ВАКУУМНИЙ ПОСТ ДЛЯ НАНЕСЕННЯ ПОКРИТТІВ НА ВНУТРІШНЮ ПОВЕРХНЮ ТРУБ МЕТОДОМ МАГНЕТРОННОГО РОЗПИЛЕННЯ

Автор(и)

  • В.М. Коломієць Інститут прикладної фізики НАН України
  • О.І. Шкурат Інститут прикладної фізики НАН України
  • С.М. Кравченко Інститут прикладної фізики НАН України
  • Р.Ю. Лопаткін Інститут прикладної фізики НАН України
  • І.Г. Чижов Інститут прикладної фізики НАН України
  • П.Є. Самойлов Інститут прикладної фізики НАН України
  • Ю.А. Павленко Інститут прикладної фізики НАН України
  • М.О. Мельник Інститут прикладної фізики НАН України
  • О.І. Гончаренко Інститут прикладної фізики НАН України

DOI:

https://doi.org/10.15407/scine16.04.050

Ключові слова:

магнетронна розпилювальна система, метод HIPIMS, внутрішня поверхня труб, циліндричний магнетрон, магнетронний розпилювач

Анотація

Вступ. Внаслідок механічного та хімічного зносу внутрішніх поверхонь трубоподібних виробів існує необхідність
створення захисних покриттів останніх, що збільшить ресурс їх використання в різних галузях промисловості.
Проблематика. При створенні обладнання для отримання якісних захисних покриттів внутрішньої поверхні труб
виникають деякі труднощі, пов’язані з обмеженістю простору. В світовій практиці широко застосовують методи
плазмового напилення з циліндричними магнетронами. Однак, актуальними залишаються питання удосконалення
розпилювального обладнання для збільшення його ефективності та покращення фізико-механічних властивостей
покриттів. Також нагальною потребою є виготовлення універсального обладнання для обробки трубних виробів
різного діаметру.
Мета. Розробка й створення стенду з дослідним зразком магнетронної розпилювальної системи для напилення
покриттів на внутрішні поверхні трубних виробів діаметром від 30 мм з використанням методики магнетронного
розпилення імпульсами високої потужності.

Матеріали й методи. Елементи конструкції магнетронного розпилювача виготовлено з нержавіючої сталі з
параметром шорсткості Ra ≤ 2,5. В експериментах використано метод магнетронного розпилення імпульсами високої
потужності (HIPIMS — High-power impulse magnetron sputtering).
Результати. Розроблено конструкторську документацію на магнетронну розпилювальну систему та виготовлено
стенд для напилення захисних покриттів на внутрішні поверхні трубних виробів діаметром від 30 мм. Використовуючи
створену циліндричну магнетронну розпилювальну систему, можна здійснювати в одному технологічному циклі як
іонне очищення внутрішньої поверхні труб, так і напилення нових покриттів.
Висновки. Позитивні результати з випробування дослідного зразка магнетронної розпилювальної системи
показали перспективність створення промислового обладнання для вирішення актуальної проблеми отримання
якісних покриттів внутрішньої поверхні труб.

Посилання

Krutikov, A. V., Devyatyarov, M. S. (2014, November). Increased service life, repair and restoration using thermal spraying technologies. Welding and diagnostics: a collection of reports of the international forum (25–27 November, Ekaterynburh). Ekaterynburh [in Russian].

Nadtoka, V. N., Pankov, R. V., Deyneko, L. N., Maslyanyy, N. V. (2009). Environmentally friendly coating method for internal surfaces. Artillery and Small Arms, 1, 54–57 [in Russian].

Perekrestov, V. I., Kravchenko, S. N., Kosminskaya, Yu. A., Kononenko, I. N. (2011). The structure of the Ni-Cu system condensates obtained by ion sputtering of composite rods. Metallophysics and the latest Technology, 2, 203–210 [in Russian].

Ananeva, E. A. (2007). Development of a technology for applying plasma heat-shielding coatings to small-sized internal complex profile surfaces of parts of a hot gas turbine engine. PhD (Tech.) Samara [in Russian].

Hasiy, O. B. (2018). Development of vacuum ion-plasma sputtering technology and directions of its improvement. Scientific Bulletin of NLTU of Ukraine, 10, 85–91 [in Ukrainian].

https://doi.org/10.15421/40281018

Bebenin, A. N., Rudyy, V. I., Litovchenko, V. N., Vorobev, R. A., Yankitova, I. A., Karnavskaya, T. G. (2014). Investigation of the mechanical properties of protective refractory coatings deposited by ion-plasma vacuum magnetron sputtering. Proceedings of the R.E. Alekseeva Nizhny Novgorod State Technical University, 5, 43–146 [in Russian].

Moskvitin, G. V., Birger, E. M., Polyakov, A. N., Polyakova, G. N. (2015). High technology hardening coatings. Metalworking, 1, 44–49 [in Russian].

Kouznetsov, V., Macаk, K., Schneider, J. M., Helmersson, U., Petrov, I. (1999). A novel pulsed magnetron sputter technique utilizing very high target power densities. Surface and Coatings Technology, 2–3, 290–293.

https://doi.org/10.1016/S0257-8972(99)00292-3

Lepesh, G. V., Ivanova, E. S. (2016). Simulation of thermodynamic effects when testing the resistance of protective coatings. Technical and technological Problems of Service, 2, 7–17 [in Russian].

Alami, J., Eklund, P., Andersson, J. M., Lattemann, M., Wallin, E., Bohlmark, J.,…, Helmersson, U. (2007). Phase tailoring of Ta thin films by highly ionized pulsed magnetron sputtering. Thin Solid Films, 515, 3134–3438.

https://doi.org/10.1016/j.tsf.2006.10.013

Yee, F., Wotzak, М., Cipollo, M. L., Traszkowska, K. (2004). Cylindrical magnetron sputtering in a ferromagnetic cylinder. Fall News Bulletin SVC, 28–34.

Shkurat, O. I., Baturin, V. A., Buhajov, S. I., Karpenko, O. Yu., Kravchenko, S. M., Kolomiets, V. M., … , Danylenko, M. I. (2019). Development of technology for the process of processing the gun barrel channel to increase its life. Weapons and military equipment, 1 (21), 35-40 [in Ukrainian].

https://doi.org/10.34169/2414-0651.2019.1(21).35-40

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-09-11

Як цитувати

Коломієць, В., Шкурат, О., Кравченко, С., Лопаткін, Р., Чижов, І., Самойлов, П., Павленко, Ю., Мельник, М., & Гончаренко, О. (2024). ВАКУУМНИЙ ПОСТ ДЛЯ НАНЕСЕННЯ ПОКРИТТІВ НА ВНУТРІШНЮ ПОВЕРХНЮ ТРУБ МЕТОДОМ МАГНЕТРОННОГО РОЗПИЛЕННЯ. Science and Innovation, 16(4), 50–56. https://doi.org/10.15407/scine16.04.050

Номер

Розділ

Research and Engineering Innovative Projects of the National Academy of Sciences of Ukraine