CC BY
22ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВС-ЭЛЕКТРОДОВ НА ОСНОВЕ Т1С^С ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПЛУГОВ
Титов1 Н.В. молодой ученый, Столин2 А.М., Бажин2 П.М.
1- Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина,
Орел, ogau@mail.ru 2- Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения
РАН, Черноголовка, olimp@ism ac. ru
DOI: 10.24411/9999-004A-2018-10035
Для повышения ресурса рабочих органов широко применяют различные виды наплавки износостойких материалов. Принципиально новым направлением в получении наплавочных электродов является использование для их изготовления метода СВС-экструзии. Метод позволяет получать электроды с требуемым набором физико-механических свойств из различных твердосплавных материалов. Важным преимуществом этих электродов перед промышленными аналогами является их низкая себестоимость. В данной работе исследована возможность использования твердосплавных электродов на основе TiC-W2C, полученных методом СВС-экструзии, для увеличения ресурса долот лемехов плугов за счет нанесения на их режущие поверхности защитных покрытий методом электродуговой наплавки в среде аргона. Методами сканирующей электронной микроскопии, рентгеноспектрального и рентгенофазового анализа исследована микроструктура и фазовый состав наплавленного покрытия.
Электродуговую наплавку проводили с использованием сварочной установки УДГ-251 в защитной атмосфере аргона неплавящимся вольфрамовым электродом. В качестве присадки использовались СВС-электроды на основе TiC, дисперсно-упрочненные частицами W2C, диаметром 5 мм. Сила тока при наплавке составляла 120... 130 А.
По результатам проведенных исследований установлено, что в процессе нанесения покрытия происходит оплавление материала подложки с вольфрамовым электродом, который зажигает дугу, и перемешивание их в сварочной ванне с расплавленным СВС-электродным материалом. В результате образуются композиционные карбидные частицы, состоящие из зерен TiC с внедренным в кристаллическую решетку W2C.
Наплавленное покрытие содержит более 70.80% карбидной фазы. В поверхностном слое карбидные зерна находятся в виде вытянутых столбчатых дендритных зерен с максимальным размером до 100 мкм (рис. 1, а). Центральная часть покрытия состоит из сфероподобных карбидных зерен размерами 10.15 мкм (рис. 1, б). Микротвердость поверхности наплавленного покрытия составляет 940. 950 HV, а по мере приближения к подложке она уменьшается и достигает микротвердости самой подложки - 210 HV.
72
Переходная зона между покрытием и подложкой - равномерная, без выраженной области раздела структурных составляющих, что указывает на взаимную диффузию наплавленного покрытия и материала подложки при наплавке.
а) б)
Рис. 1. Микроструктура поверхностного слоя наплавленного покрытия (а) и его
центральной части (б).
Рентгеноспектральный анализ по площади сканирования показал, что железо из подложки проникает на всю глубину наплавленного покрытия (рис. 2). Размеры карбидных зерен в переходной зоне от покрытия к подложке уменьшаются до 5-7 мкм.
1пап ' Екеспоп »гада 1
Spectrum C Л! Si П Mn Fe W
1 12.9 0.6 31.5 35.6 15.4 4.0
2 12.4 0.7 26.0 40.9 16.5 3.6
3 7.8 0.8 11.1 71.1 7.7 1.5
4 3.6 0.5 0.6 0.5 1.5 93.4
5 1.3 0.7 0.7 1.3 95.9
6 2.1 0.7 0.6 1.6 95.0
Рис. 2. Микроструктура и рентгеноспектральный анализ по выделенной площади переходной зоны между наплавленным покрытием и подложкой
Эксплуатационные испытания упрочненных электродуговой наплавкой СВС-электродами долот лемехов плугов фирмы KUHN позволили установить, что их износостойкость и ресурс после упрочнения увеличиваются в среднем в 2,5 раза. В результате можно существенно снизить закупки оригинальных дорогостоящих долот зарубежного производства. Таким образом, использование электродуговой наплавки СВС-электродами является эффективным и перспективным направлением повышения долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин.
ВЛИЯНИЕ АЭРОЗОЛЬНОГО ФЛЮСОВАНИЯ НА МИКРОТВЕРДОСТЬ ПОКРЫТИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОДУГОВЫМ НАПЫЛЕНИЕМ
Измалков А.А. аспирант, Коломейченко А.В., Логачев В.Н.
Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина,
Орел, izmalckow. aleks2012@yandex. т
DOI: 10.24411/9999-004A-2018-10036
Одним из наиболее распространенных и доступных способов восстановления является электродуговое напыление (ЭДН). Однако проволоки, обеспечивающие высокие физико-механические показатели напыляемых покрытий (50ХФА, 40Х13, ПП-ПН-100Х15, ПП-ТП-1) имеют высокую стоимость. Поэтому предлагается использовать сварочную проволоку Св-08Г2С (с микротвердостью получаемых покрытий 300 НУ) и легировать ее при ЭМ за счет компонентов флюса при аэрозольном флюсовании.
Сущность метода аэрозольного флюсования заключается в том, что в факел диспергированного расплавленного электрической дугой металла вводится вместе со сжатым воздухом аэрозоль, представляющая собой водный раствор химических неорганических материалов, которые при растворении в воде прошли этап электролитической диссоциации.
В качестве материала для проведения исследований микротвердости электрометаллизационных (ЭМ-покрытий) применяли сварочную проволоку Св-08Г2С, а для приготовления аэрозоли использовали дистиллированную воду и флюс, состоящий из Na2COз, №3Л^6, Na2B4O7. Покрытия наносили на сталь 18ХГТ. Для компонентов были выбраны следующие рациональные границы их варьирования: кальцинированная сода CNa2COз=14.70 г/л, тетратборат натрия (бура) CNa2B4O7=4.. .20 г/л, а для криолита приняли наиболее оптимальное значение его содержания в водном растворе С№3Л№6=6 г/л.
