Магистрант кафедры проектирования и эксплуатации металлургических машин и оборудования.
455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38
Postgraduate student of the Department «Design and exploitation of metallurgical of machinery and equipment».
455000, Magnitogorsk, Lenina av., 38
Доктор технических наук, профессор этой кафедры.
455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38
Dr Sci. (Tech.), professor of the Department «Design and exploitation of metallurgical of machinery and equipment».
455000, Magnitogorsk, Lenina av., 38
Ассистент кафедры физики.
455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38
Assistant of the Department of physics.
455000, Magnitogorsk, Lenina av., 38
Кандидат технических наук, доцент кафедры технологий обработки материалов.
455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38
Cand. Sci. (Tech.), associate prof. of the Department «Material processing technologies».
455000, Magnitogorsk, Lenina av., 38
Рассмотрены наноструктурирующая обработка металлических поверхностей и нанесение функциональных покрытий гибким инструментом – вращающимися проволочными щетками (ВПЩ). Этот процесс, названный фрикционным плакированием, реализуется на токарных, шлифовальных и других металлорежущих станках с использованием простой оснастки или ручных углошлифовальных машин (УШМ). При металлографическом исследовании поверхностных слоев в качестве изучаемых образцов применялись пластины 3×20×100 мм из стали марки 08. Покрытия наносили на плоскошлифовальном станке, на котором размещались ВПЩ вместо абразивного круга и приспособление для подачи материала покрытия. Цилиндрические образцы (сталь марки 50) диаметром 20 мм обрабатывали на токарном станке, на суппорт которого устанавливалось приспособление с УШМ. Для металлографических исследований использовали оптические микроскопы и растровый электронный микроскоп РЭМ JSM-6490 LV. Электронно-микроскопические исследования проводили методом реплик на электронном микроскопе «Tesla BC-613». Рентгеноструктурный анализ выполняли с помощью дифрактомера «Дрон-3». Измерения и анализ шероховатости осуществляли по методике стандарта ГОСТ Р ИСО 25178 на установке «Contour GT K1» (Bruker). Проведено исследование структуры, текстуры и микротопографии поверхности медных и латунных покрытий, нанесенных гибким инструментом на стальную основу. Средняя толщина покрытий составляла 20–25 мкм, микротвердость медного покрытия – около 6800 МПа, латунного – 9000 МПа, размеры частиц – в пределах 0,3–0,6 мкм. Кристаллографическая текстура покрытий воспроизводит текстуру материала стальной основы. Изучение микротопографии поверхности образцов до и после нанесения покрытий показало, что латунное покрытие существенно сглаживает поверхность, но исходную микротопографию меняет незначительно. Микротопография медного покрытия существенно отличается от исходной.
The paper focuses on metal surface nanostructuring and functional coating application using a flexible tool – rotating wire brushes (RWB). This process called friction cladding implemented on lathes, grinders and other machine tools using ordinary tooling or manual angle grinders. Metallographic investigation of surface layers used 3×20×100 mm plates made of Steel 08 as study samples. Coatings were applied using the surface grinder where RWB was installed instead of an abrasive disk together with a coating material feeding device. Cylindrical samples (Steel 50) 20 mm in diameter were machined by angle grinders installed on the sliding carriage of the lathe. Optical microscopes and the JSM-6490 LV electron-scan microscope (ESM) were used for metallographic research. Electron microscopic studies were performed by replica technique using the Tesla BC-613 electron microscope. X-ray diffraction analysis was performed on the Dron-3 diffractometer. Measurements and surface roughness analysis were performed according to the GOST R ISO 25178 method on the Bruker Contour GT K1 unit. The surface structure, texture and microtopography of copper and brass coatings deposited using a flexible tool on a steel base were investigated. The average coating thickness was 20–25 μm, microhardness was about 6800 MPa for the copper coating and 9000 MPa for the brass coating with particle sizes ranging from 0,3 to 0,6 μm. The crystallographic texture of the coating reproduces the texture of the steel base material. Investigation of sample surface microtopography before and after coating showed that the brass coating substantially smoothes out the surface, but the initial microtopography is changed insignificantly. Copper coating microtopography differs substantially from the initial one.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.