OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 3 2024 251 MATERIAL SCIENCE к окислению; во-вторых, сохранять адгезию к основному материалу; в третьих, обладать высокой коррозионной стойкостью [1]. Выбор состава покрытий и способа их формирования на поверхности защищаемой детали определяется условиями эксплуатации, что приводит к необходимости индивидуального подхода к формированию многослойных покрытий разного химического состава [2, 3]. Перспективным является применение многослойных высокотемпературных покрытий для прошивного инструмента при производстве стальных бесшовных горячекатаных труб, которые используются в качестве конструкционных труб в строительстве, машиностроении и нефтяной промышленности [4]. Прошивная оправка используется при производстве полых заготовок, из которых на последующих станах раскат ки, прокатки, редуцирования, правки и калибровки получается бесшовная труба [5]. Оправка при работе подвергается воздействию высоких температур и абразивному износу [6, 7]. Для повышения прочности и износостойкости, а также исключения налипания на оправку ее поверхность подвергают упрочняющей обработке путем нанесения защитного высокотемпературного покрытия на ее носок и сферическую поверхность с последующим нанесением оксидированного слоя на внешнюю поверхность материала. Для формирования высокотемпературных покрытий, стойких к абразивному износу при больших скоростях скольжения, используют различные самофлюсующиеся высоко- и среднеуглеродистые сплавы на железной основе, легированные хромом, никелем, ванадием и марганцем [8–10]. Для формирования на наружной поверхности оксидированного слоя используют порошок железа, который н аносится в окислительной атмосфере. Нанесение оксидного внешнего слоя имеет ряд преимуществ: во-первых, оксидный слой препятствует налипанию материала во время эксплуатации на оправку; вовторых, при высоких температурах эксплуатации он создает допол нительное термическое сопротивление, повышая термостойкость самого покрытия; в-третьих, при высоких температурах эксплуатации происходит размягчение окалины, и она начинает работать в качестве смазочного материала с контактируемой поверхностью [11–15]. Таким образом, целью работы стало исследование влияния химического состава напыляемых покрытий на фазовый состав, структуру, микромеханические и трибологические характеристики в условиях сухого трения скольжения поверхностных слоев. Методика исследований В работе были исследованы многослойные покрытия двух разных составов, содержащие три последовательно нанесенных слоя. Отличием в составе полученных покрытий является первый слой, для формирования которого использовали жаростойкие самофлюсующиеся порошки на железной основе (табл. 1). Для получения первого слоя покрытия использовали порошок состава 1 – Fe-Cr-Si-Mn-B-C с размером частиц 50…90 мкм (рис. 1, а) либо порошок состава 2 – Fe-Ni-Si-Mn-B-C с размером частиц 60…100 мкм (рис. 1, б). Для формирования второго слоя обоих покрытий использовали смесь Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Состав напыляемых порошков Composition of sprayed powders Порошок Powder Содержание химических элементов, масс. % / Content of chemical elements, wt. % Ni Cr Si B C Mn Fe Состав 1 (порошок Fe-Cr-Si-Mn-B-C) / Composition 1 (powder Fe-Cr-Si-Mn-B-C) – 3,8 2,3 3,6 1,2 1,0 Осн. Состав 2 (порошок Fe-Ni-Si-Mn-B-C) / Composition 2 (powder Fe-Ni-Si-Mn-B-C) 9,0 – 1,2 2,7 0,5 4,0 Осн.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1