Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Actual Problems in Machine Building. 2015. N 2 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 406 Одним из существенных достоинств использования механических смесей (смеси порошков с различным химическим составом) является возможность управления структурой, а, следовательно, и уровнем физико-механических свойств. Среди многообразия композиционных материалов: механические смеси различных металлов, плакированные, конгломерированные и другие порошковые материалы следует отдать предпочтение порошкам первой группы. Это объясняется тем, что применение порошков в виде механических смесей является процессом технологически гораздо менее трудоемким, более дешевым и производительным. На данный момент в технической литературе приведены лишь общие рекомендуемые варианты возможных комбинаций исходных марок порошков, из которых образуются многокомпонентные механические смеси [21, 22]. Однако какие-либо практические сведения о методике нанесения покрытий и полученных результатах отсутствуют. Нами были проведены предварительные исследования по формированию подобных композиций. Основным компонентом служила оксидная керамика марки М28. В качестве связующих компонентов были использованы порошковые материалы на основе никеля марки ПГ-12Н-01 и кобальтовый порошок марки ПГН-В3К с различным процентным содержанием. Сравнительные испытания на износостойкость показали, что их можно использовать в качестве упрочняющих покрытий, которые могут воспринимать значительные нагрузки [23]. Целью настоящих исследований является изучение структуры износостойких плазменных покрытий, сформированных на базе никель-керамической порошковой смеси. Методика проведения экспериментов Нанесение плазменных покрытий на образцы производили на установке "Киев-7" плазмотроном ПУН-8 мощностью 40 кВт. В качестве образцов применялись втулки, изготовленные из стали 20 с наружным и внутренним диаметрами соответственно 25 мм и 15 мм, длиной 12 мм. Процесс напыления осуществляли за счет поступательного перемещения плазмотрона и вращения оправки с образцами. Заготовки предварительно подвергались процессу струйно-абразивной очистки частицами из электрокорунда. Образцы обрабатывались при одинаковых условиях, что позволило получить поверхности заготовок с шероховатостью в пределах Rz = 60…80 мкм. Режим напыления был принят следующим: величина тока дуги плазмотрона – 180 А; напряжение – 160 В; расход плазмообразующего газа (воздуха) – 0,9 л/мин; дистанция напыления – 110 мм; скорость перемещения плазмотрона – 250 мм/мин; частота вращения оправки – 150 мин -1 . Толщина слоя покрытия выдерживалась в пределах 450…500 мкм. Механическая смесь представляла собой композицию из порошков марок ПГ-12Н-01 (20 %) и М28 (80 %). Приготовление механических смесей из порошков разных металлов является одной из важнейших операций технологического процесса нанесения плазменных износостойких покрытий. Ее назначение – обеспечение однородности смеси. На практике данная операция реализуется путем механического перемешивания в специальных мельницах. Металлографические исследования структуры выполняли на оптическом микроскопе модели NIKON Eclipse MA 100. Шлифы готовили по стандартной технологии, основанной на механическом шлифовании и полировании анализируемого материала. Результаты исследований Структура покрытия из никель-керамической смеси при разной степени увеличения изображена на рис. 1.