ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 1 2026 106 ТЕХНОЛОГИЯ Mitutoyo SJ-210, оснащенным алмазным индентором радиусом 2 мкм. Для минимизации систематической погрешности, обусловленной ориентацией отливки относительно литников, финальное значение параметра Ra определялось путем усреднения результатов трех отдельных замеров, выполненных в различных точках поверхности образца. Для каждой экспериментальной зоны выполняли n = 3…5 параллельных измерений. Результаты представлены как среднее арифметическое x плюс-минус доверительный интервал (95 %). Стандартное отклонение (s) и доверительные интервалы рассчитывали по стандартным формулам математической статистики. Статистическую значимость различий между группами определяли с помощью двухвыборочного t-теста с неравными дисперсиями (p < 0,05). Для обеспечения статистической значимости данных выполнялся сравнительный анализ отливок, произведенных в рамках различных циклов плавки. Регламентированные технологические режимы литья включали в себя применение алюминиевого сплава АК7 (ГОСТ 1583–93), скорость инжекции расплава 5 м/с, давление прессования 80 ± 8 МПа, систему водяного охлаждения оснастки, усилие смыкания 300 ± 15 кН, четырехгнездовое исполнение пресс-формы, температурный диапазон расплава 660…670 °C и температуру предварительного подогрева рабочей оснастки 130…150 °C. Результаты и их обсуждение Разработанное многослойное покрытие TiCN- TiN-MoN демонстрирует комплекс эксплуатационных преимуществ, отвечающих специфическим условиям литья алюминиевых сплавов под давлением. Критически важными характеристиками композиции выступают устойчивость к химическому взаимодействию с расплавом, минимальное значение коэффициента трения (f = 0,26…0,28), субмикронная толщина (3…10 мкм), исключающая необходимость корректировки геометрии оснастки, многослойность, а также повышенное сопротивление трещинам благодаря чередованию слоев с модулированной твердостью и значительными остаточными напряжениями сжатия. Дополнительным преимуществом является формирование прочных диффузионных связей на всех границах раздела – между последовательными слоями покрытия и на контакте базового слоя с материалом пресс-формы [6]. Совокупность указанных свойств приводит к снижению значений критерия Рейнольдса, что минимизирует образование турбулентных завихрений металлического расплава в наиболее проблемных участках формы. К таким зонам относятся галтельные переходы; области, расположенные напротив литниковых каналов; узкие полости. Вследствие появления ламинарного потока уменьшается количество захваченных газовых включений в теле отливки, что в конечном счете положительно сказывается на ее структурной целостности и эксплуатационных характеристиках. Физический механизм положительного влияния многослойного КИБ-покрытия на качество отливок является комплексным: – снижение трения и улучшение заполнения формы: низкий коэффициент трения (f = 0,26…0,28) и высокая гладкость покрытия минимизируют адгезионное взаимодействие на границе «расплав – оснастка». Это способствует ламинаризации потока (подтверждается снижением критерия Рейнольдса), уменьшению захвата воздуха и более полному заполнению тонких элементов форм; – управление тепловым потоком: многослойная структура с чередованием слоев различной теплопроводности (TiCN, TiN, MoN) создает регулируемый термический барьер. Это способствует более равномерному отводу тепла от поверхности отливки, уменьшая термические напряжения и снижая риск образования горячих трещин; – химическая инертность: покрытие выступает как барьер, препятствующий диффузии и химическому взаимодействию между активным алюминиевым расплавом и сталью прессформы, что напрямую уменьшает вероятность образования поверхностных дефектов. Проведенный послойный анализ макроструктуры (рис. 2) выявил зону максимальной концентрации поровых дефектов в интервале глубин 1…4 мм от внешней поверхности отливки. На основании установленной закономерности для последующих исследований была выбрана стандартизированная глубина 3 мм, соответствую-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1