Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 120 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП Введение В настоящее время в промышленном произ- водстве расширяется опыт применения природных минеральных материалов в качестве конструкци- онных материалов поверхностных слоев деталей разного назначения [1]. Природные минеральные материалы, в том числе серпентин, имеют специфи- ческие физико-механические свойства, отличные от свойств, которые наблюдаются у традиционных конструкционных материалов, что требует разра- ботки новых технологических и методологических подходов к решению задачи создания металлокера- мических покрытий [2]. Разрабатывается два основных направления ис- пользования минеральных материалов природного происхождения: создание смазочных композитов для пар трения с добавлением геомодификаторов трения (ГМТ) – комплекса на основе мелкодисперсных частиц природныхминеральныхматериалов; формированиена поверхности деталей машин и инструмента с помощью различных методов холодной пластической деформа- ции многофункциональных металлокерамических по- крытий за счет введения в зону деформации ГМТ [3–5]. Стоит отметить, что при использовании ГМТ в обеих технологиях в процессе контакта минерального мате- _______________ * Работа выполнена в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009– 2013 годы, соглашение № 14.В37.21.0253. УДК 621.792.4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СЕРПЕНТИНА С ЖЕЛЕЗОМ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ* Ж.Г. КОВАЛЕВСКАЯ, канд. техн. наук, доцент П.В. УВАРКИН, вед. инженер ( ИФПМ СО РАН, г. Томск ) С.В. ВЕСЕЛОВ, канд. техн. наук, доцент ( НГТУ, г. Новосибирск ) А.И. ТОЛМАЧЕВ, гл. специалист ( ИФПМ СО РАН, г. Томск ) М. А. ХИМИЧ, студент ( ТГУ, г. Томск ) Статья поступила 5 сентября 2012 года Ковалевская Ж.Г. – 634021, г. Томск, пр. Академический, 2/4, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН С помощью оптического и рентгенофазового анализа исследовано взаимодействие серпентина с железом при сме- шивании в шаровой мельнице. Показано, что на поверхности стальных шариков формируется покрытие, по фазовому составу близкое к составу серпентина и образующее с основой адгезионную связь. Ключевые слова: серпентин, шаровая мельница, покрытие, адгезия. риала и металлической поверхности действуют одни и те же механизмы взаимодействия [6]. Процесс формирования металлокерамического покрытия на поверхности стальной основы описы- вается авторами научных работ по-разному. Обсуж- дается, что покрытие образуется в результате микро- сварки с выступами шероховатости сопряженных деталей, внедрения керамических частиц в поверх- ность трения, физико-химической реакции геомоди- фикатора с поверхностью трения, утрамбовки частиц в неровности микрорельефа [3–6]. Строение покрытия из серпентина описывается лишь в работах Л.И. Погодаева [6, 7]. По представле- нию автора покрытие является стеклокерамическим гетерогенным материалом с довольно сложным со- ставом, в котором могут присутствовать кристаллы стекла, продукты изнашивания сопряженных деталей, оксиды металлов, а также микрочастицы неразложив- шихся гидросиликатов. Достоверная информация о наличии и возможных механизмах адгезии между по- крытием и металлической основой отсутствует. Таким образом, можно заключить, что на данный момент недостаточно сведений о механизме форми- рования поверхностных слоев на металлокерамиче- ской основе; не описан их точный фазовый состав