Actual Problems in Machine Building 2020 Vol. 7 No. 1-2

Actual Problems in Machine Building. Vol. 7. N 1-2. 2020 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 122 УДК 621.793.71 ПЛАЗМЕННОЕ НАПЫЛЕНИЕ ПОКРЫТИЙ ИЗ ПОРОШКОВ КАРБИДА БОРА * А.А. БИНЦЕВА 1 , магистрант Е.Е. КОРНИЕНКО 1 , канд. техн. наук, доцент В.И. КУЗЬМИН 2 , канд. техн. наук, доцент ( 1 НГТУ, г. Новосибирск, 2 ИТПМ СО РАН, г. Новосибирск ) Бинцева А.А. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail : sashazhoidik@gmail.ru В статье рассматриваются структурные особенности покрытий, полученных из порошков карбида бора (B 4 C) при помощи технологии воздушно-плазменного напыления с кольцевым вводом порошка. На пластинах из стали 20 формировали покрытия из порошка B 4 C, плакированного 30 % масс. Ni, и чистого B 4 C. Использовали две конфигурации плазматрона, отличающиеся, кроме прочего, диаметром выходного канала и температурой плазмы. Результаты структурных исследований композиционных покрытий, проведенных с использованием оптической и растровой электронной микроскопии, показали, что покрытия являются многофазными и характеризуются наличием частиц B 4 C, распределенных в матрице, содержащей бориды никеля (Ni 3 B, NiB и Ni 3 B 4 ). Микротвердость частиц карбида бора в таких покрытиях составляет 30…40 ГПа, матрицы – 4,0…5,5 ГПа. В то же время плазменное напыление порошка чистого карбида бора с использованием конфигурации плазматрона «Керамика» позволило получить высококачественные покрытия, микротвердость которых достигла 40…45 ГПа. Ключевые слова: плазменное напыление, покрытие, карбид бора, B4C, B4C-Ni-P. Введение Карбид бора (В 4 С) является вторым по твердости синтетическим материалом: по этому свойству он уступает только кубическому нитриду бора, но, в отличие от последнего, карбид легче и дешевле производить, поэтому он используется более широко. Карбид бора идеален в качестве абразива для обработки твердых материалов. Благодаря высокой износостойкости этот материал используется для изготовления сопел пескоструйных аппаратов, фильер, матриц и т.д. Кроме того, защитные покрытия из карбида бора, обладающего высокой температурой плавления и низкой способностью захвата водорода, можно наносить на контактирующие с плазмой компоненты термоядерных установок для защиты их от эрозии [1, 2]. В ряде работ покрытия из карбида бора были сформированы при помощи разных технологий [3-12]. Среди этих методов следует выделить плазменное напыление, отличающееся универсальностью и высокой производительностью. Однако, при напылении порошка карбида бора возникают трудности, связанные со свойствами напыляемого материала: В 4 С обладает низкой теплопроводностью, поэтому частицы не успевают прогреться в потоке плазмы. Помимо этого, порошок В 4 С пластически не деформируется при соударении с поверхностью подложки или поверхностью уже затвердевшего покрытия из-за низкой пластичности напыляемого * Работа выполнена при финансовой поддержке Студенческого гранта НГТУ. Исследования выполнены на оборудовании ЦКП ССМ НГТУ.