DOI: 10.24412/2782-5027-2026-2-27-36

Добровольский С. В., Глуховская Ю. И. Возможности использования газодинамических способов формирования материала для реставрации изделий из металла

Добровольский Сергей Владимирович — кандидат технических наук, доцент; ФГАОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», инженер НИО-204
E-mail: dobrovolskiy_s@mail.ru

Глуховская Юлия Исааковна — ФГАОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», специалист НИО-204
E-mail: gljul@bk.ru

В статье исследуются возможности использования газодинамических способов формирования материала для реставрации изделий из металла. Анализируются недостатки и достоинства применяемых в настоящее время аддитивных технологий реставрации. Обоснован выбор холодного газодинамического метода как наиболее подходящего под условия реставрации, показаны особенности использования метода и ограничения, обусловленные технологией применения. Проведенные ранее эксперименты показали, что качество формируемого материала зависит от решения многопараметрической задачи, основными параметрами которой являются размер частицы, ее масса, температура гетерогенного потока, угол падения частицы на поверхность, расстояние от среза ускорителя до поверхности, форма самой поверхности, подготовка поверхности и материал частицы. Рассматриваются возможные направления использования холодного газодинамического метода для восстановления изделий из металла; исследуются варианты разработки, проектирования и изготовления специализированных реставрационных газодинамических установок. Анализируя описанную в статье специфику метода, авторы делают вывод, что под каждый тип реставрируемого изделия нужно рассчитать, спроектировать и изготовить ускоритель гетерогенного потока с учетом законов газодинамики. Приведен результат расчета ускорителя гетерогенного потока, использующегося для реставрации больших плоских поверхностей; а также пример ускорителя, разворачивающего поток под прямым углом, и ускорителя, использующегося для работы на внутренних цилиндрических поверхностях.

Гетерогенный поток, реставрация изделий из металла, ускоритель гетерогенного потока, установка для формирования материала холодным газодинамическим методом, холодный газодинамический метод, частица порошкового материала, эрозионно-коррозионный износ.

PDFJATS

Источники

  1. Богданов А. В. и др. Возможности применения выборочного лазерного воздействия в реставрации предметов из металла / А. В. Богданов, П. Н. Котельников, С. В. . Кураков, М. А. Мельникова, М. В. Кротов // Технология металлов. 2025. №8. С.  29–33. — DOI: 10.31044/1684-2499-2025-0-8-29-33.
  2. Борисов С. А. и др. Алгоритм управления движением сверхзвукового ускорителя гетерогенного потока для формирования покрытия на криволинейных поверхностях / С. А. Борисов, Ю. И. Глуховская, С. В. Добровольский, А. С. Мякочин, И. В. Подпорин // Материалы XXX Международной научно-технической конф. «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», 14–20 сентября 2021 г., Алушта. М.: Изд-во МАИ, 2021. С.  21–24.
  3. Борисов С. А. и др. Использование газодинамических расчетов для решения задачи управления нанесением защитных покрытий разной толщины / С. А. Борисов, Ю. И. Глуховская, С. В. Добровольский, П. В. Никитин, И. В. Подпорин // Материалы XIII Международной конф. по прикладной математике и механике в аэрокосмической отрасли (AMMAI’2020), 6–13 сентября 2020 г., Алушта. М.: Изд-во МАИ, 2020. С.  209–212.
  4. Борисов С. А. и др. Исследование способов подачи твердой фазы в гетерогенный поток для равномерного нанесения материла газодинамическим методом / С. А. Борисов, Ю. И. Глуховская, С. В. Добровольский, П. В. Никитин, И. В. Подпорин // Материалы XIII Международной конф. по прикладной математике и механике в аэрокосмической отрасли (AMMAI’2020), 6–13 сентября 2020 г., Алушта. М.: Изд-во МАИ, 2020. С.  141–143.
  5. Борисов С. А. и др. Исследование эрозионного износа покрытий с применением подвижной струи гетерогенного потока ограниченной площади / С. А. Борисов, С. В. Добровольский, Ю. И. Глуховская, П. В. Никитин // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2019. №3. С.  106–112.
  6. Бурак П. И. и др. Износостойкость покрытий, полученных газодинамическим напылением / П. И. Бурак, А. В. Серов, А. И. Каширин, А. В. Шкодкин // Ремонт, восстановление, модернизация. 2011. №7. С.  26–30.
  7. Восстановление утраченных объемов металла // Обнинский Центр порошкового напыления: офиц. сайт. — URL: http://dymet.net/vosstanovlenie-utrachennyh-obemov-metalla.html (дата обращения: 25.04.2025).
  8. Добровольский С. В. Выбор перспективных технологий для создания изделий авиационно-космической техники // Фундаментальные исследования. Пенза: ИД «Академия естествознания». 2014. №6 (ч. 2). С.  233–237.
  9. Каширин А. И. , Шкодкин А. В. Метод газодинамического напыления металлических покрытий: развитие и современное состояние // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. №12 (36). С.  22–33.
  10. Клинков С. В. , Косарев В. Ф. Моделирование адгезионного взаимодействия частиц с преградой при газодинамическом напылении // Физическая мезомеханика. 2002. Т.  5. №3. С.  27–35.
  11. Козлов И. А. и др. Использование металлопорошковых композиций для устранения дефектов деталей из сплава ВАС-1 методом холодного газодинамического напыления / И. А. Козлов, М. А. Фомина, С. А. Демин, И.  Бенариеб, К. М. Хмелева // Труды ВИАМ.  2022. №12 (118). С.  96–103. — DOI: 10.18577/2307-6046-2022-0-12-96-106.
  12. Козлов И. А. и др. Тенденции развития порошковых материалов для нанесения защитных и функциональных покрытий методом ХГН / И. А. Козлов, М. А. Фомина, С. А. Демин, А. С. Васильев // Труды ВИАМ.  2023. №8 (126). С.  100–112. — DOI: 10.18577/2307-6046-2023-0-8-100-112.
  13. Котельников П. Н. , Кураков С. В. , Богданов А. В. Научная реставрация предметов из металла с рельефным изображением: современные методы восполнения утрат // Невская фотоника-2025: Сб. науч. трудов Всероссийской науч. конф. с международным участием, Санкт-Петербург, 13–18 октября 2025 года. СПб.: Нац. исслед. ун-т ИТМО, 2025. С.  34.
  14. Трапезников А. В. и др. Газодинамическое напыление как способ устранения поверхностных дефектов на литейных алюминиевых сплавах / А. В. Трапезников, А. А. Леонов, К. А. Власова, Ю. В. Решетников, В. А. Дуюнова // Технология легких сплавов. 2025. №3. С.  77–88. — DOI: 10.24412/0321-4664-2025-3-77-88.
  15. Borisov S. A. et al. Concept of an Experimental Setup for Testing the Technology for the Formation of New Anti-Corrosion Coating Materials Using Low-Temperature Supersonic Heterogeneous Flows / S. A. Borisov, Y. I. Glukhovskaya, S. V. Dobrovolskiy, P. V. Nikitin, I. V. Podporin // TEM Journal, 2020. Vol. 9. Issue 2. P. 566–572.
  16. Klinkov S. V. et al. Deposition of multicomponent coatings by cold spray / S. V. Klinkov, V. F. Kosarev, A. A. Sova, I. Smurov // Surface and Coatings Technology. 2008. V. 202. P. 5858–5862.
  17. Kurakov S. V. et al. Restoration, Current Approaches Using the Additive Technologies: Issues of Transparency / S. V. Kurakov, M. A. Melnikova, A. V. Bogdanov, G. V. Tikhomirov, P. N. Kotel`nikov // Proceedings of the 2025 7th International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (REEPE), Moscow, 08–10 april 2025. М.: Изд-во Ин-та инженеров электротехники и электроники (IEEE), 2025. С.  1–6. — DOI: 10.1109/REEPE63962.2025.10971027.