Obrabotka Metallov 2014 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (62) 2014 55 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ционных аппаратов, перспективно формирова- ние молибден-медных поверхностных слоев, по- скольку в этом случае важна электроэрозионная стойкость поверхности контакта, а не всего объ- ема [3,4]. В настоящее время разработаны фи- зические основы электровзрывного напыления (ЭВН) покрытий системы молибден-медь [5]. Перспективным направлением развития спосо- бов ЭВН композиционных материалов является модифицирование этих покрытий электронными пучками [6]. В последние годы разрабатывается способ обработки поверхности многофазными плазменными струями продуктов электрическо- го взрыва проводников. Путем изменения пара- метров воздействия этот способ позволяет как наносить покрытия из продуктов взрыва прово- дников, так и осуществлять формирование по- верхностных слоев, легированных продуктами взрыва [7, 8]. Цель настоящей работы заключается в изу- чении особенностей структуры электровзрыв- ных композиционных покрытий из несмеши- вающихся компонентов системы Cu-Mo после электронно-пучковой обработки с оплавлением поверхности. Материалы и методы исследования Электровзрывное напыление покрытий про- водили на модернизированной электровзрывной установке ЭВУ 60/10М, которая описана в ра- боте [5]. Установка включает в себя емкостный накопитель энергии и импульсный плазменный ускоритель, состоящий из коаксиально-торцевой системы электродов с размещенным на них проводником, разрядной камеры, локализую- щей продукты взрыва и переходящей в сопло, по которому они истекают в вакуумную техно- логическую камеру с остаточным давлением 100 Па. Электровзрыв происходит в результа- те пропускания через проводник тока большой плотности при разряде накопителя. Покрытия наносили на электрические кон- такты из электротехнической меди марки М00 с размерами 20×30×2 мм. Режим термосилового воздействия на облучаемую поверхность задава- ли выбором зарядного напряжения емкостного накопителя энергии установки, по которому рас- считывали поглощаемую плотность мощности [9]. Электровзрывное напыление проводили с использованием композиционного электрически взрываемого материала для нанесения покры- тий, который в данной работе представлял собой двухслойную медную фольгу с заключенной в ней навеской порошка молибдена. Поглощаемая плотность мощности при напылении составля- ла 4,1 ГВт/м 2 , диаметр молибденового сопла – 20 мм, расстояние образца от среза сопла – 20 мм. Массы фольги и порошковой навески со- ставляли 238 и 272 мг соответственно. Модифицирование покрытий осуществля- ли при импульсно-периодической электронно- пучковой обработке (ЭПО) в режимах, вызываю- щих оплавление поверхностного слоя покрытий с последующим высокоскоростным охлаждени- ем за счет отвода тепла в объем материала (см. таблицу). Использовали установку «СОЛО», разработанную и созданную в Институте силь- ноточной электроники СО РАН [10]. Режимы ЭПО Номер режима Параметры ЭПО E s , Дж/см 2 t , мкс N , имп 1 45 100 10 2 50 100 10 3 55 100 10 4 60 100 10 5 60 200 20 Примечание. E s – поверхностная плотность энергии; t – длительность импульсов; N – количество импульсов. Частота следования импульсов составляла 0,3 Гц. Сканирующую электронную микроскопию (СЭМ) осуществляли с использованием растро- вого электронного микроскопа Carl Zeiss EVO50, оснащенного приставкой для рентгеноспек- трального анализа. Перед микроскопическими исследованиями шлифы подвергали химическо- му травлению раствором следующего состава: FeCl3 – 3 г, HCl – 2,5 мл, С2H5OH – 100 мл. Результаты и обсуждение Исследования поверхности облучения, осу- ществленные методами СЭМ, показали, что об- работка образца электронным пучком при всех режимах обработки приводит к существенным преобразованиям поверхности образца. В цен- тральной части зоны воздействия пучка электро-