Obrabotka Metallov 2010 No. 1

При проведении исследований в качестве раз- мера частиц использовали длину максимальной хорды. По результатам измерений была построе- на гистограмма распределения размеров частиц (рис. 2). Рис. 2 . Гистограмма распределения размеров частиц Характер гистограммы свидетельствует о том, что распределение размеров частиц очень близко к нормальному закону. Покрытия из порошка марки ПГ-С27 пред- назначены для восстановления и упрочнения деталей металлургического, энергетического, сельскохозяйственного и другого оборудования, работающего в условиях абразивного изнашива- ния при температурах до 500 °С с умеренными ударными нагрузками. Очевидно, что с практической точки зрения большой интерес представляет изучение специ- фики изменения характера структуры покры- тий при различных режимах напыления. Та- ким образом, целью настоящих исследований является получение наиболее благоприятной с позиции конструктивной прочности структуры покрытия и определение рациональных режи- мов процесса. Ранее нами [2] были проведены экспери- ментальные исследования, которые позволили выявить характерные типы структур и устано- вить диапазон наиболее рациональных режи- мов напыления по таким показателям качества покрытий, как прочность сцепления и пори- стость. Исследования проводились на базе установ- ки «Киев-7» с плазмотроном ПУН–8 мощно- стью 40 кВт. В качестве образцов использова- лись тонкостенные втулки из стали 20. С целью активации поверхности образцы подвергались струйно-абразивной очистке острогранными частицами электрокорунда, в результате чего была сформирована поверхность с шероховато- стью R z = 51…68 мкм. Толщина напыленного покрытия составляла 600…630 мкм. Покрытия по внешнему виду соответствовали требовани- ям ГОСТ 28844: равномерны по толщине, без трещин, отслоений и сколов. В экспериментах варьировались сила тока дуги плазмотрона I , расход плазмообразующего газа G (воздуха) и дистанция напыления L . За основу исследова- ний приняты три режима напыления: первый – I = 155 A, G = 20 л/мин, L = 120 м, второй – I = = 140 A, G = 15 л/мин, L = 90 мм и третий – I = = 120 A, G = 25 л/мин, L = 150 мм. Металлографические исследования про- водились на растровом и оптическом (марки NIKON Eclipse MA100 ) микроскопах. Анализ результатов позволил выявить особенности структуры покрытия: пористость, величину среднего диаметра пор, несплошность на гра- нице «основной металл – покрытие» и коли- чество нерасплавившихся частиц (глобулей). Кроме того, по этим структурным характери- стикам можно косвенно, но достаточно кор- ректно судить о влиянии режимов напыления покрытий. Наряду с температурой кинетическая энер- гия частиц (их скорость) определяет механизм формирования структуры и пористости [3]. Кос- венно кинетическую энергию частицы можно оценить по структурной характеристике, так на- зываемому «форм-фактору». Его значение вы- числяли через отношение ширины к длине от- дельных частиц (производилось не менее ста из- мерений различных частиц для одного варианта режима обработки). На рис. 3 приведены металло- графические снимки типовых вариантов структуры покрытий [4]. На всех образцах наблюдаются границы трех типов: между отдельными частицами, слоями и между покрытием и основой. При формировании слоя глобулярная форма ча- стиц из-за пластической деформации заменя- ется на неравноосную, часто завихренную. Имеет место пространственная плоскостно- ориентированная система: на продольных шлифах и изображении поверхности покрытия (рис. 4) равноосные частицы, на поперечных – ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ТЕХНОЛОГИЯ № 1 (46) 2010 15