 1–2%, отсутствие микротрещин после циклических термических нагрузок и однородность распределения составляющих напыленного материала. Механические испытания образцов, соединенных внахлест, продемонстрировали достаточную прочность на сдвиг. Экспериментальное исследование конструкции «стальная труба – алюминиевое ребро» показало, что теплопроводность соединения, полученного методом ХГН, приблизительно на 25% выше, чем полученного прижимом с термопастой КПТ-8.

1. Князев С. Н., Тепин Н. В., Смагин Н. М. Технологии изготовления биметаллических труб // Известия Самарского научного центра РАН. − 2022. − № 4. − С. 116−123. URL: https://doi.org/10.37313/1990-5378-2022-24-4-116-123

2. Афанасьева И. В. Существующие технологии оребрения труб // Инженерный вестник Дона. − 2019. − № 1. URL: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2019/5677

3. Кунтыш В. Б., Сухоцкий А. Б., Санкович Е. С., Мулин В. П. Трубчатые ребристые поверхности с интенсифицированным теплообменом и технология их изготовления для аппаратов воздушного охлаждения топливно-энергетического комплекса // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2013. – № 3. – С. 34–44. URL: https://doi.org/10.21122/1029-7448-2013-0-3-80-84

4. Kocurek R., Adamiec J. Manufacturing technologies of finned tubes // Advances in Materials Sciences. – 2013. – V. 13 (3). – P. 26–35. DOI: 10.2478/adms‐2013‐0009

5. Акимов И. И., Титов А. О., Митин В. С., Школин С. А., Крюков Д. А., Тараторкин П. Н. Функциональные и защитные покрытия для изделий атомной техники // Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Материаловедение и новые материалы. – 2016. – № 2 (85). – С. 4–15.

6. Акимов И. И., Лобынцев В. В., Щербаков В. И., Титов А. О. Использование ХГН-покрытий в полупроводниковой преобразовательной технике // Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Материаловедение и новые материалы. – 2015. – № 2 (81). – С. 32–40.

7. Козлов И. А., Фомина М. А., Демин С. А., Васильев А. С. Тенденции развития порошковых материалов для нанесения защитных и функциональных покрытий методом ХГН // Труды ВИАМ. – 2023. – № 8 (126). – С. 100–112. URL: http://www.viam-works.ru. DOI: 10.18577/2307-6046-2023-0-8-100-112

8. Козлов И. А., Лещев К. А., Никифоров А. А., Демин С. А. Холодное газодинамическое напыление покрытий (обзор) // Труды ВИАМ. – 2020. – № 8 (90). – С. 77–93. DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-8-77-93

9. Басов А. А., Клочкова М. А., Махин И. Д. О возможности использования технологии «холодного» газодинамического напыления теплопроводного порошкового материала для обеспечения теплового контакта между элементами конструкции // Космическая техника и технологии. – 2014. – № 3 (6). – С. 64–70.

10. Appel F., Brossmann U., Christoph U. et al. Recent Progress in the Development of Gamma Titanium Aluminide Alloys // Advanced Engineering Materials. – 2000. – No 2 (11). – P. 699–720.

11. Каширин А. И., Шкодкин А. В. Метод газодинамического напыления металлических покрытий: развитие и современное состояние // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2007. – № 12. – С. 22–33.