OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 3 2026 131 TECHNOLOGY покрытий на стали 20 и стали 45, полученных электролитно-плазменной цементацией или закалкой с последующим гальваническим нанесением Cr или сплава Co-W, а также установление оптимальных сочетаний «подложка – покрытие» для получения максимальной износостойкости в условиях трения в смазке. Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие задачи. 1. Изучить износостойкость углеродистых сталей 20 и 45 после электролитно-плазменной обработки (закалки и цементации с последующей закалкой) без нанесения гальванических покрытий в условиях возвратно-поступательного трения со смазкой. 2. Установить влияние материала подложки (необработанная сталь, ЭП-закаленная сталь, цементованная сталь) на износостойкость комбинированных систем. 3. Установить влияние толщины и типа гальванических покрытий (хрома и сплава Co-W) на износостойкость комбинированных систем. 4. Определить оптимальные сочетания метода упрочнения подложки и параметров гальванического осаждения (тип и толщина покрытия) для достижения максимальной износостойкости комбинированных покрытий в условиях возвратно-поступательного трения со смазкой. Методика исследований Материалы Объект исследования: углеродистые стали 20 и 45. Образцами выступали параллелепипеды 6×6×15 мм. Данные марки стали были выбраны для различных методик электролитно-плазменной обработки. Сталь 45 способна к закаливанию без предварительного насыщения, тогда как стали 20 требуется насыщение углеродом для закалки поверхности. Использование двух марок стали позволяет провести испытания как закаливания без насыщения, так и поверхностного закаливания. Поверх обработанной ЭПО поверхности наносилось гальваническое покрытие из хрома или сплава Co-W. У полученных комбинированных покрытий изучалась микротвердость (HV) и износостойкость по методу возвратно-поступательного трения. Все комбинации материалов и методов обработки данной работы представлены в табл. 1. Электролитно-плазменная обработка Электролитно-плазменная обработка проводилась на установке собственного изготовления. Состав электролита для проведения цементации с последующей закалкой (масс. %): 10 % глицерина, 10 % хлорида аммония, остальное дистиллированная вода. Цементация проводилась при напряжении обработки 200…220 В, температуре образца 850 °С в электролите температурой 15…20 °С в течение 3 минут, что позволяло получить толщину упрочненного слоя ~50 микрон [21]. После насыщения проводилась закалка в этом же электролите путем отключения подачи тока. Электролитно-плазменная обработка без насыщения (закалка) проводилась при напряжении обработки 200…220 В, температуре образца 900 °С в электролите температурой 15…20 °С. Состав электролита (масс. %): 15 % хлорида аммония, остальное вода. После достижения температуры образца 900 °С и выдержки 30 секунд проводилась закалка в этом же электролите путем отключения подачи тока. После ЭПО образцы подвергались минимальной механической обработке для удаления оксидных слоев и подготовки к нанесению гальванического покрытия (наждачная бумага зернистостью P2000). Все образцы доводились до шероховатости поверхности по Ra = 0,15 мкм (±10 %). Гальваническое осаждение Для электрохимического осаждения хрома использовался стандартный электролит хромирования (CrO3 – 250 г/л, H2SO4 – 2,5 г/л) при температуре 55 °С и плотности тока 50 А/дм2. Время хромирования подбиралось исходя из необходимой толщины покрытия. Перед хромированием поверхность обезжиривалась, далее следовала 60-секундная выдержка в электролите без тока, затем 15-секундная анодная активация в этом же электролите при плотности тока 250 мА/см2 [26]. Гальванические покрытия Co-W осаждались из цитратного электролита следующего состава [27]: вольфрамат натрия (Na2WO4·2H2O) –
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1