ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 3 2025 222 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ рамическим композитам (МКК). Поэтому перспективно армировать композиции Fe-Ni-Al частицами керамических порошков, что призвано существенно повысить их твердость и износостойкость при сохранении высоких показателей жаростойкости. Карбид вольфрама (WC) часто рассматривают в качестве армирующего компонента МКК благодаря его высокой твердости и хорошей смачиваемости расплавами металлов [5–7]. Композиция Fe-Ni-Al обладает исключительно высокой жаростойкостью, но слабой износостойкостью, тогда как твердый карбид вольфрама легко окисляется при высоких температурах. Поэтому армирование матрицы Fe-Ni-Al карбидом вольфрама позволяет создать композитное покрытие WC/Fe-Ni-Al, сочетающее высокую жаростойкость и износостойкость. Согласно анализу литературы, металлокерамические покрытия WC/Fe-Ni-Al ранее наносили методами газопламенного распыления [8], плазменно-дугового напыления порошков [9] и электроискрового легирования (ЭИЛ) [10]. Электроискровое легирование представляет собой технологию поверхностного упрочнения, которая использует низковольтные электрические разряды высокого тока для плавления и полярного переноса материалов с рабочего электрода на поверхность подложки, что значительно повышает твердость и износостойкость ее поверхности. Технология ЭИЛ имеет очевидные преимущества, такие как простота процесса, высокая экономическая эффективность, низкие остаточные напряжения и отсутствие деформации подложки. Это было продемонстрировано как очень эффективный метод получения покрытий на металлах и сплавах [11]. Высокая температура, возникающая в процессе электроискрового разряда, расплавляет материал электрода, что приводит к нанесению однородного и плотного покрытия, а металлургическая связь обеспечивает высокую адгезию покрытия к подложке. Метод ЭИЛ используется в следующих случаях: для улучшения физико-химических свойств металлических материалов нанесением тугоплавких металлов и их соединений; для расширения области применения композиционных материалов путем создания на их поверхности износостойких и жаростойких слоев; для изменения в заданном направлении химического и фазового состава поверхности путем обработки в присутствии реакционного газа (например, азотирование титанового сплава) [12]. Применение нелокализованного электрода (НЭ) для ЭИЛ обеспечивает автоматизацию процесса нанесения покрытия в том числе на криволинейные детали и позволяет использовать порошки в качестве основного компонента покрытий [13]. В предшествующей работе получены покрытия WC/Fe-Ni-Al с высокой долей керамики методом ЭИЛНЭ с применением НЭ, состоящего из набора никелевых и алюминиевых гранул, а также порошка αWC со средним размером частиц 1 мкм [10]. В области компактных металлокерамических материалов WC-Co размер частиц карбида вольфрама оказывает существенное влияние на твердость и прочность спеченных изделий [14, 15]. Однако в области металлокерамических покрытий влияние размера частиц используемых порошков WC систематически не исследовалось. Цель работы: установить влияние гранулометрии исходного порошка WC, вводимого в НЭ, на кинетику массопереноса, химический состав, структуру поперечных сечений покрытий WC/Fe-Ni-Al и их коррозионные и трибологические свойства. Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие задачи: – с помощью измельчения в планетарной шаровой мельнице и ситового анализа подготовить различные фракции порошка карбида вольфрама; – изучить влияние гранулометрии исходного порошка карбида вольфрама, вводимого в нелокализованный электрод, на массоперенос, состав и структуру покрытия; – установить взаимосвязь между структурой покрытия и его свойствами – шероховатостью, смачиваемостью, твердостью, износостойкостью и жаростойкостью. Материалы и методы исследования Рабочим электродом для ЭИЛ выступал нелокализованный электрод, состоящий из железных гранул и порошков Ni, Al и WC (табл. 1). Железные гранулы получали путем нарезки сварочной проволоки диаметром 4 ± 0,1 мм (СВ-08АА) на цилиндры длиной 4 ± 0,5 мм. Фракции порош-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1