Obrabotka Metallov 2011 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (51) 2011 50 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Для того чтобы установить, сохранились ли ис- ходные частицы дисульфида молибдена в составе напыленного покрытия, в работе был произведен химический и фазовый анализ поверхностей всех сформированных покрытий. Локальный химический анализ поверхностного слоя каждого образца прово- дили по пяти областям площадью ≈ 1 мм 2 . Согласно полученным результатам на всех образцах, содер- жащих дисульфид молибдена в напыляемой смеси, установлено присутствие частиц, содержащих Мо или S. Детальное исследование химического состава отдельных составляющих на поверхностях образцов позволило обнаружить частицы, морфологически схожие с элементами порошка дисульфида молибде- на (рис. 2, а ). Локальный анализ химического соста- ва данных частиц показал значительное количество серы либо молибдена (рис. 2, б ). Нами предпола- гается, что данные частицы представляют собой со- хранившиеся при напылении компоненты исходного порошка MoS 2 . Отклонения в химическом составе данных частиц связаны, прежде всего, с размером ана- лизируемой области при проведении локального хи- мического анализа, которая существенно превосходит размеры исследуемых составляющих покрытий. а б Рис. 2. Фото ( а ) и химический анализ ( б ) отдельных частиц на поверхности WC/Ni покрытия, сформированного на «сверххолодном» режиме с добавкой 5 вес. % MoS 2 в напыляемую смесь Таким образом, наличие атомов молибдена или серы на поверхности покрытия позволяет утверж- дать, что все предложенные режимы напыления обе- спечивают доставку частиц, содержащих в своем химическом составе элементы твердой смазки MoS 2 . В то же время остается невыясненным вопрос о со- хранении фазового состояния напыленного порошка дисульфида молибдена и, как следствие, его свойств в качестве твердой смазки. Для того чтобы установить, соответствуют ли обнаруженные частицы фазе MoS 2 или в процессе напыления происходит разложение данной фазы с образованием новых химических соединений, с по- верхностей покрытий всех образцов была произведе- на съемка дифракционных картин. Полученные дан- ные позволили выявить ряд особенностей процесса формирования покрытий. Согласно данным фазового анализа исходного порошка марки Durmat 103.012 в смеси присутству- ют преимущественно фазы WC и Ni (рис. 3). В то же время на дифракционных картинах покрытий, по- лученных с использованием данной смеси на всех режимах, было установлено образование карбида W 2 C (рис. 4, а ). Таким образом, можно сделать пред- положение, что в процессе напыления независимо от интенсивности процесса протекает разложение упрочняющего компонента покрытия с образованием хрупкой фазы W 2 C, что отрицательно сказывается на прочностных свойствах формируемой композиции. Рис. 3 . Фазовый состав твердосплавной порошко- вой смеси марки DURMAT 103.012 При анализе рентгенограмм образцов, получение которых связано с использованием порошка MoS 2 , было установлено, что из всех режимов детонацион- ного напыления покрытий, содержащих в исходных порошковых смесях 5 и 10 вес. % MoS 2 , установить присутствие частиц твердой смазки в образцах уда- лось только при «сверххолодном» режиме с добавле- нием 5 вес. %MoS 2 и «сверххолодном» и «холодном» режимах при добавлении 10 вес. % MoS 2 . Получен- ные данные подтверждают теоретические предпо- сылки о разложении указанной фазы при «нормаль- ном» режиме, сопровождающемся температурой ≈ 3000 °С газовой струи. Кроме того, установить при-