Burkov A.A., Chigrin P.G., Kulik M.A. 2019 Vol. 21 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 4 2019 60 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ческих взаимодействий только скорость износа и коэффициент трения являются двумя общими параметрами, которые в отличие от твердости, вязкости, модуля упругости не являются неотъ- емлемыми свойствами материалов. Скорость из- носа и коэффициент трения изменяются во вре- мени с учетом множества факторов, например, материала пар трения, скорости скольжения, приложенных нагрузок и условий окружающей среды. Улучшение триботехнических свойств нержавеющих сталей может быть достигнуто путем создания защитных покрытий с повышен- ной твердостью, а также введением в структуру покрытия антифрикционных соединений. Твер- дые покрытия формируют методами цемента- ции железа [1–4], а также внедрением других соединений с сильными ковалентными связями (>100 кДж/моль) [5–8]. Недостатком такого спо- соба улучшения триботехнического поведения является образование абразивных частиц в об- ласти трения, приводящее к повышенному из- носу контртел. Внедрение в структуру покры- тия твердых сухих смазок позволяет избежать данного эффекта абразивного износа [9–11]. В работе [12] самосмазывающиеся C/WS 2 по- крытия наносились на нержавеющую сталь методом магнетронного напыления. Коэффи- циент трения полученных покрытий составил от 0,06 до 0,17. Однако данный метод имеет ряд существенных недостатков: низкая про- изводительность, сложное и дорогое оборудо- вание, необходимость поддержания вакуума, специальная подготовка поверхности подлож- ки и пр. Кроме того, распыление сернистых соединений нежелательно, так как может при- водить к повышенной коррозии используемого оборудования из-за способности серы образо- вывать соединения с переходными металлами и аллотропные летучие модификации, которые трудно удалять из вакуумных камер. В насто- ящее время наибольшее распространение по- лучили сухие смазки на основе MoS 2 в силу его низкой стоимости и высокой устойчивости к воздействию вакуума и высоких температур [13]. Так, в работе [14] Cu/Cu-MoS 2 -покрытия были получены электроразрядным осажде- нием на быстрорежущей стали при исполь- зовании в качестве электрода медной трубки, заполненной MoS 2 . Коэффициент трения по- лученных покрытий был сравнительно высо- ким, что объясняется частичным разложением сульфида молибдена. Другим подходом для формирования анти- фрикционных покрытий на сплавах является создание развитой поверхности, которая запол- няется частицами MoS 2 . Для этого используют лазерное и абразивное текстурирование или нанесение пористого керамического оксидно- го слоя на металле. Следует заметить, что при создании развитой поверхности настоящим способом увеличение пористости незначитель- но, а улучшение трибологического поведения происходит только в определенном направле- нии трения. Вместе с тем нанесение пористо- го керамического слоя позволяет существенно увеличить площадь поверхности, что приводит в первую очередь к более экономному исполь- зованию смазки вследствие ее более эффектив- ного удержания. Лазерное текстурирование по- верхности сплава с последующим нанесением MoS 2 и графеноподобного углерода полировоч- ной тканью [15] показало относительно высокий коэффициент трения, который при этом зависел от ориентации текстуры. В работе [16] керами- ческое покрытие наносили на стальную подлож- ку методом плазменного напыления. Пористый керамический слой заполняли дисульфидом молибдена методом гидротермального синтеза. При этом частицы дисульфида молибдена фор- мируются непосредственно в порах из маточно- го раствора, что обеспечивает высокую заполня- емость и удержание смазки в покрытии. Общим недостатком использования керамического слоя является плохая адгезия керамики с металлом и образование абразивных керамических частиц в процессе трения, что вызывает повышенный из- нос контртел. В настоящей работе впервые предложен ме- тод селективного травления электроискрового интерметаллидного Fe–Al-покрытия в 20 %-м растворе KOH. За счет того что в растворе ще- лочи растворяется алюминий, но не железо, это обеспечивает повышенное значение площади поверхности оставшегося железного скелета. Формирование интерметаллидных покрытий предлагается методом электроискровой обработ- ки нержавеющей стали AISI 304 в смеси гранул из железа и алюминия. Интерметаллиды Fe–Al будут служить также для придания прочности и коррозионной стойкости покрытий [17–18].