Electrospark deposition of chromium diboride powder on stainless steel AISI 304

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 2 2022 81 MATERIAL SCIENCE , w m S    где Δw – увеличение массы (г); S – площадь образцов (м2) соответственно. Твердость покрытий измерялась на микротвердомере ПМТ-3М при нагрузке 0,5 Н по методу Виккерса. Износостойкость и коэффициент трения образцов исследовались, следуя процедуре ASTM G99 – 17 при сухом трении скольжения на скорости 0,47 мс–1 при нагрузке 25 Н. Время тестирования составляло 20 минут. В качестве контртела использовались диски из быстрорежущей стали М45 с твердостью 60 HRC. Износ измеряли гравиметрическим способом. Образец каждого типа испытывался трехкратно. Результаты и их обсуждение Изучение массопереноса при ЭИЛ имеет важное значение для установления факта положительного привеса катода, в противном случае ЭИЛ неэффективно. Кроме того, толщина покрытия является функцией от привеса катода [21]. В ходе ЭИЛ возникали электрические разряды между стальными гранулами и подложкой, в результате которых происходил жидкофазный перенос металла с поверхности гранул на поверхность подложки. Частицы порошка, оказавшиеся на поверхности электродов в момент развития разрядного канала, сплавлялись с металлом. Это сопровождалось монотонным увеличением привеса катода (рис. 2, а). С ростом времени обработки для всех смесей наблюдалось замедление привеса катода, что также характерно для традиционного ЭИЛ [22]. Это объясняется накоплением дефектов в легированном слое и интенсификацией его электрической эрозии с ростом удельного числа разрядов [23]. Наибольший привес катода осуществлялся за 600 с. ЭИЛ наблюдался для анодной смеси Cr5, а в случае смесей Cr10 и Cr15, с учетом планок погрешностей, привес можно считать близким. Такое поведение массопереноса можно объяснить ухудшением электрического контакта и снижением частоты возникновения разрядов с ростом концентрации порошка в смеси гранул, что наблюдалось ранее для порошка кремния [24]. Поэтому с позиции достижения максимальной толщины покрытия оптимальная концентрация порошка CrB2 в смеси с железными гранулами находится около 5 об.%. На рис. 2, б показаны результаты рентгенофазового анализа (РФА) приготовленных покрытий. Из него следует, что в составе покрытий преобладал твердый раствор хрома в железе, образующий металлическую связку покрытия, а б Рис. 2. Привес катода из нержавеющей стали AISI304 в процессе ЭИЛ (а) и рентгеновские дифрактограммы осажденных покрытий (б) Fig. 2. AISI 304 stainless steel cathode weight gain during ESD (a) and X-ray diffraction patterns of deposited coatings (б)

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1