Исследование закономерностей структурообразования износостойких борсодержащих диффузионных слоев и разработка технологических основ термодиффузионного борирования, обеспечивающих формирование комплекса высоких физико-механических характеристик поверхности изделий

Abstract

Работа относиться к области упрочнения термодиффузионной обработкой стальных изделий и получения износостойких диффузионных слоев с высоким комплексом механических свойств. Объектом исследований является диффузионные слои, полученные комплексной технологией сочетающей в себе предварительную обработку (активацию) и последующее термодиффузионное борирование. Целью настоящей работы является разработка новых борсодержащих термодиффузионных слоев на углеродистых конструкционных и инструментальных сталях, полученных при комбинировании технологий предварительной обработки и ХТО. Основными задачами научно-исследовательской работы являлось: исследование процессов предварительной обработки стальных поверхностей с целью активации процесса диффузии, исследование особенностей структурообразования, фазового и химического состава борсодержащих диффузионных слоев на предварительно активированных стальных поверхностях и исследование комплекса механических и эксплуатационных свойств. Проведен анализ возможностей модифицирования термодиффузионных борсодержащих слоёв предварительным электроискровым легированием различным электродным материалом (алюминий, медь). Получены экспериментальные данные по механическим характеристикам, проведена оценка качества (пористость, сплошность) поверхности стальных образцов из низкоуглеродистой стали Сталь 10, Сталь 20 после комплексной обработки образующей дискретное строение поверхностного слоя. Исследован фактор хрупкости термодиффузионных слоев на основе измерения микротвердости и твердости по методу Виккерса алмазной пирамидой. Апробирована технология предварительной активации поверхности сверхглубоким проникновением (СГП) порошковой композицией для последующего термодиффузионного борирования с целью интенсификации диффузионных процессов, получены образцы и исследована их микроструктура. Исследованы особенности структурообразования для вариантов низкотемпературное и высокотемпературное термодиффузионного борирования (температура 650°С и 920°С). Выявлены закономерности влияния состава активирующих порошковых композиций на коррозионную стойкость и износостойкость в условиях абразивного изнашивания. По результатам исследований разработана технологическая инструкция по упрочнению комплексной технологией включающей СГП порошковой композицией и последующее термодиффузионное борирование.