Delist.ru

Технологические и методологические основы формирования функциональных покрытий

Автор: Мулин Юрий Иванович

Применение в качестве электродного материала сплава W(Cr(Co и стали 11Х15Н25М6АГ2 по сравнению с твердым сплавом позволяет повысить толщину покрытия в 1,5(3,6 раза с повышенными эксплуатационными свойствами при трении без смазки и в условиях граничной смазки.

Изменение текстуры поверхности в зависимости от параметра Wп для значительной номенклатуры металлических электродов, в том числе полученных из минерального сырья, определяет на первом этапе обработки (при Wп ( 6–8 кДж/см2) увеличение шероховатости Ra, среднего радиуса выступов профиля микронеровностей (m и относительных опорных длин профилей поверхности tp. При дальнейшем продолжении процесса ЭИЛ на поверхности формируется волнистость, что ограничивает возможность повышения эксплуатационных свойств покрытий. Наибольшее влияние на указанные закономерности оказывает Wп, затем ?и и fи. Для электродов из углерода и меди закономерности изменений текстуры не соответствуют указанным выше результатам: шероховатость поверхности уменьшается, волнистость не образуется.

??????U?ј

???????????

???????????

???$??O

??????????O

??????O

??????O

??????O

??????O

??????O

???????????

6Cu, Ti, W, 11Х15Н25М6AГ2. Дополнительно были использованы процессы обкатывания поверхностей шаром и алмазным выглаживанием. Изменяемыми параметрами являлись Wп, (и, fи. По результатам эксперимента была установлена эмпирическая зависимость между действительными напряжениями среза (ср и энергетическими параметрами процесса ЭИЛ:

(ср = ао + а1Wп + а2(и + а3fи + а4Wп(и + а5Wп2 + а6(и2 , (7)

где ао, а1, а2, а3, а4, а5, а6 – коэффициенты, определенные для каждой пары электродов.

В табл. 6 приведены максимальные значения (ср и параметры процесса, показывающие, что повышение Wп ( 8–9 кДж/см2 для большинства изучаемых электродных материалов нецелесообразно, так как не приводит к увеличению прочности сцепления с основой. Повышенные значения прочности сцепления покрытия с основой на срез объясняются действием на поверхности катода микрометаллургических процессов, эффектом диффузии и образованием композиционных материалов высокой прочности. Применение метода ППД после формирования покрытия методом ЭИЛ в 1,2– 1,5 раза повышает прочность сцепления его с металлом основы.

Таблица 6

Экспериментальные зависимости (ср от энергетических параметров процесса ЭИЛ и природы материала электродов

Электрод-ный материал Толщина покрытия, мкм Среднее напряжение среза (ср

Ni 60-90 80,6 60-80 8,7 0,30 500

Сu 50-70 26,0 10-15 10,0 0,22 Не зависит

W 50-70 98,9 90-100 8,0 0,40 500

W- Сr 70-90 102,3 - 8,5 0,30 500

ВК6М 50-80 150,4 - 9,0 0,10 Не зависит

Т5К10 30-40 86,2 - 8,0 0,10 Не зависит

25М6АГ2 110-130 97,0 48-55 8,5 0,25 500

Исследования жаростойкости покрытий, образованных новыми электродными материалами, выполнены для установления видов кинетических закономерностей окисления с помощью методов регрессионного анализа и вскрытия механизмов изменений в структуре. Использованы электродные материалы W(Cr, W(Cr(Mo, W(Ni на подложке из стали У8 и из стали 4Х5В2ФС при образовании трехслойного покрытия последовательным применением электродов 11Х15Н25М6АГ2 + ВК6М + Сr (рис 5 а, б ) в интервале температур 600(900 оС.

Рис. 5. Зависимость изменения удельного прироста массы q (г/м2) образцов: а) - из стали У8 (900 °С) с покрытиями: 1 – W(Cr; 2 – W(Cr(Mo; 3 – W(Ni; 4–без покрытия; б)(из стали 4Х5В2ФС с покрытием 11Х15Н25М6АГ2+ВК6М+Cr (1, 3, 5), без покрытия (2, 4, 6), от времени изотермической выдержки при 600, 800, 900 °С

Значения tкр отмечены на рис. 5, а) знаком ?

Исследования выполнялись при толщине покрытий 15(20 мкм. Значение Wп определено расчетом.

Для описания данных различными видами функций использовались уравнения полинома, степенное, линейное и их комбинации. В последнем случае на графиках зависимости прироста массы от времени определяется точка излома tкр и проверяется возможность использования для аппроксимации экспериментальных значений комбинации уравнений. Время tкр соответствует смене механизма окисления. В табл. 7 приведены результаты выполненных исследований.

Таблица 7

Уравнения кинетических закономерностей удельного прироста массы и коэффициенты детерминации R2 для экспериментальных данных при аппроксимации различными видами функций и их суперпозицией

Вид используемого уравнения

Материал

основы и

Степенное

Линейное

Полином

загрузка...