Obrabotka Metallov 2013 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (61) 2013 81 ТЕХНОЛОГИЯ Т а б л и ц а 1 Влияние электролитического полирования, шлифования и фрикционной обработки с различными технологическими параметрами (материал индентора, смазочно-охлаждающая технологическая среда СОТС, нагрузка Р и коэффициент трения f ) на среднее арифметическое отклонение профиля Ra и микротвердость HV0,025 поверхности покрытия ПГ-СР2 Состояние образца, материал индентора Параметры фрикционной обработки Rа, нм HV 0,025 СОТС Р , Н f Исходное (электрополировка) – – – 255 570 Шлифовка на станке – – – 135 740 Фрикционная обработка индентором из алмаза СОЖ 1000 0,08 85 790 Аргон 350 0,06 25 755 Фрикционная обработка индентором из мелкодисперсного кубического нитрида бора СОЖ 350 0,11 50 710 1000 0,11 50 710 Воздух 350 0,25 60 855 500 0,33 505* 805 Аргон 500 0,35 300* 885 Фрикционная обработка индентором из твердого сплава ВК-8 СОЖ 1000 0,11 70 650 Воздух 350 0,21 40 730 500 0,38 380* 830 Аргон 350 0,23 60 800 500 0,39 445* 785 * Режим схватывания Фрикционная обработка электролитически поли- рованной поверхности покрытия ПГ-СР2 индентора- ми из мелкодисперсного кубического нитрида бора, природного алмаза и твердого сплава ВК-8 во всех исследованных смазочно-охлаждающих технологи- ческих средах (жидкой − СОЖ, воздух, аргон) при нормальной нагрузке на индентор Р = 350 Н, а так- же при обработке всеми указанными инденторами в СОЖ при нагрузке Р = 1000 Н формирует более каче- ственные поверхности покрытия ПГ-СР2 (со средни- ми параметрами шероховатости Rа = 25...80 нм) по сравнению с исходной электролитически полирован- ной поверхностью (Rа = 255 нм) и поверхностью по- сле шлифовки абразивным кругом на плоскошлифо- вальном станке (Rа = 135 нм) (табл. 1, рис. 2, а – в ). При этом наиболее эффективное упрочнение на поверхности покрытия достигается фрикционной обработкой инденторами из мелкодисперсного ни- трида бора на воздухе (HV0,025 = 855) и из твердого сплава в аргоне (HV0,025 = 800) (при микротвердо- сти после электрополировки HV0,025 = 570 и шли- фовки на станке HV0,025 = 740) при относительно высоких коэффициентах трения ( f = 0,23...0,25) в паре «индентор–покрытие» (см. табл. 1), способ- ствующих накоплению деформаций в поверхност- ном слое [9, 10]. При фрикционной обработке инденторами из ни- трида бора и твердого сплава в газовых средах при увеличенных нагрузке ( Р = 500 Н) и коэффициентах трения ( f = 0,33...0,39) также достигается значитель- ное упрочнение поверхностипокрытия (доHV0,025 = = 785...885), однако при этом на поверхности покры- тия в процессе фрикционной обработки интенсивно развиваются процессы схватывания (рис. 2, г ) и фор- мируются поверхности с высокой шероховатостью (средние значения Rа = 300...505 нм) (см. табл. 1). Исследованием на сканирующем электронном микроскопе поперечных шлифов образцов с лазер- ной наплавкой ПГ-СР2 после фрикционной обра- ботки индентором из мелкодисперсного кубического нитрида бора на воздухе при нагрузке 350 Н уста- новлено формирование сильно диспергированного поверхностного слоя толщиной 5...7 мкм (рис. 3). Фрикционная обработка создает на поверхности рас- сматриваемых наплавленных покрытий упрочнен- ный градиентный слой с максимальной микротвер- достью непосредственно на поверхности образцов. При этом по данным измерений микротвердости при последовательном электролитическом удалении поверхностного слоя общая толщина упрочненного фрикционной обработкой слоя у покрытия ПГ-СР2 достигает 100 мкм.