Obrabotka Metallov 2013 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (58) 2013 28 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ токов. Относительная погрешность метода со- ставляла ± 5 % . Прочность сцепления покрытия с основой (адгезия) определяли методом нагрева по ГОСТ 9.302-88. При проведении контроля адгезии цин- ковых покрытий деталь (образец) с покрытием нагревали до температуры 190 °C, выдерживали при данной температуре в течение 1 ч и охлаж- дали на воздухе, после чего оценивали его внеш- ний вид и целостность. Измерение микротвердости проводили в со- ответствии с требованиями ГОСТ 9450-76 по методу восстановления отпечатка с использо- ванием четырехгранной пирамиды с квадрат- ным основанием. В качестве материалов для определения микротвердости использовались микрошлифы после травления в 4% спиртовом растворе HNO 3 . Микротвердость цинкового по- крытия измеряли на цифровом микротвердоме- ре DM8 со шкалой измерения по Виккерсу при нагрузке 100 гс, а также на приборе ПМТ-3 при нагрузке 50 гс. Для оценки износостойкости цинковых по- крытий применили два метода. Первый метод проводили по заводской методике, он пред- ставлял собой 30-ти кратное «свинчивание- развинчивание» муфт, оцинкованных разными способами, с трубами тех же марок и групп прочности, на автоматической установке САМ Р-4,5/П-К цеха № 4 ОАО «Первоуральский ново- трубный завод». Перед свинчиванием проводил- ся замер натяга резьбы трубы и муфты, соглас- но ГОСТ 633-80. Натяг резьбы – это расстояние от торца муфты до конца резьбы на трубе. По- сле этого проводилась процедура свинчивания- развинчивания муфты с трубой, и производился замер натяга на резьбе. Второй метод заключался в проведении трибологических испытаний покрытий. Для проведения трибологических испыта- ний были использованы стальные образ- цы с тремя типами цинковых покрытий. Стальной подложкой служила конструк- ционная сталь 30Г2 после термической обработки по режиму 1 (табл. 2). Три- бологические испытания в условиях су- хого трения скольжения проводили на лабораторной установке при возвратно- поступательном движении образцов с рабочей поверхностью 5,0 × 5,0 мм по пластине из стали 45 (твердостью 50 НRС) на воздухе при нагрузке N = 49 Н, средней скорости скольжения V = 0,07 м/с и длине хода образца l = 40 мм. Испытания об- разцов проводили при последовательном из- нашивании, при этом в отдельных испытаниях путь трения составлял L = 40 м (что соответ- ствует 500 двойным ходам образца) и L = 80 м (1000 двойных ходов образца). Перед испы- таниями и после каждого испытания образцы взвешивали на аналитических весах с точно- стью 0,00005 г. Определяли потери массы об- разцов при изнашивании Δ m и силу трения F , которую измеряли с помощью упругого эле- мента – рессоры с наклеенными на нее тен- зометрическими датчиками сопротивления. В качестве характеристики износостойкости использовали приведенный на единицу пути трения весовой износ: Δ m/L , где Δ m – потери массы образца, мг и L – путь трения, м. Три- бологические свойства определяли по резуль- татам двух-трех серий параллельных испыта- ний. Результаты исследования Результаты измерений толщины покры- тий приведены в табл. 3. Анализируя их мож- но сделать вывод о том, что толщина покрытия на образцах, оцинкованных горячим способом, значительно превышает толщину цинковых по- крытий, полученных по технологиям гальва- нического (ГЦ) и термодиффузионного цинко- вания (ТДЦ). Толщина покрытия ГЦ в среднем на 60 мкм больше толщины покрытия ТДЦ и на 80 мкм толщины покрытия ГВЦ. Полученные результаты подтверждаются и металлографиче- скими исследованиями покрытий [3]. Сравнивая значения толщины покрытия в зависимости от материала основы, отметим, что существенного Рис. 1. Муфты НКТ с покрытиями: а – ГЦ; б – ТДЦ; в – ГВЦ