Аннотация
В работе представлены результаты исследования влияния высокоэнергетического нагрева токами высокой частоты на качество плазменных покрытий из высокохромистого порошкового чугуна. Приведены результаты металлографических, рентгенофазовых и энергодисперсионных исследований структуры износостойких плазменных покрытий до и после индукционного нагрева. Показано, что после дополнительного высокотемпературного воздействия в структуре покрытий повысилась равномерность распределения микротвердости по глубине слоя: после плазменного напыления величина доверительного интервала составляла 1,7 – 2,8 ГПа; после воздействия ВЭН ТВЧ - доверительный интервал варьировался в пределах 0,5 – 1,3 ГПа. Выявлено, что в выбранной области режимов индукционного нагрева в структуре плазменных покрытий сохраняется карбидная составляющая. Установлен рациональный режим повторного нагрева ТВЧ (удельная мощность источника qи = (3,0…3,2)∙108 Вт/м2; относительная скорость перемещения детали Vд = 60 … 80 мм/с), при котором наблюдается уменьшение пористости плазменного покрытия с 12 % до 1 %.
Ключевые слова: качество, высокохромистый чугун, плазменные покрытия, структура, высокоэнергетическое воздействие, токи высокой частоты.
Список литературы
1. Cartier M. Handbook of surface treatments and coatings. – New York: ASME Press, 2003. – 464 p. – ISBN 978-1-86058-375-9.
2. Handbook of thermal spray technology / J.R. Davis, ed. – Ohio, USA: ASM International, Materials Park, 2004. – 338 p. – ISBN-10 0-87170-795-0. – ISBN-13 978-0-87170-795-6.
3. ASM Handbook. Vol. 5A: Thermal Spray Technology / R.C. Tucker Jr, ed. – Ohio, USA: ASM International, Materials Park, 2013. – 412 p. – ISBN: 978-1-61503-996-8.
4. Пузряков А.Ф. Теоретические основы технологии плазменного напыления. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 360 с.
5. Газотермические покрытия из порошковых материалов: справочник / Ю.С. Борисов, Ю.А. Харламов, С.Л. Сидоренко, Е.Н. Ардатовская. – Киев: Наукова думка, 1987. – 544 с.
6. Чёсов Ю.С., Зверев Е.А., Плохов А.В. Структура плазменных износостойких покрытий из порошкового материала марки ПГ-С27 // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2010. – № 1 (46). – С. 14–18.
7. Nielsen S.E. Laser fusing-a technique for surface improvement // Industrial Laser Solutions. – 2009. – Vol. 24, iss. 12. – P. 13.
8. Thermal modification of zinc-aluminum coated steel using lasers / R. Mathew, P. Stoddart, D. Nolan, Y. Durandet // Proceedings of the 30th International Congress on Applications of Lasers and Electro-Optics (ICALEO 2011). – Orlando, Florida, United States, 2011. – P. 457–462.
9. Методы повышения эксплуатационных свойств плазменных покрытий / Ю.С. Чёсов, П.В. Трегубчак, Е.А. Зверев, И.А. Ерохин // Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе: материалы 10 Всероссийской научно-практической конференции. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2012. – С. 23–25.
10. Fauchais P.L., Heberlein J. V.R., Boulos M.I. Thermal Spray Fundamentals. – New York: Springer US Publ., 2014. – 1566 p. – doi: 10.1007/978-0-387-68991-3. – Print ISBN 978-0-387-28319-7.
11. Advanced Tribology: Proceedings of CIST2008 & ITS-IFToMM2008 / Jianbin Luo, Yonggang Meng, Tianmin Shao, Qian Zhao. – Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag; Beijing: Tsinghua University Press, 2009. – 1056 p.
12. Иванцивский В.В., Скиба В.Ю., Степанова Н.П. Методика назначения рациональных режимов поверхностной закалки сталей с использованием концентрированных источников нагрева // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2006. – № 4 (33). – С. 17–19.
13. Анализ напряженно-деформированного состояния материала при высокоэнергетическом нагреве токами высокой частоты / В.Ю. Скиба, В.Н. Пушнин, И.А. Ерохин, Д.Ю. Корнев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2014. – № 3 (64). – С. 90–102.
14. Особенности микроструктуры износостойких покрытий / В.С. Веселов, Ю.С. Чёсов, Е.А. Зверев, П.В. Трегубчак, В.В. Базаркина, В.С. Ложкин // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2010. – № 4 (49). – С. 35–37.
15. Чёсов Ю.С., Зверев Е.А. Исследование износостойкости покрытий, нанесенных методом плазменного напыления // Научный вестник НГТУ. – 2008. – № 3 (32). – С. 175–181.
16. Чёсов Ю.С., Зверев Е.А. Методика нанесения плазменных износостойких покрытий // Научный вестник НГТУ. – 2014. – № 2 (55). – С. 156–165.
17. Скиба В.Ю. Повышение эффективности технологического процесса обработки деталей машин при интеграции абразивного шлифования и поверхностной закалки ТВЧ: дис. … канд. техн. наук: спец. 05.03.01 / Новосибирский государственный технический университет. – Новосибирск, 2008. – 257 с.
18. Методы исследований материалов: структура, свойства и процессы нанесения неорганических покрытий / Л.И. Тушинский, А.В. Плохов, А.О. Токарев, В.И. Синдеев. – М.: Мир, 2004. – 384 с. – ISBN 5-03-003572-9.
19. ASM Handbook. Vol. 9: Metallography and Microstructures / G.F. Vander Voort, ed. – ASM International Publ., 2004. – 1184 p. – ISBN 978-0-87170-706-2.
20. Гарбер М.Е. Износостойкие белые чугуны. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2010. – 281 с.
21. Бунин К.П., Малиночка Я.Н., Таран Ю.Н. Основы металлографии чугуна. – М.: Металлургия, 1969. – 420 с.
