Obrabotka Metallov 2015 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (66) 2015 60 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 67.017 ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЧУГУННЫХ ИЗДЕЛИЙ ПУТЕМ НАНЕСЕНИЯ ДИФФУЗИОННЫХ ТИТАНОВЫХ ПОКРЫТИЙ А.Г. СОКОЛОВ, доктор техн. наук, профессор Э.Э. БОБЫЛЁВ, аспирант ( КубГТУ, г. Краснодар ) Поступила 17 декабря 2014 Рецензирование 12 января 2015 Принята к печати 29 января 2015 Соколов А.Г. – 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, Кубанский государственный технологический университет, e-mail: Sag-51@bk.ru Приведен анализ причин выхода из строя чугунных изделий. Рассмотрены причины снижения износо- стойкости изделий из чугунов. Приведены результаты исследований процесса диффузионного титанирова- ния чугунов из среды легкоплавких жидкометаллических растворов. Описана технология, обеспечивающая формирование на чугунах качественных работоспособных износостойких титановых покрытий. Толщи- на покрытия, формируемого за два часа, составила более 30 мкм. Микротвердость покрытия составила 25 000 МПа, микротвердость основы 4000 МПа. При этом в отличие от титанирования, проводимого без обе- зуглероживания, под покрытием образуется переходной слой пониженной твердости. Твердость этого пере- ходного слоя составляет 3200 МПа. Исследовано влияние диффузионного титанирования на износостойкость чугунных изделий; микроструктура и состав полученных диффузионных титановых покрытий; трибологи- ческие свойства титановых покрытий, а также трибологические свойства пар трения. Оптимальной парой трения с точки зрения трибологических свойств является пара трения, в которой неподвижная деталь имеет покрытие. В этом случае линейный износ покрытой детали с титановым покрытием равен нулю, а непокры- тый образец изнашивается на 0,02 мм. Ключевые слова: диффузионные титановые покрытия, чугунные изделия, свойства покрытий, обезугле- роживание, повышение износостойкости, трибологические свойства. DOI: 10.17212/1994-6309-2015-1-60-68 Введение Чугун является весьма распространенным конструкционным материалом, из которого из- готавливается большое количество корпусных изделий. Он применяется в узлах, где присут- ствует трение скольжения. Такая распростра- ненность чугунов обусловлена экономическими, технологическими и в ряде случаев их эксплу- атационными свойствами. Чугуны значитель- но дешевле сталей, они обладают высокими литейными свойствами, а также им присущи антифрикционные свойства, которые связаны с наличием в них графитовых включений [1]. Од- нако работоспособность чугунов в парах трения значительно ограничена действующими в них нагрузками и скоростями. При повышении на- грузок и скорости движения деталей в парах тре- ния износостойкость чугунного элемента в них резко снижается. Снижению износостойкости также способствует коррозионное воздействие рабочей среды, которое наиболее интенсивно проявляется при возникновении сухого трения. Так как износостойкость изделий определяется свойствами их поверхностных слоев, то стой- кость к износу чугунных изделий (особенно в присутствии агрессивного воздействия рабочей среды) может быть повышена путем нанесения на их поверхность покрытий, обеспечивающих высокую твердость и коррозионную стойкость