Obrabotka Metallov 2015 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (66) 2015 54 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 3 . Микроструктура цементованного слоя на оси из стали 18ХГТ ( а ); микроструктура боридного пок­ рытия на ноже из стали У8 ( б ) а Анализ состояния поверхности первой режу- щей пары показал, что происходит сильный из- нос с изменениями размеров ножей и значитель- ное окисление их поверхности с образованием сыпучей окалины Fe 2 O 3 [11–13]. На исследован- ном ноже оксид железа образовался непосред- ственно в покрытии, облегчая его выкрашивание при испытаниях (рис. 4, а ). Микротвердость покрытия на посадочной поверхности ножа – 1400 HV 0,02 , внешний слой боридов FeB поврежден порами, в которых нахо- дятся оксиды железа. Поры повреждают покры- тие практически на всю толщину, поэтому оно не может обеспечивать высокую износостой- кость и легко скалывается при эксплуатации, со- хранилась лишь переходная диффузионная зона с единичными боридами Fe 2 B (рис. 4, б ). Толщи- на боридного покрытия на боковой поверхности ножа – 0,18 мм, на режущей кромке – от 0,05 до 0,18 мм. На внутреннем отверстии (поверхность контакта с осью) толщина боридного покрытия не превышала 0,1 мм. Ранее было показано, что повысить стой- кость детали к окислению можно за счет леги- Рис. 4. Характер разрушения боридного покрытия на поверхности посадочного отверстия ножа из стали У8 а рования его элементами основы, главным обра- зом хромом [14]. Поэтому в качестве материалов для деталей режущей пары гидромеханического щелевого перфоратора можно рекомендовать легированные стали, содержащие хром в коли- честве не менее 5 масс. %. Например, для но- жей подходит сталь марки 6Х6В3МФС, а для осей 4Х5МФС – вторая режущая пара. Сталь 6Х6В3МФС разработана для ножей холодной резки. Отличительной особенностью ее явля- ются повышенные значения теплостойкости за счет сбалансированного структурного состоя- ния [15]. Сталь 4Х5МФС относится к штампо- вым сталям, которая в основном используется для мелких и крупных молотовых штампов и прессовых вставок при горячем деформирова- нии конструкционных сталей и цветных сплавов в условиях крупносерийного и массового про- изводства, а также пресс-форм литья под дав- лением цветных сплавов. На сталях боридные иглы фазы Fe 2 B скругляются, более выражена переходная зона на границе с основой (рис. 5). б