По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.791.927

Способ нанесения электронно-лучевых покрытий при наплавке композиционных порошков

Коростелёва E.Н. к. т. н., доцент, старший научный сотрудник, Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, 30, е-mail: elenak@ispms.tsc.ru
Каламбаева С.С. магистрант, Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, 30
Прибытков Г.А. д-р техн. наук, главный научный сотрудник, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634021, Томск, пр. Академический, д. 2/4, е-mail: gapribyt@mail.ru
Дураков В. Г. старший научный сотрудник, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634021, Томск, пр. Академический, д. 2/4
Коржова В.В. научный сотрудник, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634021, Томск, пр. Академический, д. 2/4

Авторами проведены испытания электронно-лучевых покрытий на абразивный износ. По результатам испытаний выявлена четкая корреляция структуры наплавленных покрытий с их износостойкостью. Было установлено, что при одинаковом интегральном содержании чугунной связки в покрытиях наибольшую износостойкость имеет покрытие с дисперсными частицами карбида титана, равномерно распределенными в чугунной матрице минимальную износостойкость при изнашивании кварцевым песком имеет покрытие, состоящее из гранул композиционного порошка, окруженных чугунной связкой.

Литература:

1. Dogan O.N. Columnar to equiaxed transition in high Cr white iron castings // Scripta Materialia. — 1996. — V. 35. — №2. — Р. 163–168.

2. Berns H., Fisher A. Microstructure of Fe-Cr-C hardfacing alloys with additions of Nb, Ti, and B // Materials characterization. — 1997. — V. 39. — P. 499–527.

3. Dogan O.N., Hawk J. A, Tylczak J.H., Wilson R.D., Govier R.D. Wear of titanium carbide reinforced metal matrix composites // Wear. — 1999. — V. 225–229. — P. 758–769.

4. Arican M. M., Cimenoglu H., Kayali E. S. Wear of titanium carbide reinforced metal matrix composites // Wear. — 2001. — V. 247. — P. 231–235.

5. Dogan O.N., Hawk J. A, Tylczak J.H. Wear of cast chromium steels with TiC reinforcement // Wear. — 2001. — V. 250. — P. 462–469.

6. Pribytkov G.A., Khramogin M.N., Durakov V.G., Korzhova V.V. Coatings produced by electron beam surfacing of composite materials consisting of titanium carbide and a binder of high-speed R6M5 tool steel // Welding international. — 2008. — V. 22, №7. — Р. 465–467.

7. Rogachev A. S., Shkiro V. M., Chausskaya I.D., Shvetsov M.V. Gasless combustion, in the system titanium-carbon-nickel // Combustion, Explosion, and Shock Waves. — 1988. — V. 24. — №6. — Р. 720–724.

Известно, что высокохромистые чугуны обладают высокой стойкостью к абразивному износу и широко применяются для порошковой наплавки покрытий на рабочие поверхности деталей, подвергающихся воздействию абразива. Повышение износостойкости чугунов обеспечивают твердые карбиды, присутствующие в структуре наряду с легированной металлической связкой на основе феррита, аустенита или мартенсита.

В работе [1] на основе термографических исследований процессов плавления и кристаллизации высокохромистых чугунов до-, эвтектического и заэвтектического составов показано, что вариацией степени перегрева расплава перед разливкой и температуры литейной формы можно от игольчатой структуры карбидов перейти к равноосной. Подобный эффект модификации структуры может быть достигнут также легированием.

Среди металлических легирующих элементов для чугунов особый интерес представляет титан. Из-за большого сродства титана к углероду в структуре чугунов образуются равноосные частицы кубического карбида титана [2] с рекордной для металлических карбидов твердостью до 33 ГПа.

Благодаря высокой твердости и благоприятной геометрической форме TiC частиц их присутствие обеспечивает существенное повышение износостойкости титановых чугунов и сталей [3–5].

Однако при введении титана в расплав и последующей кристаллизации объемная доля выпадающих частиц титана ограничена, а их дисперсность и морфологию трудно контролировать.

Другая проблема заключается в том, что карбид титана TiCX имеет широкую область гомогенности со стехиометрическим коэффициентом Х, изменяющимся от 0,5 до 1. При распределении углерода между карбидом титана неопределенной стехиометрии и чугунной связкой содержание углерода в чугунной связке также становится неопределенным. Эти проблемы можно решить применением при наплавке композиционных порошков «карбид титана — чугунная связка» с заранее заданной объемной долей карбида титана, химическим и фазовым составом чугунной связки. Для получения композиционных порошков для наплавки целесообразно использовать простой и экономичный способ, основанный на технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС).

Для Цитирования:
Коростелёва E.Н., Каламбаева С.С., Прибытков Г.А., Дураков В. Г., Коржова В.В., Способ нанесения электронно-лучевых покрытий при наплавке композиционных порошков. Главный механик. 2019;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: