Preview

Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya

Расширенный поиск

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ ТЕКСТУРЫ, МИКРОТОПОГРАФИИ ПОВЕРХНОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ, НАНЕСЕННЫХ ГИБКИМ ИНСТРУМЕНТОМ, И НЕКОТОРЫЕ ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ. Часть 1. Структура, кристаллографическая текстура и микротопография поверхности медных и латунных покрытий, нанесенных гибким инструментом на стальную основу

https://doi.org/10.17073/1997-308X-2017-4-62-70

Полный текст:

Аннотация

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.

Об авторах

И. В. Белевская
Магнитогорский государственный технический университет (МГТУ) им. Г.И. Носова
Россия

Магистрант кафедры проектирования и эксплуатации металлургических машин и оборудования.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38



Л. С. Белевский
Магнитогорский государственный технический университет (МГТУ) им. Г.И. Носова
Россия

Доктор технических наук, профессор этой кафедры.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38



Е. В. Губарев
Магнитогорский государственный технический университет (МГТУ) им. Г.И. Носова
Россия

Ассистент кафедры физики.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38



Ю. Ю. Ефимова
Магнитогорский государственный технический университет (МГТУ) им. Г.И. Носова
Россия

Кандидат технических наук, доцент кафедры технологий обработки материалов.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38



Список литературы

1. Чукин М.В., Голубчик А.Г., Корчунов А.Г., Полякова М.А., Копцева Н.В., Ефимова Ю.Ю., Емалеева Д.Г., Гулин А.Е., Константинов Д.В., Кузнецова А.С. Адаптивные подходы к конструированию технологических процессов и управлению качеством металлопродукции. СПб.: Питер, 2016.

2. Chukin M., Korchunov A., Polyakova M., Emaleeva D. Forming ultrafine-grain structure in steel wire by continuous deformation // Steel in Transl. 2010. No. 40 (6). Р. 595—597.

3. Polyakova М., Calliari I., Gulin A. Effect of microstructure and mechanical properties formation of medium carbon steel wire through continuous combined deformation // Key Eng. Mater. 2016. Vol. 716. Р. 201—207.

4. Chukin M.V., Polyakova M.A., Gulin A.E. Influence of hybrid plastic deformation on the microstructure and mechanical properties of carbon-steel wire // Steel in Transl. 2016. Vol. 46. No. 8. Р. 548—551.

5. Панин В.Е., Сергеев В.П., Панин А.В. Наноструктурирование поверхностных слоев конструкционных материалов и нанесение наноструктурных покрытий. Томск: Томск. политехн. ун-т, 2008.

6. Voevodin A.A., Shtansky D.V., Levashov A.E., Moore J.J. Nanostructured thin films and nanodispersion strengthened coatings. Springer, 2005.

7. Каблов Е.А., Мубояджан С.А., Луценко А.Н. Наноструктурные ионоплазменные защитные и упрочняющие покрытия для лопаток газотурбинных двигателей // Вопр. материаловедения. 2008. No. 2 (54). С. 175—186.

8. Жетесова Г.С., Жукова А.В., Жунуснеков Д.С., Плешакова Е.А. Технология нанесения наноструктурных многофункциональных покрытий на детали // Междунар. журн. эксперим. образования. 2012. No. 10. С. 36—38.

9. Коган Б.И., Майтаков А.Н. Применение и оценка эффективности наноструктурных материалов для повышения надежности рабочих элементов пищевых машин // Вестн. Кузбасского гос. техн. ун-та. 2009. No. 6. C. 84—85.

10. Lu K., Lu J. Nanostructured surface layer on metallic materials induced by surface mechanical attrition treatment // Mater. Sci. Eng. A. 2004. Vоl. 375—377. P. 38—45.

11. Li W.L., Tao N.R., Lu K. Fabrication of a gradient nanomicro-structuredsurface layer on bulk copper by means of a surface mechanical grinding treatment // Scr. Mater. 2008. Vоl. 59. P. 546—549.

12. Leyland A., Matthews A. On the significance of the H/E ratio in wear control: a nanocomposite coating approach to optimized tribological behavior // Wear. 2000. Vоl. 246. P. 1—11.

13. Соснин Н.А., Ермаков С.А., Тополянский П.А. Плазменные технологии: Рук-во для инженеров. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008.

14. Белевский Л.С., Белевская И.В., Ефимова Ю.Ю. Фрикционная наноструктурирующая обработка металлических поверхностей и нанесение функциональных покрытий гибким инструментом // Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2014. No. 1. С. 70—76.

15. Белевский Л.С. Нанесение защитных металлических покрытий механическим способом // Защита металлов. 1988. Т. 24. No. 2. С. 323—325.

16. Белевский Л.С. Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом. Магнитогорск: Лицей РАН, 1996.

17. Анцупов В.П., Белов В.К., Савельев В.Б. Исследование параметров поверхностного слоя при деформационном плакировании гибким инструментом // Трение и износ. 1995. Т. 15. No. 2. С. 212—217.

18. Анцупов В.П. Теория и практика плакирования гибким инструментом. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 1999.

19. Завалищин А.Н., Смирнов О.М., Тулупов С.А. Модификация поверхности металлических изделий с использованием покрытий. М.: Орбита-М, 2012.

20. Платов С.И., Дема Р.Р., Зотов А.В. Модель формирования толщины плакированного слоя на деталях пар трения технологического оборудования // Вестн. МГТУ им. Г.И. Носова. 2013. No. 1. С. 69—73.

21. Леванцевич М.А., Максименко Н.Н. Улучшение эксплуатационных характеристик деталей поверхностным модифицированием методом плакирования гибким инструментом // Упрочн. технологии и покрытия. 2015. No. 10. С. 16—20.

22. ISO/TR 25178:2012. Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Areal-terms, definitions and surface texture parameters.

23. Poon C.Y., Sayles R.S. The classification of rough surface contacts in relation to tribology // J. Phys. D. 1992. Vоl. 25. No. 1A. Р. A249—A256.


Для цитирования:


Белевская И.В., Белевский Л.С., Губарев Е.В., Ефимова Ю.Ю. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ ТЕКСТУРЫ, МИКРОТОПОГРАФИИ ПОВЕРХНОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ, НАНЕСЕННЫХ ГИБКИМ ИНСТРУМЕНТОМ, И НЕКОТОРЫЕ ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ. Часть 1. Структура, кристаллографическая текстура и микротопография поверхности медных и латунных покрытий, нанесенных гибким инструментом на стальную основу. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2017;(4):62-70. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2017-4-62-70

For citation:


Belevskaya I.V., Belevskii L.S., Gubarev E.V., Efimova Y.Y. INVESTIGATION OF SURFACE STRUCTURE, CRYSTALLOGRAPHIC TEXTURE, MICROTOPOGRAPHY OF FUNCTIONAL COATINGS DEPOSITED USING FLEXIBLE TOOL AND SOME APPLICATIONS. Part 1. Surface structure, crystallographic texture, microtopography of copper and brass coatings deposited on steel base using flexible tool. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2017;(4):62-70. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2017-4-62-70

Просмотров: 179


ISSN 1997-308X (Print)
ISSN 2412-8767 (Online)