Obrabotka Metallov 2009 No. 4

вольфрама, структуру твердого сплава, формирование развитой переходной зоны [1, 2]. При этом в покрытии и в переходной зоне присутствие сложных карбидов может быть исключено. Оптимизация режимов фор- мирования покрытий с использованием боридов же- леза и кобальта не позволяет управлять количеством материала связки в формируемом покрытии. Сложные карбиды типа M 6 C, содержащие желе- зо, максимальное скопление которых наблюдается в переходной зоне, являются причиной низкой прочно- сти переходного слоя между покрытием и основным металлом. Их образование связано с диффузионным взаимодействием карбида вольфрама и железа. С це- лью ограничения этого взаимодействия были прове- дены исследования по использованию промежуточ- ных слоев между оплавляемой порошковой смесью и основным металлам. Насыщение стального поверхностного слоя азотом до формирования твердосплавного покрытия путем оплавления порошковой смеси позволяет ограничить диффузионное взаимодействие частиц карбида воль- фрама покрытия и железа основного металла. На- сыщению азотом из газовой среды подвергались пла- стины стали 20 толщиной 3…5 мм с использованием различных режимов и различных технологий. Полу- ченные поверхностные слои имели толщину содер- жащего азот слоя 0,5…1 мм, порядка 10 мкм поверх- ностного слоя состояли из сплошного слоя нитридов железа Fe 4 N и Fe 3 N. Под сплошным слоем нитридов располагаются игольчатые выделения Fe 4 N в насы- щенном азотом α-железе, глубже от поверхности рас- полагается слой насыщенного азотом α-железа, в ко- тором концентрация азота не превышает 0,004 % по массе, что составляет его предельную растворимость в ОЦК решетке железа при комнатной температуре. Температура появления жидкой фазы при оплав- лении твердосплавных порошковых смесей на насы- щенных азотом поверхностных слоях со сплошным слоем нитридов железа Fe 4 N и Fe 3 N соответствовала температуре спекания твердого сплава из этих сме- сей. При этом спеченное покрытие отслаивалось от стальной поверхности еще на стадии охлаждения без приложения внешних нагрузок. Это означает, что формирование покрытия с развитой переходной зоной при полном исключении диффузионной и хи- мической реакционной способности компонентов покрытия и основного металла не представляется возможным. Нарушение непрерывности слоя нитридов же- леза путем механического удаления слоя толщиной 10 мкм показал, что азот, содержащийся в поверх- ностном слое стали, оказывает влияние на структуру поверхностного слоя, формируемого оплавлением твердосплавной порошковой смеси. Однако это вли- яние не исключает формирования сложных карбидов и исчезновения частиц карбида вольфрама. Использование в качестве промежуточных сло- ев покрытий металлическим хромом изменяет ха- рактер взаимодействия компонентов покрытия и основного металла, но не исключает формирования сложных карбидов и исчезновения частиц карбида вольфрама. Из проведенных экспериментальных исследова- ний можно сделать вывод, что перспективными в качестве переходных слоев являются слои, отвечаю- щие следующим требованиям: – препятствуют диффузии углерода из частиц кар- бида вольфрама в основной металл; – препятствуют диффузии железа из основного металла в оплавляемое покрытие; – обеспечивают прочную связь между покрытием и переходным слоем за счет формирования между ними переходной зоны; – обеспечивают прочную связь между переход- ным слоем и основным металлом за счет формирова- ния между ними переходной зоны. Список литературы 1. Буров В.Г., Батаев А.А. Особенности формирования твердосплавных покрытий в процессах жидкофазного спе- кания. – Обработка металлов. – 2004. – № 4 (25) – С.11–12. 2. Влияние режимов предварительной химико-терми- ческой обработки на свойства стали, упрочненной покры- тием на основе порошковой смеси WC-Co / В. Г. Буров, А. А. Батаев, А. Г. Тюрин, С. В. Буров, С. В. Веселов, И. А. Батаев // Ползуновский вестник. – 2005. – № 2. Ч. 2. – С. 4–9. Контактная информация для переписки Буров В.Г. – 630092, Новосибирск, Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20 e-mail: wburov@yandex.ru ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ МАТЕРИАЛЫ № 4 (45) 2009 24