CC BY
10ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЭЛЕКТРОИСКРОВЫХ ПОКРЫТИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СПЛАВА 5БДСР
Кузнецов И.С. молодой ученый
Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина,
Орел, Ъап-654@уапйех. ги
ВОТ: 10.24411/9999-004A-2019-10068
Среди способов повышения износостойкости рабочих поверхностей деталей машин важное место занимают методы, позволяющие наносить упрочняющие покрытия. Одним из способов получения таких покрытий является электроискровая обработка (ЭИО). В результате ЭИО на рабочих поверхностях деталей образуется слой с измененной структурой толщиной 10...150 мкм.
Твердость и износостойкость наносимых электроискровых покрытий (ЭИП) зависят от их химического состава и структуры. Последние, в свою очередь, обеспечиваются электродным материалом. В настоящее время существует много видов электродных материалов, получаемых различными способами. Перспективными материалами можно считать нанокристаллические сплавы на основе железа. Данные сплавы получают в виде лент толщиной 50 мкм методом спинигования расплава.
В данной работе исследуются ЭИП, нанесенные установкой марки иЯ-121 на следующих режимах: ^^=0,16 Дж, 1=17,5 А, и=73 В, Г=100 Гц, 1уд =4...6 мин/см2. ЭИП наносились на подложку из стали 65Г ГОСТ 14959 электродами из сплава марки 5БДСР. При нанесении ЭИП из лент нанокристаллического сплава изготавливался сборный электрод. Подложка предварительно закаливалась токами высокой частоты, затем шлифовалась до достижения параметра шероховатости Яа<0,32мкм.
Толщину экспериментальных покрытий измеряли на предварительно подготовленных поперечных шлифах. Измерения проводили на микроскопе МИМ-8 по 20 точкам, взятым на участке ЭИП длиной 5 мм. Базовой поверхностью служила граница раздела покрытия и подложки. Микротвердость измеряли при нагрузке 50 г методом вдавливания алмазных наконечников по ГОСТ 9450 на компьютеризированном микротвердометре ПМТ-3М-01. Угол заострения алмазного наконечника 136°, действие нагрузки - не менее 5 с.
Исследования толщины ЭИП из сплава 5БДСР показали, что покрытие имеет сравнительно низкий порог хрупкого разрушения. Это можно объяснить термическими и усталостными напряжениями, которые усугубляются деформациями теплового расширения и напряжениями, возникшими в нем при
переохлаждении расплава (жидкой фазы эродируемого с электрода материала). Средняя толщина покрытий, получаемых при вышеуказанных режимах работы установки, составляет 32 мкм.
В результате проведенных исследований микротвердости было установлено, что на образцах с ЭИП встречается эффект вдавливания отпечатка и наблюдается незначительный разброс значений микротвердости (рис. 1). На гранях продавленных отпечатков встречаются радиальные трещины. Большинство отпечатков индентора имеют в своем основании характерную «корону», которая, по утверждению некоторых исследователей, определяется относительной величиной пластически деформированного объема. Этот факт позволяет утверждать, что исследуемые ЭИП пластичны и, в дальнейшем, для их последующей обработки возможно использовать процессы пластического деформирования. Появление трещин на гранях отпечатка индентора можно объяснить наличием в покрытиях отожженных зон, в которых произошел процесс релаксации из-за термоактивированной перестройкой атомов. Результаты исследований показывают, что в целом ЭИП, полученные электродами из сплава 5БДСР, обладают высокой микротвердостью, которая характерна материалам электродов. Микротвердость исследуемых ЭИП в среднем составляет 10147 МПа.
х4000 х500
Рис. 1. Отпечатки индентора в ЭИП из сплава марки 5БДСР.
Высокую микротвердость ЭИП можно объяснить присутствием большого количества атомов металлоидов и небольшого количества примесей атомов переходных металлов, которые при большой концентрации способны снизить интенсивность химические связей между металлоидами и атомами основного металла ЭИП. Таким образом, можно утверждать, что химический состав нанокристаллического сплава марки 5БДСР определяет наличие интенсивных химических связей, которые, в свою очередь, обеспечивают
196
высокую микротвердость ЭИП. Обобщая изложенное, можно сделать вывод, что ЭИП, нанесенные электродом из сплава 5БДСР, удовлетворяют требованию повышения микротвердости по сравнению с материалом подложки (сталь 65Г ГОСТ 14959).
