ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 3 2025 224 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Для приготовления более крупных фракций был взят порошок WC (ТУ 6-09-03-360-78) с размером частиц 1 ≤ WC ≤ 40 мкм, который разделяли через сита 40 и 20 мкм с помощью вибростола. Диаметр частиц порошков измерялся методом произвольных секущих по стандарту ASTM E112-12. Средний размер частиц порошков алюминия и никеля составил 18,0 ± 10,3 мкм и 11,3 ± 6,4 мкм соответственно (рис. 1, в). При уменьшении диаметра частиц WC на рентгеновских дифрактограммах наблюдалось монотонное снижение интенсивности и увеличение ширины рефлексов, что согласуется с уравнением Шеррера (рис. 1, г). Подложка (катод) из стали 45 в форме цилиндра (d = 12 мм, h = 10 мм), погружалась в смесь гранул с порошками торцевой поверхностью вниз. Таким образом, покрытие формировалось на торцевой и боковой поверхности подложки с суммарной покрываемой площадью 2,88 см2. В качестве источника импульсов тока использовался генератор IMES-40. Настройки прибора были следующие: длительность импульсов 100⋅10–6 с, частота 103 Гц, сила тока в импульсе 170 А при напряжении разомкнутой цепи 25 В. Нанесение покрытий осуществлялось в потоке аргона со скоростью 0,3 м3/час для защиты электродов от окисления. Полное время нанесения покрытия на один образец составляло 10 минут. Более детальное описание лабораторной установки для автоматического нанесения покрытий методом ЭИЛНЭ с порошками приведено в статье [16]. Привес подложки измерялся на аналитических весах (Vibra HT120) (10–4 г) каждые 120 секунд ЭИЛНЭ-обработки. Фазовый состав используемых порошков и полученных образцов определялся рентгенодифракционным методом. Для этого в работе применялся многофункциональный рентгеновский дифрактометр ДРОН7 (НПП «Буревестник», Россия) с Cu-Kα излучением (λ = 1,54056 Å). Для металлографического исследования микроструктуры и химического микроанализа образцов с покрытиями использовался сканирующий электронный микроскоп Vega 3 LMH (Tescan, Чехия), который оснащен микроанализатором (ЭДС) X-max 80 (Oxford Instruments, Великобритания). Измерение шероховатости поверхности покрытий проводилось на профилометре 296 (СССР). Для каждого образца выполнено 10 измерений величины шероховатости и вычислены средние значения. Для определения смачиваемости в работе использован метод «сидячей капли». Каплю дистиллированной воды наносили на горизонтальную поверхность покрытия и по профилю капли определяли угол контакта с поверхностью при температуре 25 °С [17]. Для каждого образца выполнено пять измерений величины смачиваемости и вычислены средние значения. Микротвердость была определена по методу восстановленного отпечатка с помощью микротвердомера ПМТ3-М. Измерение микротвердости проводилось по Виккерсу при силе нагружения 1,96 Н, время воздействия 12 с. На каждом образце индентором сделано 20 отпечатков, проведено 20 измерений величины микротвердости и вычислены средние значения. Испытания на коэффициент трения и износ образцов проводились по схеме «штифт – диск» [18–20] при нагрузке 25 Н со скоростями 0,47 и 1,89 м⋅с–1 в течение 10 минут. Диски (d = 50 мм) из быстрорежущей стали М45 (60 HRC) применялись в качестве контртела. Для каждого образца было сделано не менее четырех измерений, вычислены средние массивы данных и определены средние значения коэффициента трения. Для определения износостойкости сделано не менее шести измерений каждого образца. Для изучения циклической жаростойкости в эксперименте использовали образцы кубической формы с ребром 6 мм из стали 45 и с покрытиями. Образцы выдерживали в муфельной печи циклами по ~6 ч при температуре 700 °С, после этого помещали в эксикатор для остывания, а затем взвешивали. Эксперимент проводился в течение 100 ч. Результаты и их обсуждение При испытании новых составов нелокализованного электрода необходимо контролировать привес катода в ходе обработки для установления величины удельного привеса, поскольку она характеризует объем материала, перенесенного на подложку, а при отрицательных значениях привеса покрытие формироваться не будет. В моменты прохождения импульсов напряжения в местах электрического контакта гранул с подложкой возникали электрические разряды, что сопровождалось переносом металла из линзы
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1