Actual Problems in Machine Building 2016 No. 3

Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 66 комбинированной обработки заключается в повторном высокоэнергетическом воздействии на покрытия с целью улучшения их качественных показателей: увеличение адгезионной прочности, уменьшение пористости, ликвидация нерасплавленных частиц порошка в структуре покрытий, формирование мелкодисперсной структуры и обеспечение равномерного распределения микротвердости по глубине упрочненного слоя. Анализ технологических возможностей основных методов обработки концентрированными источниками энергии (электродуговой, электронно-лучевой, лазерный, плазменный и индукционный) [11 - 18], которые можно использовать для повторного высокоэнергетического воздействия на структуру плазменных покрытий, показал, что при повторной обработке токопроводящих плазменных покрытий явным преимуществом обладает высокоэнергетический нагрев токами высокой частоты (ВЭН ТВЧ) [19 - 20]. Характерной особенностью этого процесса является то, что источник нагрева является объемным и выделение энергии осуществляется в поверхностном слое, толщина которого определяется технологическими параметрами и теплофизическими характеристиками материала покрытия. Ранее нами были проведены исследования по изучению влияния индукционного нагрева на структуру плазменных покрытий, которые показали существенное влияние процесса на качественные показатели [21]. Целью настоящей работы является исследование микротвердости и износостойкости плазменных покрытий после повторного воздействия на них индукционного нагрева ТВЧ. Методика проведения экспериментов В качестве материала для нанесения плазменных покрытий использовался высокохромистый чугун марки ПГ-С27 (с фракционным размером частиц 50…100 мкм). Для опытов применялись плоские образцы из стали 20. Плазменное напыление осуществлялось на установке "Киев-7" плазмотроном ПУН-3 мощностью 40 кВт [22]. Режимы напыления: сила тока дуги плазматрона I = 140 А, напряжение U = 140 В и дистанция напыления L = 110 мм. Оплавление поверхности образцов осуществляли на экспериментальной установке, снабженным приводом главного движения с плавным регулированием скорости. В качестве источника энергии использовали ламповый генератор модели ВЧГ 6-60/0,44 с рабочей частотой тока 440 кГц. Процесс нагрева производился по глубинной схеме (глубина выделения энергии порядка 0,6…0,8 мм) непрерывно-последовательным способом, индуктором петлевого типа, оснащенным магнитопродом марки N 87. Удельная мощность нагрева варьировалась в пределах от 2,8∙10 8 Вт/м 2 до 3,4∙10 8 Вт/м 2 , а скорость перемещения образцов относительно петлевого индуктора – от 20 мм/с до 120 мм/с [23]. Микротвердость (H  ) покрытий определялась на приборе Wolpert Group 402 MVD . Нагрузка на алмазный индентор составляла 0,98 Н. Для испытания стойкости покрытия на износ в условиях трения скольжения использована схема "врезающегося индентора" [24]. Она позволяет создавать довольно жесткие условия нагружения. В установке, спроектированной для реализации этой схемы, пара трения состоит из вращающегося индентора из твердого сплава марки ВК8 и неподвижно закрепленного образца с покрытием. Нагрузка на пару трения составляла 20 Н. На всех образцах выполнялось 3 цикла изнашивания при различном пути трения. В качестве интегральной количественной характеристики износа использовали величину объемного износа.