Электроискровые покрытия из аморфного и нанокристаллического сплавов на основе железа
https://doi.org/10.17073/1997-308X-2016-2-63-70
Аннотация
Представлены результаты исследований износостойких электроискровых покрытий (ЭИП), полученных электроискровой обработкой стальной подложки. В качестве электродных материалов использовались аморфный сплав марки 2НСР (Fe78B12Si9Ni1) и нанокристаллический сплав 5БДСР (Fe78,5Si13,5B9Nb3Cu1), имеющие в основе железо. Анализ структуры ЭИП с использованием сканирующей электронной микроскопии и рентгеновского излучения показал, что покрытие из сплава 2НСР в целом аморфно, а покрытие из сплава 5БДСР имеет нанокристаллическую структуру, представляющую собой аморфную матрицу с нанокристаллами α-Fe. Микротвердость ЭИП из сплава 2НСР составила 7279 МПа при толщине 30 мкм, а из 5БДСР – 10147 МПа при толщине 33 мкм, что примерно в 1,5 раза больше толщины ЭИП из сплава ВК6-ОМ. Триботехнические испытания показали, что на стадии установившегося изнашивания износостойкость ЭИП из сплава 2HCP в 4 раза выше, чем у покрытий из 5БДСР, однако на стадии приработки его скорость изнашивания в 1,3 раза больше. В ходе эксплуатационных испытаний установлено, что покрытие из нанокристаллического сплава 5БДСР позволяет повысить ресурс режущих деталей машин, работающих в условиях абразивного изнашивания, не менее чем в 1,4 раза.
Об авторе
И. С. Кузнецов
Орловский государственный аграрный университет
Россия
Россия
канд. техн. наук, ст. преподаватель кафедры «Надежность и ремонт машин»
302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69, ауд. 2-205
Список литературы
1. Zamulaeva E.I., Levashov E.A., Kudryashov A.E. Effect of WC—CO electrode structure on the rate of electrospark coating deposition // Metallurgist. 2012. Vol. 55. No. 9-10. P. 628—633.
2. Levashov E.A., Pogozhev Y. S., Sviridova T.A., Zamulaeva E.I. Petrzhik M.I., Kudryashov A.E. Formation of protective coatings on steel Kh12MF by the force of the sequential electric spark treatment by boride and carboncontaining electrodes // Russ. J. Non-Ferr. Met. 2014. Vol. 55. No. 2. P. 205—211.
3. Kolomeichenko A.V., Kuznetsov I.S., Kravchenko I.N. Investigation of the thickness and microhardness of electrospark coatings of amorphous and nanocrystalline alloys // Welding Int. 2015. Vol. 29. No. 10. P. 823—825.
4. Kolomeichenko A.V. Kuznetsov I.S. Tribotechnical properties the electrospark coating of amorphous and nanocrystalline alloys based on iron // Friction Wear. 2014. Vol. 35. No. 6. Р. 501—504.
5. Cadney S., Brochu M. Formation of amorphous Zr41.2Ti13.8Ni10Cu12.5Be22.5 coatings via the electrospark deposition process // Intermetal. 2008. Vol. 16. No. 4. P. 518—523.
6. Brochu M., Heard D.W., Milligan J., Cadney S. Bulk nanostructure and amorphous metallic components using the electrospark welding process // Assembly Automation. 2010. Vol. 30. No. 3. P. 248—256.
7. Milligan J., Heard D.W., Brochu M. Formation of nanostructured weldments in the Al–Si system using electrospark welding // Appl. Surf. Sci. 2010. Vol. 256. No. 12. P. 4009—4016.
8. Cadney S., Goodall G., Kim G., Moran A., Brochu M. The transformation of an al-based crystalline electrode material to an amorphous deposit via the electrospark welding process // J. Alloys Compounds. 2009. Vol. 476. No. 1-2. P. 147—151.
9. Brochu M., Portillo G. Grain refinement during rapid solidification of aluminumzirconium alloys using electrospark deposition // Mater. Trans. 2013. Vol. 54. No. 6. P. 934—939.
10. Tariq N.H., Hasan B.A., Shakil M., Akhter J.I., Haq M.A., Awan N.A. Electron beam brazing of Zr62Al13Ni7Cu18 bulk metallic glass with Ti metal // Vacuum. 2014. Vol. 101. P. 98—101.
11. Heard D.W., Brochu M. Development of a nanostructure microstructure in the Al—Ni system using the electrospark deposition process // J. Mater. Process. Technol. 2010. Vol. 210. No. 6-7, P. 892—898.
12. Аксенов Л.Б., Петров В.М., Кудряшов А.Е., Галышев А.А. Сравнительная износостойкость покрытий электроискрового легирования c применением СВС-электродов с нанодисперсными модификаторами // Металлообработка. 2010. No. 3. С. 15—19.
13. Левашов Е.А., Погожев Ю.С., Кудряшов А.Е., Рупасов С.И., Левина В.В. Дисперсно-упрочненные наночастицами композиционные материалы на основе TiC—Ni для электроискрового легирования // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2008. No. 2. С. 17—24.
14. Николенко С.В., Пячин С.А., Бурков А.А. Формирование электроискровых покрытий из твердого сплава ВК8 с добавкой Al2O3 // Изв. вузов. Цв. металлургия. 2011. No. 1. С. 58—62.
15. Vereshchagin M.N., Goranskii G.G., Kukareko V.A. Structure and tribological properties of amorphous alloys based on iron and nickel // Friction Wear. 2012. Vol. 33. No. 3. Р. 181—183.
16. Lyuzgin, D.V., Inoue А. Obtaining and nanocrystallization of metallic glasses (review). Pt. I // Mater. Technol. 2008. No. 11. P. 41—50.
17. Glezer А.М. Plotnikova M.P., Shalimova A.V., Dobatkin S.V. Severe plastic deformation of amorphous alloys: i. structure and mechanical properties // Bull. RAS. Physics. 2009. Vol. 73. No. 9. P. 1233—1239.
18. Кузнецов И.С. Электроискровая технология упрочнения деталей режущего аппарата жаток электродами из аморфных и нанокристаллических сплавов: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Саранск: Мордовский гос. ун-т им. Н.П. Огарева, 2013.
19. Шурыгина Н.А., Глезер А.М., Пермякова И.Е., Блинова Е.Н. Влияние нанокристаллизации на механические и магнитные свойства сплава типа FINEMET (Fe78.5Si13.5B9Nb3Cu1) // Изв. РАН. Сер. физическая. 2012. Т. 76. No. 1. С. 52—59.
20. Гончукова Н.О., Ратушняк С.Л., Толочко О.В. Связь нанокристаллизации и структурной релаксации в сплаве Fe73.5Cu1Nb3Si13B9 // Физика и химия стекла. 2011. Т. 37. No. 4. С. 488—500.
21. Ратушняк С.Л., Гончукова Н.О. Cвязь между началом кристаллизации и внутренними напряжениями в аморфных сплавах на основе железа // Физика и химия стекла. 2012. Т. 38. No. 6. С. 926—930.
Рецензия
Для цитирования:
Кузнецов И.С. Электроискровые покрытия из аморфного и нанокристаллического сплавов на основе железа. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2016;(2):63-70. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2016-2-63-70
For citation:
Kuznetsov I.S. Electrospark coatings of amorphous and nanocrystalline iron-based alloys. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings. 2016;(2):63-70. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2016-2-63-70
Просмотров:
880
Послать статью по эл. почте 