Obrabotka Metallov 2010 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (49) 2010 36 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ракционные картины были зарегистрированы на Θ-Θ дифрактометре с использованием медной трубки в качестве источника рентгеновского излучения. Кар- тины регистрировали в фиксированном интервале времени (от 5 до 10 с) с шагом съемки по углу 2Θ, равном 0,05°. Металлографические исследования образцов с покрытиями проводили на оптическом микроскопе Carl Zeiss AxioObserver A1m в диапазо- не от 100 до 1000-кратного увеличения. Наиболее важной характеристикой влияния ре- жима плазменного напыления, оказывающего суще- ственное воздействие на качество сформированного покрытия, является химический состав поверхност- ного слоя композиции. В процессе плазменной обра- ботки возможно проявление таких эффектов, как ча- стичное обезуглероживание и окисление металлов, присутствующих в составе порошка, поскольку из- менение химического состава приводит к снижению эксплуатационных свойств покрытий. В связи с этим при выборе наиболее рациональных режимов плаз- менного напыления одним из основных приоритетов является сохранение химического состава напыляе- мого материала. Результаты анализа химического состава порош- кового материала (по ГОСТ 21448 и исходного) и собственно покрытия приведены в таблице. Установлено, что химический состав используе- мого порошка в целом соответствует стандарту. Не- значительное отклонение его состава заключается в наличии небольшого количества кислорода. Появле- ние кислорода в напыляемом материале повышает ве- роятность протекания процесса окисления металлов напыляемого порошка при плазменной обработке. Поскольку при напылении поверхность образцов ин- тенсивно окисляется, перед проведением химическо- го анализа материала покрытия образцы подвергали шлифованию. Анализ химического состава покры- тия производился локально, чем объясняется колеба- ние содержания элементов относительно исходных значений. Согласно представленным данным после напыления покрытия существенных изменений в его химическом составе не происходит, что подтвержда- ет правильность выбора режима обработки. Значительные термические нагрузки могут вы- звать протекание фазовых превращений в материале покрытия, и это необходимо исключить при выборе режимов напыления. Согласно данным рентгенофа- зового анализа порошкового материала и напыленно- го покрытия в последнем не наблюдается существен- ного изменения фазового состава. Дифракционные картины исходного порошка и покрытия после напы- ления приведены соответственно на рис. 1 и 2. Результаты исследований показали, что основны- ми фазами в порошковом материале до напыления (рис. 1) являются α-железо, γ-железо и карбидыМ 7 С 3 , где в качестве металла преимущественно выступают атомы хрома. Кроме того, установлено, что в порош- ке в небольшом количестве присутствуют карбиды Рис. 1 . Дифракционная картина порошкового материала Рис. 2. Дифракционная картина напыленного покрытия Порошковый материал Химический состав, % C Cr Ni Si Fe Mo W Mn O По ГОСТ 21448 3,3…4,5 25…28 1,2 1…2 Основа 0,08…0,15 0,2…0,4 0,8…1,5 – Исходный порошок 4 22 5,5 1,2 Основа 0,1 0,4 1,2 6,1 Напыленное покрытие 3,8 21,4 3,6 1,7 Основа 0,1 0,35 1,45 5,5