Гидрохимическое нанесение твердосмазочных покрытий на сплавы с использованием нанодиспергированных углеродных материалов для повышения стойкости инструментов

Abstract

Объектом настоящих исследований являются металлообрабатывающие инструменты, их инструментальные стали и твердые сплавы, а также полученные при гидрохимической обработке твердосмазочные покрытия. Цель работы – разработка технологии гидрохимической обработки в гидрозолях углеродных материалов для нанесения износостойких твердосмазочных покрытий на стальные и твердосплавные инструменты. В работе исследованы структура, химический состав и триботехнические свойства поверхности сплавов, подвергнутых гидрохимической обработке в гидрозолях природных (графита, бурого угля) и синтезированных (наноалмаза) углеродных материалов, обеспечивающей снижение коэфициента трения без смазки стали в 6,8-7,5 раза, а твердого сплава – в 2,2-3,4 раза. Проведено многомерное компьютерное проектирование технологии термогидрохимической обработки с использованием гидрозоля серебристого графита. Полученные термогидрохимические покрытия термически стабильны и после нагрева до 800-1040 °С имеют более низкий коэффициент трения (f = 0,104-0,123), чем поверхность исходного твердого сплава (f =0,37–0,41). Разработана простая высокопроизводительная технология финишного упрочнения инструментальных сплавов с помощью гидрохимической обработки в гидрозолях углеродных материалов, которая позволила повысить эксплуатационную стойкость стальных и твердосплавных инструментов в 2-3,5 раза, по сравнению со стандартными. Технология внедрена на российском предприятии АО «МКБ «Искра» и может найти широкое применение для упрочнения быстроизнашиваемых инструментов, используемых в строительстве, машиностроении, аэрокосмической, нефтегазовой, энергетической и других областях промышленности.