OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 2 2023 83 MATERIAL SCIENCE ПНК-50, разработанного в Институте теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН. В качестве подложки подготавливали шайбы из стали 20 (d = 20 мм, s = 7,5 мм). Покрытие наносили на торцевую поверхность шайб. Перед напылением порошка торцевую поверхность подложек очищали при помощи пескоструйной обработки. Режимы HVAPS приведены в табл. 1. В качестве изменяемого параметра выступали дистанция напыления (170 и 250 мм) и ток дуги (140, 170 и 200 А). В качестве плазмообразующего, транспортирующего и фокусирующего газа использовали воздух с добавкой 4 об. % метана. Структурные исследования и измерения пористости и микротвердости проводили на поперечных микрошлифах, подготовка которых заключалась в следующем: механическое шлифование при помощи суспензий с частицами Al2O3 зернистостью 9, 6, 3 и 1 мкм и финишное полирование на сукне с использованием коллоидного раствора оксида кремния зернистостью 0,04 мкм. Для исследования структуры покрытий использовали оптический микроскоп Olympus GX-51 (Olympus, Япония), оснащенный программным обеспечением OLYMPUS Stream ImageAnalysis Stream Essentials 1.9.1 для измерения пористости материалов. Кроме того, структурные исследования проводили на растровом электронном микроскопе Carl Zeiss EVO50 XVP с микроанализатором EDS X-Act. Рентгеновский дифрактометр ARL X’TRA использовали для изучения фазового состава в CuKα-излучении. Режимы съемки: время t = 3 с, шаг Δ2θ = 0,05º. Микротвердость покрытий оценивали на микротвердомере Wolpert Group 402MVD при нагрузке 100 г [21]. Испытания на износостойкость проводили в соответствии с ASTM G65. Для данного испытания наносили покрытие толщиной 300– 350 мкм на пластины размером 25×75×3 мм. Во время испытания абразивный материал (электрокорунд) подавался в зону трения и прижимался к образцу вращающимся резиновым роликом. Образец прижимался к ролику рычагом с усилием 44 H. Частота вращения ролика – 60 об/мин. По результатам взвешивания определяли среднеарифметическое значение потери массы. Для качественной оценки адгезии покрытий проводили загиб образцов на 180° вокруг направляющего ролика диаметром 10 мм по ASTM E-290. Результаты и их обсуждение Микроструктурные характеристики покрытий На рис. 1 представлены рентгенограммы исходного порошка и покрытий, полученных при разных режимах напыления. Видно, что основными фазами порошка являются карбид вольфрама WC (51-939) и кобальт Со (15-806) (рис. 1, а). Рентгенограммы всех покрытий (рис. 1, б–ж) практически одинаковы: основными фазами являются WC (65-4539) и W2C (35-776). Интенсивность пиков фазы WC в покрытиях меньше, чем в порошке, что свидетельствует о меньшей его объемной доле. Фаза W2C образуется в результате обезуглероживания WC по реакциям [22]: 2WC ↔ W2C + C; 2WC + O2 ↔ W2C + CO2. Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Режимы HV-APS The modes of HV-APS Дистанция напыления, мм / Spraying distance, mm Ток дуги, А / Arc current, A Обозначение режимов / Spraying modes 170 140 170/140 170 170/170 200 170/200 250 140 250/140 170 250/170 200 250/200
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1