Obrabotka Metallov 2011 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (50) 2011 13 ТЕХНОЛОГИЯ поверхности износостойких покрытий из порошкового материала марки ПГ-С27, нанесенных методом плазмен- ного напыления. В качестве образцов в экспериментах исполь- зовались ступенчатые валы из стали 20 с участком напыленной поверхности диаметром 30 мм и дли- ной 100 мм. Покрытия наносили на установке «Киев-7» послойно за три прохода плазмотрона до толщины 600…630 мм. Ранее [4] было установлено, что в исследуемом диапазоне режимов напыления в покрытиях формируются три характерных типа структуры, отличающихся друг от друга по основ- ным показателям качества (несплошность на гра- нице «основной металл – покрытие», количество не расплавившихся частиц порошка, пористость и размеры пор). Напыление покрытий в данном слу- чае осуществлялось в поддиапазоне режимов, обе- спечивающих образование оптимального варианта структуры, т. е. структуры, с наиболее высоким уровнем эксплуатационных свойств. Финишная механическая обработка покрытий производилась на круглошлифовальном станке модели 3Б12. Ин- струмент – абразивный круг из карбида кремния зеленого марки 64С80ПСМ28Б1 (ГОСТ 21445). При диаметре шлифовального круга, равном 300 мм, обеспечивается рекомендуемая при шли- фовании плазменных покрытий скорость резания – 35 м/с. Скорость продольного перемещения (по- дачи) стола составляла 120 мм/мин. В качестве варьируемых режимных параметров приняты глу- бина резания (осуществляемая за счет поперечной подачи шлифовальной бабки) t (0,05…0,15 мм) и частота вращения заготовки n (125…300 мин –1 ) при толщине припуска в пределах 0,2…0,25 мм. Снятие основного припуска производилось за не- сколько продольных перемещений стола с заготов- кой (в зависимости от глубины резания). Заверша- лась обработка процессом выхаживания: снятие металла покрытия происходило за счет выборки упругих отжатий детали. Эти режимные условия были установлены нами на основе предваритель- ных экспериментов с учетом рекомендаций [1–3]. Измерение шероховатости производили на базе комплекса изучения топографии модели Zygo New View 7300 с дополнительном изучением характе- ра поверхности на растровом микроскопе модели Carl Zeiss EVO 50 XVP . Очевидно, что механизм формирования микроре- льефа поверхности покрытий при шлифовании замет- но отличается от процессов, протекающих при обра- ботке однородных материалов. В работе [1] отмечено, что главенствующая роль в формировании шерохова- тости в этом случае принадлежит таким дефектам, как поры. При внедрении абразивных зерен в покрытие именно они являются концентраторами напряжений и оказывают существенное влияние на процесс разви- тия микротрещин. На снимке, полученном при помощи растрового электронного микроскопа, видно, что типовая поверх- ность плазменно напыленного покрытия после шли- фования обладает открытой пористостью (рис. 1). Рис. 1 . Поверхность покрытия после шлифования Несомненно, что количество и размер пор отра- жаются на величине шероховатости поверхности. На типовой профилограмме поверхности, изображенной на рис. 2, отчетливо виден «провал», обусловленный наличием поры. Рис. 2 . Шероховатость поверхности покрытия после шлифования В целом обработанная поверхность имеет нере- гулярный микрорельеф. Следует также отметить, что помимо пор характер шероховатости поверхности зависит от таких показателей качества структуры, как степень расплавленности порошковых частиц и прочность когезионной связи между ними. С целью установления влияния режимов абразив- ного шлифования на уровень шероховатости поверх- ности по критерию Ra был проведен двухфакторный