ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ВЫСОКОТВЕРДЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОИСКРОВЫХ ПОКРЫТИЙ РАЗЛИЧНОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
DOI:
https://doi.org/10.36773/1818-1112-2024-135-3-74-80Ключевые слова:
электроискровое легирование, твердость, нанокомпозиты, карбиды и нитриды титанаАннотация
Электроискровое легирование поверхностей твердых тел является перспективным направлением увеличения эксплуатационных свойств материалов. Формирование покрытий сверхтвердых материалов на субстрате позволяет существенно увеличить твердость, износостойкость, стойкость к воздействию высоких температур и давления, повысить эксплуатационные характеристики изделий в 1,5–5 раз. Это обусловлено образованием в электроискровых покрытиях различных многокомпонентных структур, обладающих повышенными прочностными и триботехническими характеристиками. Целью работы являлось изучение структуры и физико-механических свойств электроискровых покрытий, получаемых из порошковых материалов. Для формирования покрытий использовались различные составы порошковой шихты и параметры электроискрового разряда. Покрытия формировались в стандартных климатических условиях путем совмещения порошковых материалов на основе карбида титана (TiC), алюминия (Al), углерода (технического графита), нитрида титана (TiN), нитрида алюминия (AlN) по разработанной технологии. Проведены исследования прочностных и адгезионных свойств покрытий, полученных методом электроискрового легирования. Проведенные исследования по определению адгезионных характеристик методами скретч-анализа и Роквелла показали, что покрытия на основе соединений TiN+Al обладают высокой адгезионной прочностью. Установлено, что в покрытиях TiN+Al электроискровое легирование может приводить к образованию МАХ-фаз и высокоэнтропийных соединений, что положительно сказывается на физико-механических свойствах формируемых покрытий. Микротвердость исследуемых покрытий повышена в 2–4 раза по сравнению с исходными титановыми подложками. Исследована зависимость микротвердости покрытия от глубины внедрения индентора. Зависимость прочностных характеристик от глубины внедрения индентора электроискрового покрытия TiC+Al (0,9 Дж), сформированного на титановом сплаве ВТ1, носит нелинейный характер с экстремумом в области толщины покрытия 9–10 мкм. Исследованы прочностные характеристики электроискровых покрытий, сформированных бесконтактным способом из тугоплавких металлов. Установлена возможность формирования покрытий из силикатной керамики, обладающих повышенными значениями микротвердости и адгезионной прочности.
Библиографические ссылки
Lazarenko, B. R. Elektroiskrovaya obrabotka tokoprovodyashchih materialov / B. R. Lazarenko, N. I. Lazarenko. – M. : Izd. AN SSSR, 1958. – 184 c.
Struktura i adgezionnye harakteristiki elektroiskrovyh pokrytij, poluchaemyh po beskontaktnoj tekhnologii / V. V. Mihajlov [i dr.] // Sovremennye metody i tekhnologii sozdaniya i obrabotki materialov : v 3 kn. : sb. nauch. tr. – Minsk : FTI NAN Belarusi, 2023. – Kn. 1. Materialovedenie. – S. 206–213. – URL: https://elib.grsu.by/doc/104749 (data obrashcheniya: 19.09.2024).
Ivanov, G. P. Tekhnologiya elektroiskrovogo uprochneniya instrumentov i detalej mashin / G. P. Ivanov. – Moskva : Mashgiz, 1957. – 188 s.
Ovchinnikov, E. V. Tekhnologiya sinteza nanostruktur pri elektroiskrovom legirovanii / E. V. Ovchinnikov, V. V. Mihajlov, N. M. CHekan // Aktual'nye problemy prochnosti: monografiya / pod red. V. V. Rubanika. – Molodechno, 2020. – S. 345–358.
Improving Abrasive Wear Resistance for Steel Hardox 400 by Electro-Spark Deposition / E. Katinas, V. Jankauskas, N. Kazak, V. Mikhailov // Journal of Friction and Wear. – 2019. – Vol. 40. – P. 100–106. – DOI: 10.3103/S1068366619010070.
Synthesis of Multicomponent Coatings by Electrospark Alloying with Powder Materials / V. Mihailov, N. Kazak, S. Ivashcu [et al.] // Coatings. – 2023. – Vol. 13(3), No. 651. – URL: https://elib.grsu.by/doc/102735 (data obrashcheniya: 01.10.2024).
Ovchinnikov, E. V. Elektroiskrovye pokrytiya: struktura, svojstva, tekhnologiya formirovaniya: monografiya / E. V. Ovchinnikov. – Grodno : GrGU im. YAnki Kupaly, 2022. – 254 s. – URL: https://elib.grsu.by/doc/92711 (data obrashcheniya: 04.10.2024).
Fiziko-mekhanicheskie harakteristiki additivnyh pokrytij / E. V. Ovchinnikov, A. I. Veremejchik, V. M. Hvisevich [i dr.] // Vestnik Brestskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. – 2022. – № 2 (128). – S. 95–99. – DOI: 10.36773/1818-1112-2022-128-2-95-99.
Enhancing fatigue life of additive manufactured parts with electrospark deposition post-processing / P. D. Enrique, A. Keshavarzkermani, R. Esmaeilizadeh [et al.] // Additive Manufacturing. – 2020. – Vol. 36. – P. 1–13. – DOI: 10.1016/j.addma.2020.101526.
Verhoturov, A. D. Tekhnologiya elektroiskrovogo legirovaniya metallicheskih poverhnostej / A. D. Verhoturov, I. M. Muha – Kiev : Tekhnika. 1982. – 184 s.
Rockwell adhesion test – Approach to standard modernization / D. Hatic, X. Cheng, T. Weibel [et al.] // The Gap between Visualization Research and Visualization Software. – 2020. – P. 29–31. – DOI: 10.2312/eurp.20201121.
Use of machine learning for automatic Rockwell adhesion test classification based on descriptive and quantitative features. / D. Hatic, X. Cheng, T. Stephani [et al.] // Surface and Coatings Technology. – 2021. – Vol. 427(3), 127762. – DOI: 10.1016/j.surfcoat.2021.127762.
Korrozionnaya stojkost' i prochnostnye harakteristiki nanostrukturirovannyh pokrytij, poluchennyh metodom elektroiskrovogo legirovaniya / N. N. Kazak, V. V. Mihajlov, N. M. CHekan [i dr.] // Aktual'nye problemy prochnosti : materialy mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii, Vitebsk, 25–29 maya 2020 g. / pod red. V. V. Rubanika. – Molodechno : Tipografiya "Pobeda", 2020. – S. 320–322.
Struktura elektroiskrovyh nanokompozicionnyh pokrytij na metallicheskoj matrice / E. V. Ovchinnikov, N. M. CHekan, V. M. Hvisevich [i dr.] // Vestnik Brestskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. – 2021. – № 1 (124). – S. 49–53. – DOI: 10.36773/1818-1212-2021-124-1-49-53.
Morfologiya pokrytij, formiruemyh beskontaktnym metodom elektroiskrovogo razryada iz tugoplavkih poroshkovyh materialov / G. A. Kostyukovich, V. M. Hvisevich, E. V. Ovchinnikov [i dr.] // Novye tekhnologii i materialy, avtomatizaciya proizvodstva : sbornik statej mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, Brest, 16–17 noyabrya 2023 g. / Brestskij gosudarstvennyj tekhnicheskij universitet ; redkol.: S. R. Onys'ko [i dr.]. – Brest : BrGTU, 2023. – S. 158–162. – URL: https://rep.bstu.by/handle/data/41724 (data obrashcheniya: 04.10.2024).
Elektroiskrovye tekhnologii vosstanovleniya i uprochneniya detalej mashin i instrumentov (teoriya i praktika) / F. H. Burumkulov [i dr.]. – Saransk : tipografiya Krasnyj Oktyabr', 2003. – 504 s.
Burkov, A. A. Formation and Study of Electrospark Coatings Based on Titanium Aluminides / A. A. Burkov // Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, – 2013.– Vol. 7, № 3. – P. 515–522. – DOI: 10.1134/S1027451013030336.
Kuznecov, I. S. Elektroiskrovye pokrytiya iz amorfnogo i nanokristallicheskogo splavov na osnove zheleza / I. S. Kuznecov // Izvestiya vuzov: poroshkovaya metallurgiya i funkcional'nye pokrytiya. – 2016. – № 2. – S. 63–70. – DOI: 10.17073/1997-308X-2016-2-63-70.
Vliyanie izotermicheskogo nagreva na sostav i svojstva TI-Al-B-C elektroiskrovyh pokrytij / S. A. Pyachin, A. A. Burkov, B. YA. Mokrickij, N. M. Vlasova // Spravochnik. Inzhenernyj zhurnal s prilozheniem. – 2019. – № 1 (262). – S. 3–8. – DOI: 10.14489/hb.2019.01.pp.003-008.
Burkov, A. A. Tribotekhnicheskaya i korrozionnaya harakteristika elektroiskrovyh Fe–Al alyuminidnyh pokrytij na nerzhaveyushchej stali AISI 304 / A. A. Burkov // Trenie i iznos. – 2022. – T. 43, № 4. – S. 361–369. – DOI: 10.32864/0202-4977-2022-43-4-361-369.
Vidakis, N. The VDI 3198 indentation test evaluation of a reliable qualitative control for layered compounds / N. Vidakis, A. Antoniadis, N. Bilalis // Journal of Materials Processing Technology. – 2003. – Vol. 143–144 (1). – P. 481–485. – DOI: 10.1016/S0924-0136(03)00300-5.
Use of the electrospark alloying method to increase the corrosion resistance of a titanium surface / L. P. Kornienko, G. P. Chernova, V. V. Mihailov [et al.] // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. – 2011. – Vol. 47(1). – P. 9−17. – DOI: 10.3103/S106837551101011X.
Karimov, R. R. Osobennosti formirovaniya elektroiskrovyh pokrytij iz elektrodnogo materiala STIM 2/40NZH na stali 20H13 / R. R. Karimov, A. E. Kudryashov // Sovremennye problemy gorno-metallurgicheskogo kompleksa. Nauka i proizvodstvo: materialy XVII Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii. – Staryj Oskol : Starooskol'skij tekhnologicheskij institu, 2021. – S. 218–225.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Авторы предоставляют материалы на условиях лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. Пользователи не вправе препятствовать другим лицам выполнять действия, разрешенные лицензией.
