Obrabotka Metallov 2015 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (67) 2015 41 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ции определяли по форм-фактору частиц (сте- пень несферичности, значение 1 – соответству- ет сфере) методом оптической металлографии. Мощность плазменной струи изменяли от 30 до 40 кВт. При мощности плазменной струи менее 30 кВт более 50 % частиц имели форм-фактор менее 0,7, при мощности плазменной струи 40 кВт более 90 % частиц имеют форм фактор 0,9…1. При повышении мощности плазмен- ной струи свыше 40 кВт повышение значения форм-фактора частиц незначительно. Нанесе- ние тонкопленочной оболочки из металла на частицы порошков Al 2 O 3 +30%TiO 2 +12,5%MoS 2 ; Al 2 O 3 +30%TiO 2 +12,5%CaF 2 осуществляли хи- мическим никелированием. При выполнении основной операции использовался раствор сле- дующего состава: никель хлористый – 28 г/л; гипофосфит натрия – 30 г/л; натрий лимонно- кислый – 10 г/л; кислота уксусная – 10 мл/л. Тем- пература раствора поддерживалась в пределах 363…368 К, pH составляла 9,0…9,5. Для полу- чения равномерного покрытия частиц раствор с порошком в ванне подвергался принудительному перемешиванию, оптимальная продолжитель- ность никелирования составляет 10–12 ч. За это время на частицах формируется тонкопленочная оболочка из Ni толщиной 6–7 мкм, которая явля- ется необходимой и достаточной по принятому критерию оптимизации плакирования порошков для плазменного напыления покрытий. Результаты и обсуждение Анализ размеров частиц, формы и рельефа поверхности синтезированных композиционных порошков осуществляли с применением ска- нирующей электронной микроскопии (СЭМ). Изучение структуры частиц композиционных порошков производили путем металлофизиче- ского анализа шлифов их поперечного сечения на микроскопах «Unimet» (Япония) и MeF-3 (Австрия). Результаты металлографического анализа также учитывали при изучении раз- меров и формы частиц. Согласно данным ме- таллографического анализа основными состав- ляющими композиционных частиц являются оксидные фазы и включения твердой смазки в виде дисульфида молибдена или фтористого кальция (см. рисунок, а ). Наличие упомянутых составляющих частиц порошков создает пред- посылки получения из них износостойких по- крытий, которые эффективны при молекуляр- но-механическом и абразивном изнашивании в неблагоприятных условиях трения (граничная смазка или отсутствие смазочного материала, повышенные температурные воздействия) [12, 13]. Рассматриваемые порошки характеризуют- ся сложной геометрической формой и развитым поверхностным рельефом частиц. Склонность к образованию комков снижает «текучесть» по- рошковых материалов и их технологичность при плазменном напылении покрытий. Поэтому для улучшения технологических параметров порош- ков была осуществлена их сфероидизация [10] посредством введения частиц порошка в плаз- менную струю мощностью 30…40 кВт и распы- лением в среде аргона (см. рисунок, б ) последу- ющим плакированием (см. рисунок, в ). Согласно рисунку, в на поверхностях частиц при плакиро- вании порошков формируется сплошное покры- тие (отдельные его микроучастки выкрошились при подготовке шлифов). Массовое содержание Ni–P в виде плакирующей оболочки составляет 30–40 %. Микроструктура композиционного порошка Al2O3+30%TiO2+12,5%MoS2, полученных методом СВС: а – после дробления (×200); б – после сфероидизации (×400); в – после плакирования (×400)