Разработка и исследование формирования износостойких покрытий, получаемых комбинированным процессом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) и электроискровой обработки, газодинамическим напылением, дозированной индукционной наплавкой

Abstract

Объект исследования – композиционные материалы, с ультрадисперсной структурой на основе тугоплавких карбидов TiC, (Ti,W)C. Цель работы заключается в создании износостойкого материала на основе тугоплавких карбидов TiC, (Ti,W)C с ультрадисперсной структурой (0,01-0,30 мкм) в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза реализуемого в межэлектродном промежутке при электроискровой обработке. Создан комплект оборудования для электроискровой обработки, состоящий из источника с частотой импульсов до 15 кГц и скважностью 75% и электромеханического вибратора с частотой вибраций от 60 до 120 Гц и амплитудой 0,2-1,0 мм. Получена физико-математическая модель прогнозирования толщины композиционного износостойкого покрытия при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе и электроискровой обработке в зависимости от содержания углерода в подложке и толщины слоя порошковых реагентов. Получены результаты исследований композиционных износостойких покрытий сформированных с применением комбинированной технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтезаи электроискровой обработки с применением порошковых реагентов 90 % (Ti + C) + 10 % Ni; 3 ч. (Ti + C) + 1 ч. (Cr + 2В); 70 % (Ti + C) + 30 % Ni и электродных материалов: стеллита 6 и 21, СТИМ-2/30К и СТИМ-2/30НХ, ВК6, и TiC-Ni на различных подложках сталь 20, 45, У8 и 9ХСА. Установлено, что в результате применения комбинированной технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтезаи электроискровой обработки формируются композиционные покрытия состоящие из зерен карбида титана с размером 0,01 до 5 мкм равномерно располагающиеся в металлической матрице. Трибологические испытания позволили установить, что в режиме трения скольжения наиболее целесообразно применение электроискровой обработки по слою порошка 70%(Ti+C)+30%Ni с использованием электрода СТИМ-2/30НХ. Установлено, что в результате применения комбинированной технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтезаи электроискровой обработки формируются композиционные покрытия состоящие из зерен карбида титана с размером 0,01 до 5 мкм равномерно располагающиеся в металлической матрице. Трибологические испытания позволили установить, что в режиме трения скольжения наиболее целесообразно применение электроискровой обработки по слою порошка 70%(Ti+C)+30%Ni с использованием электрода СТИМ-2/30НХ. Степень внедрения НИР.Выданы рекомендации по использованию созданных композиционных износостойких покрытий на предприятиях Республики Беларусь для повышения стойкости инструмента (режущего, деформирующего, деревообрабатывающего, прокалывающего). Результаты НИР внедрены в учебный процесс БНТУ и используются при проведении занятий по курсу «Упрочнение и восстановление деталей машин» и «Технология производства и ремонта легковых автомобилей».