Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 4 2019 19 ТЕХНОЛОГИЯ Получение аморфных покрытий электроискровой обработкой стали 35 в смеси железных гранул с CrMoWCBSi порошком Александр Бурков * Институт материаловедения Хабаровского научного центра ДВО РАН, ул. Тихоокеанская, 153, г. Хабаровск, 680042, Россия https://orcid.org/0000-0002-5636-4669, burkovalex@mail.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2019 Том 21 № 4 с. 19–30 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2019-21.4-19-30 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение В последнее время металлическими стекла- ми называют многокомпонентные аморфные металлические сплавы, различие в атомном ра- диусе элементов которых составляет не менее 12 % [1, 2]. Причем содержание неметалличе- ских элементов (P, Si, C, B) в их составе обычно составляет около 30 ат. %. Все это обеспечивает высокую стеклообразующую способность дан- ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.762; 537.523.4 История статьи : Поступила: 22 августа 2019 Рецензирование: 17 сентября 2019 Принята к печати: 15 ноября 2019 Доступно онлайн: 15 декабря 2019 Ключевые слова : Покрытия Аморфные сплавы Металлические стекла Электроискровое легирование в гранулах Износостойкость Жаростойкость АННОТАЦИЯ Введение. Металлические стекла вызывают интерес исследователей как материалы, которые могут быть использованы в качестве защитных покрытий для металлов и сплавов. Исследование новых способов формирования покрытий из металлических стекол является актуальной задачей. Цель работы: изучение условий формирования и свойств покрытий из металлических стекол, полученных методом электроискровой обработки стали 35 в смеси железных гранул и многокомпонентной порошковой шихты, состоящей из хро- ма, вольфрама, молибдена, кремния, бора и углерода. Методика исследований. Порошковая шихта имела средний размер частиц 0,3 мкм. Объемная доля порошковой шихты в смеси гранул варьировалась от 2,5 до 9,3 об. %. Покрытия наносились при энергии импульсов 0,33 Дж с частотой 1 кГц в течение 8 мин в среде аргона. Состав и структуру покрытий изучали методами рентгеновского дифракционного анализа, растро- вой микроскопии и энергодисперсионного анализа. Результаты и обсуждение. Средняя толщина покрытий находилась в узком диапазоне 41…43 мкм. Доля аморфной фазы в покрытиях составила от 78 до 95 об. %. Распределение элементов по сечению покрытий было однородным. С ростом содержания порошка в смеси гранул концентрация железа в покрытиях снижалась с 60 до 41 ат. %. При этом соотношение остальных элементов в составе покрытий соответствовало составу многокомпонентного порошка, что говорит о равно- мерном участии частиц порошков разного сорта в формировании наносимого слоя. Скорость изнашивания образцов с покрытиями в режиме сухого скольжения находилась в диапазоне 0,7…5,9 ∙ 10 –5 мм 3 /Нм, что в 2,5…6,5 раз меньше, чем у стали 35 без покрытия. Циклическая жаростойкость образцов с покрытиями при температуре 700 о С за 100 часов испытаний была в 15…30 раз выше, чем у стали 35, что объясняется, прежде всего, наличием хрома и кремния в покрытиях. Для цитирования: Бурков А.А. Получение аморфных покрытий электроискровой обработкой стали 35 в смеси железных гра- нул с CrMoWCBSi порошком // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2019. –Т. 21, № 4. – С. 19–30. – DOI: 10.17212/1994-6309-2019-21.4-19-30. ______ *Адрес для переписки Бурков Александр Анатольевич , к.ф.-м.н., с.н.с. Институт материаловедения Хабаровского научного центра ДВО РАН, ул. Тихоокеанская, 153 680042, г. Хабаровск, Россия Тел.: +79141618954 , e-mail: burkovalex@mail.ru ных систем и не требует экстремально высоких скоростей охлаждения материала для фиксации аморфной структуры из расплава по сравнению с чистыми металлами. Металлические стекла (МС) привлекают больше внимания исследова- телей из-за уникального сочетания высокой твер- дости, износостойкости, высокой коррозионной устойчивости, хорошей биосовместимости и не- цитотоксичности [3–8]. Наиболее популярными методами нанесения покрытий из МС являются магнетронное напыление, термическое распыле- ние, газопламенное напыление, лазерная наплав- ка и электроискровое легирование (ЭИЛ) [9–14]. Технология ЭИЛ является наиболее простой и эффективной для осаждения металлических