Obrabotka Metallov. 2017 no. 1(74)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (74) 2017 54 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 2. Схема электронно-лучевой наплавки алюминиево-титановой смеси на заготовки из сплава ВТ1-0: 1 – выпускное отверстие; 2 – пучок электронов; 3 – полюсы электромагнитной развертки; 4 – ти- тановая заготовка; 5 – наплавляемый порошок; 6 – наплавленный слой ки с распределенной по ней порошковой смесью составляло 90 мм. В этих условиях диаметр пуч- ка электронов на обрабатываемой поверхности равен 12 мм. С целью обработки заготовки по всей ее ширине осуществлялось сканирование луча с частотой 50 Гц. При наплавке всех по- рошковых материалов технологические режимы были одинаковы. Ток пучка составлял 18 мА, скорость перемещения заготовок относительно выпускного отверстия – 10 мм/с. Основные задачи, поставленные при вы- полнении работы, предполагали проведение структурных исследований, определение микро- твердости и оценку триботехнических свойств наплавленных материалов. Строение наплавленных слоев в попереч- ных сечениях изучали с использованием рас- трового двухлучевого электронно-ионного микроскопа Cross Beam 1540 EsB (Carl Zeiss). Шлифы для исследований были подготовле- ны по стандартной технологии, включающей операции механического шлифования и поли- рования заготовок, предварительно запрессо- ванных на установке Simplimet 1000 (Buehler) в полимерную матрицу. Для выявления струк- туры использовали химический травитель, состав которого состоял из 25 мл H 2 O, 50 мл глицерина, 25 мл HNO 3 , 2 мл HF. Тонкую структуру полученных материалов изучали с использованием просвечивающего электронного микроскопа Tecnai 20 G2 TWIN (FEI). Объектами исследования были фольги, полученные с применением установок Dimple Grinder (Gatan) и Precision ion polishing system (Gatan). Для проведения рентгеноструктурного анализа поверхностно легированных слоев ис- пользовали дифрактометр ARL X’TRA. Съемку рентгенограмм выполняли при использовании Cu K  1,2 -излучения. Шаг сканирования состав- лял 0,05  , время накопления импульсов было равном 2 с на одну точку. Для оценки твердости материалов исполь- зовали прибор 402MVD (Wolpert Group), осна- щенный алмазной четырехгранной пирамидой. В качестве объектов исследования использовали поперечные шлифы. Нагрузка на индентор со- ставляла 0,98 Н. Отпечатки наносили перпенди- кулярно поверхности покрытия в направлении от поверхности к основному металлу. Триботехнические свойства наплавленных материалов оценивали по величине коэффици- ента трения скольжения при реализации схемы «диск – плоскость», а также по уровню износо- стойкости в условиях воздействия закреплен- ных частиц абразива. В процессе первого из отмеченных видов испытаний диск диаметром 50 мм и толщиной 5 мм, изготовленный из ста- ли твердостью 62 HRC, вращался со скоростью 200 об/мин и прижимался с усилием 850 Н к ис- следуемому образцу. Испытания были проведе- ны в условиях сухого трения скольжения, а так- же при подаче в зону взаимодействия трущихся тел минерального моторного масла Лукойл Стандарт 10W-40 (SF/CC). Исследования на износостойкость при воз- действии закрепленных частиц абразива были проведены с учетом требований ГОСТ 17367–71. В соответствии со схемой испытаний, пред- ставленной на рис. 3, цилиндрический образец диаметром 2,5 мм с силой 8 Н прижимался к вращающемуся со скоростью 100 об/мин кругу с закрепленной на нем электрокорундовой шли- фовальной шкуркой. Размер абразивных зерен, закрепленных на шкурке, находился в диапазоне от 63 до 80 мкм. Функцию эталонного матери- ала выполняли образцы из технически чистого титана.