Obrabotka Metallov 2014 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (65) 2014 12 ТЕХНОЛОГИЯ прочность покрытий (прочность сцепления с основой), знак, величину и закономерность рас- пределения остаточных напряжений в слое по- крытия. Так, относительно невысокий уровень адгезионной прочности при высоких контакт- ных давлениях может являться причиной на- рушения сплошности поверхности плазменных покрытий в виде отслоений и сколов частиц по- крытия в процессе эксплуатации оборудования, что, естественно, ограничивает его технический ресурс. С целью увеличения адгезионной прочности, уменьшения пористости, ликвидации нерасплав- ленных частиц порошка в структуре покрытий и обеспечения равномерного распределения микро- твердости по глубине упрочненного слоя исполь- зуют повторное оплавление покрытия концентри- рованными источниками энергии [7–9]. Анализ технологических возможностей ос- новных методов обработки концентрирован- ными источниками энергии (электродуговой, электронно-лучевой, лазерный, плазменный и индукционный) [10, 11], которые можно исполь- зовать для повторного высокоэнергетического воздействия на структуру плазменных покры- тий, показал, что при повторной обработке токо- проводящих плазменных покрытий явным пре- имуществом обладает высокоэнергетический нагрев токами высокой частоты (ВЭН ТВЧ) [12, 13]. Характерной особенностью этого процесса является то, что источник нагрева – объемный, и выделение энергии осуществляется в поверх- ностном слое, толщина которого определяется частотой тока, удельным электрическим сопро- тивлением и теплофизическими характеристи- ками материала покрытия. Выбор соответству- ющей частоты генератора позволяет выполнять одновременный нагрев во всей толщине нане- сенного покрытия. Цель настоящей работы – исследование структуры плазменного покрытия из высокохро- мистого чугуна марки ПГ-С27 после повторного оплавления ВЭН ТВЧ. 1. Методика экспериментального исследования Покрытия наносили методом плазменного на- пыления на подложки размером 100×10×10 мм, изготовленные из стали 20. Предварительная подготовка образцов производилась на обраба- тывающем центре DMC 635 и плоскошлифо- вальном станке 3Г71. С целью активации поверхности образцы подвергались струйно- абразивной очистке острогранными частицами электрокорунда марки 13А, в результате чего была сформирована поверхность с шерохо- ватостью Rz = 50…75 мкм. Контроль размеров осуществлялся на профилографе-профилометре Form Talysurf Series 2. В качестве материала для напыления исполь- зовали промышленный порошок хромистого чугуна марки ПГ-С27 с фракционным размером 50…100 мкм [14]. Обработка производилась на установке «Киев-7» плазмотроном ПУН-8 мощ- ностью 40 кВт [15, 16]. Режимы напыления: сила тока дуги плазмотрона I = 140 А; напряжение U = 140 В; расход плазмообразующего газа (воз- духа) G = 18 л/мин при давлении P = 0,4 МПа; дистанция напыления L = 110 мм; скорость пере- мещения плазмотрона V = 12 м/мин. Оплавление поверхности образцов осу- ществлялось на экспериментальной установке, привод главного движения которой имеет плавное регулирование скорости [17]. Источни- ком энергии выбран ламповый генератор марки ВЧГ 6-60/0.44 с рабочей частотой тока 440∙10 3 Гц. Процесс нагрева осуществлялся по глубинной схеме (глубина выделения энергии 0,6…0,8 мм) непрерывно-последовательным способом. При упрочнении использовался индуктор петлево- го типа, оснащенный ферритовым магнитопро- водом марки N 87 (для работы в диапазоне ча- стот до 500 кГц) с магнитной проницаемостью  i = 2200. Удельная мощность нагрева варьиро- валась в пределах q и = (2,8…3,4)∙10 8 Вт/м 2 , а ско- рость перемещения детали V д = (20…120) мм/с. Ширина активного провода индуктора составля- ла R и = 2 мм, обработка осуществлялась с зазо- ром Δ = 0,1…0,2 мм. Для определения фазового состава исходного порошка и нанесенного покрытия использовали рентгеновский дифрактометр ARL X`TRA. Ис- точником рентгеновского излучения являлась медная трубка. Дифракционные картины реги- стрировали с шагом Δ2θ и временем накопле- ния 10 с на одну точку. Определение пористости покрытия осуществлялось микроскопическим (металлографическим) методом [18]. Металло- графические исследования структуры выполняли