OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 3 2026 71 TECHNOLOGY со слабой адгезией к стали, поэтому не подходят для применения в трибологических узлах. Например, в работе [2] проводилась пайка сталей сплавом Cu-Ag в вакуумной печи. Этот метод позволил сформировать ровный слой, но с плохой адгезией. Проникновение меди в сталь составляло не более 5 мкм, при этом плакирующий слой обеднялся по меди и не модифицировался железом из подложки. В целом для надежного закрепления меди на стали необходимо высокоэнергетическое воздействие. В работе [3] показано, что при смачивании стали медью на границе раздела образуется сложная слоистая структура, содержащая оксидную пленку, в которой развиваются трещины. Различные химические и механические методы модификации поверхности перед смачиванием не помогли решить эту проблему. Поэтому для создания таких покрытий в настоящее время применяются высокоэнергетические методы наплавки – например, с использованием лазера или электрической дуги. Лазерные методы, как правило, обеспечивают низкое разбавление, отсутствие дефектов, хорошую адгезию и возможность точечной модернизации свойств, однако чувствительны к отражательной способности бронзы и параметрам тепловложения, от которых зависит образование дендритных Fe-богатых фаз, горячих трещин и пористости [1, 4, 5]. Дуговые процессы технологичны и позволяют получать толстые слои. Например, в работе [6] изделия из проволоки Cu-9Al-4Fe-4Ni-1Mn на пластине из нержавеющей стали AISI316L, прочность которых была выше прочности исходной бронзы. Однако при получении гибридных изделий из этих же материалов в работе [7] было обнаружено растрескивание подложки и затекание бронзы в трещины, что было оценено как негативное явление. При этом тепловложение ~170 Дж/мм не приводило к активному плавлению подложки. В целом данный метод нередко приводит к образованию ликвационных трещин [8]. Однако использование дуговой технологии холодного переноса металла (cold metal transfer) позволило избежать этих дефектов при формировании покрытий из алюминиевой бронзы на стали 27SiMn, аналогичной стали 25Г2С [9], и чугуне [10]. В последней работе было отмечено положительное влияние высокого тепловложения (до 1134 Дж/мм) и разбавления (до 40 %) на адгезию покрытия. Для алюминиевой бронзы с содержанием алюминия от 9 % при медленном охлаждении характерно образование хрупкой фазы γ-Cu9Al4, которая ухудшает механические свойства сплава [11]. Для предотвращения образования этой фазы в сплав добавляют железо и марганец, которые стабилизируют фазу β-Cu3Al. Поэтому в большинстве работ для формирования покрытия часто используются алюминиевые бронзы с содержанием железа – например, сплавы системы Cu-Al-Ni-Fe-Mn. В работе [12] проводилась лазерная наплавка порошков алюминиевой бронзы с добавками железа и никеля на сталь AISI316. Авторы работы не избавились от γ-фазы полностью, хотя успешно стабилизировали часть β-фазы за счет добавки железа. Проплавления подложки не было, поэтому в покрытии присутствовали железосодержащие частицы, сформированные из состава порошка. Эти частицы приводили к повышению твердости, но оказалось, что твёрдость покрытия не всегда коррелирует с износостойкостью. В частности, самым износостойким было покрытие с содержанием железа и никеля по 1 %. Поэтому такие покрытия чувствительны к разбавлению, а избыточное содержание железа в них приводит к образованию избыточной интерметаллидной фазы k системы Cu-Al-Fe. Эта фаза улучшает механические свойства, но ухудшает износостойкость ввиду расслоения покрытия [13]. Строгий контроль разбавления существенно ограничивает диапазон допустимых технологических параметров и затрудняет их поиск. При этом недостаточное тепловложение может приводить к плохой адгезии покрытия и нежелательной мартенситной микроструктуре бронзы. Стоит отметить, что печать крупногабаритных изделий методологически отличается от формирования покрытий. При формировании крупногабаритных изделий подложка почти всегда удаляется, а ее влияние почти всегда расценивается как негативное. При создании покрытий подложка сама является частью изделия, поэтому ее влияние не должно быть негативным. С этой точки зрения более эффективным может быть использование бронз без изначального содержания железа, чтобы разбавление покрытия железом из подложки не было негативным вли-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1