Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 4

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 4 2019 21 TECHNOLOGY Рис. 1. Схема осаждения электроискровых покрытий в смеси гранул Fig. 1. Scheme of deposition of electrospark coatings in a mixture of granules Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Обозначение образцов, содержание карбида хрома в смеси гранул и характеристики покрытий Designation of samples, the in the mixture of granules and characteristics of the coatings Обозначение образцов / Designation of samples Концентрация порошка, об. % / Powder content, Vol. % Шероховатость покрытий ( Ra ), мкм / Roughness of coatings ( Ra ), μm Толщина покрытий, мкм / Thickness of coatings, μm Объем аморфной фазы, об. % Amor- phous phase volume, % МG 2,5 2,5 7,9 ± 1,0 43 ± 12 78,0 МG 4,9 4,9 6,9 ± 2,6 42,2 ± 13 85,6 МG 7,1 7,1 8,7 ± 1,1 43 ±15 91,0 МG 9,3 9,3 7,9 ± 2,7 41 ±10 94,8 четыре смеси из гранул стали Ст3 и порошковой шихты в различных соотношениях (табл. 2). Гра- нулы 1 и порошок 2 засыпались в контейнер 3 из стали 35 высотой 45 мм и диаметром 45 мм. Под- ложка (катод) 4 из стали 35 в форме цилиндра диаметром 12 мм и высотой 10 мм, размещалась в центре контейнера. Контейнер устанавливал- ся под углом 35 о и подсоединялся к двигателю 5 . Частота вращения контейнера с гранулами состав- ляла 60 об ∙ мин –1 . Катод закреплялся на стальной стержень, подключенный к отрицательному вы- воду генератора импульсов 6 , и подсоединялся к двигателю 7 , вращающему образец в противо- положную относительно контейнера сторону с частотой 60 об ∙ мин –1 . Положительный вывод генератора подсоединялся к контейнеру, и гра- нулы выступали в качестве анода. Генератор разрядных импульсов IMES-40 вырабатывал импульсы тока прямоугольной формы ампли- тудой 110 А при напряжении 30 В, длитель- ностью 100 мкс с частотой 1 кГц. В рабочий объем контейнера подавался защитный газ – аргон со скоростью 10 л ∙ мин –1 для предотвра- щения окисления и азотирования поверхности образцов. Фазовый состав и структура покрытий иссле- довались с применением рентгеновского диф- рактометра ДРОН-7 в Cu–Kα-излучении и рас- трового электронного микроскопа (СЭМ) Sigma 300 VP, оснащенного микрорентгеноспектраль- ным (МРС) анализатором INCA Energy. Износостойкость покрытий исследовалась по стандарту ASTM G99 при сухом трении скольжения с применением контртела в виде диска из быстрорежущей стали Р6М5 на скоро- сти 0,47 мс –1 при нагрузках 25 и 70 Н. Износ об- разцов измеряли гравиметрическим способом с точностью 0,1 мг и рассчитывали интенсивность изнашивания по формуле W = ∆ m /(ρ Pl ), где ∆ m – потеря массы образца при истирании; ρ – плот- ность покрытия, которая принималась равной плотности стали 35; P – нагрузка и l – длина пути трения. Коэффициент трения был измерен в процессе испытания на износ с использовани- ем бесконтактного динамического датчика мо- мента вращения М 40…50 Н ∙ м. Испытания на жаростойкость проводили в печи при темпера- туре 700 °С на воздухе. Образцы выдерживали при заданной температуре в течение ~6 ч, затем удаляли и охлаждали в эксикаторе до комнатной