CC BY
29
(конкурсная поддержка Минобразования РФ программ стратегического развития ГОУ ВПО), а также гранта в форме субсидии на поддержку
Библиографический список
1. Теоретические и технологические основы производства высокоэффективных видов катанки: [моногр.] / В.В. Парусов, А.Б. Сычков, Э.В. Парусов. Днепропетровск: АРТ-ПРЕСС, 2012. 376 с.
2. Исследование структуры и свойств TRIP-сталей на комплексе GLEEBLE-3800 / А.И. Рудской, Н.Г. Колбасников, О.Г. Зотов, Д.А. Рин-гинен, A.A. Немтинов, В.В. Кузнецов // Чёрные металлы. 2010. № 2.
3. Венедиктов H.JI. Дилатометрический метод исследования стали: Методическое указание к лабораторной работе по дисциплинам «Механические и физические свойства материалов» и «Методы исследования материалов и процессов». 2003.
УДК 621.35
О.С. Железков, С.А. Малаканов
ФГБОУВПО «МГТУ» JI.3. Жуковский
ОАО «ММК-МЕТИЗ»
ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАЕК ПУТЕМ НАНЕСЕНИЯ НАНОАЛМАЗНОГО ХРОМОВОГО ПОКРЫТИЯ
Износостойкость технологического инструмента можно существенно повысить за счет нанесения на рабочую поверхность наноалмазных покрытий электролитическим способом [1, 2]. Наноалмазы представляют собой специфические наноуглеродные материалы, состоящие из фулле-ренов, нанотрубок и нанографитов. Для получения наноалмазов используются различные способы: получение из природных алмазов физическими методами; синтез при сверхвысоких давлениях и температурах; электронно-и ионнолучевые методы; химическое осаждение углеродосо-держащего пара при высоких давлениях и температурах; детонационный синтез. Наиболее эффективным способом получения наноалмазов является детонационный синтез, когда детонационные ультрадисперсные алмазы (УДА) получаются при детонации взрывчатых веществ в замкнутом объеме непосредственно из атомов углерода [3, 4].
Получение алмазно-кластерных покрытий основано на способности ультрадисперсных алмазов (наноалмазов) размерами 4... 6 им сооса-
ждаться с металлами при их электрохимическом и химическом восстановлении из растворов их солей [2]. УДА обладают комплексом уникальных свойств: сверх малые размеры (4...6 нм), форма, близкая к сферической или овальной при отсутствии на поверхности режущих кромок, большая удельная поверхность. Сравнительно небольшие добавки УДА (1 % от массы покрытия) при малых размерах наноалмазов образуют большого количества центров кристаллизации и обеспечивают получение более качественного композиционного покрытия (рис. 1).
В условиях ОАО «Магнитогорский метизно-металлургический завод» (сегодня входит в состав ОАО «ММК-МЕТИЗ») проведены исследования и промышленные испытания, направленные на повышение износостойкости инструмента (пробивные пуансоны и метчики) для изготовления гаек М6-М20 за счет нанесения хромового наноалмазного покрытия. Технологический процесс хромирования с нанесением УДА включал следующие операции:
- предварительная очистка инструмента;
- промывка инструмента в растворе «Лабомид 203» с применением ультразвука;
- промывка в проточной воде;
- сушка сжатым воздухом;
- хромирование (прогрев, активирование поверхности в хромовом электролите, хромирование в хромовом электролите (концентрация УДА - 10-И 5 г/л) с применением ультразвука);
- промывка непроточной водой (улавливание электролита);
- промывка горячей водой; сушка сжатым воздухом;
- обезводораживание.
Рис. 1. Хромовое покрытие: а - без УДА; б - с введением УДА [5]
Выбор режимов - плотности тока, температуры электролита, времени осаждения для нанесения покрытия осуществлялись индивидуально для каждого вида инструмента.
Хромовое покрытие с УДА - мелкозернистое, гладкое. Цвет покрытия - серебристо-серый с синеватым или молочно-матовым оттенком.
На основании промышленных испытаний инструмента с нанесенным наноалмазным хромовым покрытием установлено:
1. Срок службы пробивных пуансонов для штамповки гаек М6-М20 при толщине покрытия 3... 15 мкм возрастает в 2... 4 раза.
2. Стойкость метчиков гаечных с изогнутым хвостовиком (толщина покрытия 3...8 мкм) для нарезания резьбы М6-М12 увеличивается в
В планах дальнейших исследований планируется совершенствование технологии кластерного упрочнения штампового и металлорежущего инструмента за счет поиска оптимальных режимов процесса нанесения наноалмазного покрытия и составов электролитов с внедрением результатов исследование на металлургических, метизных и машиностроительных предприятиях.
Библиографический список
1. Новые методы упрочнения поверхностей трения пресс-оснастки в условиях абразивного изнашивания / В.Ф. Бердиков, В.А. Фёдоров, С.И. Сухонос и др. //Вестник машиностроения. 1988. № 7. С. 50-51.
2. Ультрадисперсные алмазы и их практическое использование / Г.В. Сакович, В.Ф. Комаров, Е.А. Петров и др. // Докл. УВсесоюз. совещ. по детонации. Красноярск. 1991. Т.2. С. 272 - 278.
3. Титов В.М., Анисичкин В.Ф., Мальков И.Ю. Исследование процесса синтеза ультрадисперсного алмаза в детонационных волнах // Физика горения и взрыва. 1989. Т. 25, № 3. С. 117.
4. Ультрадисперсные алмазные порошки, полученные с использованием энергии взрыва / A.M. Ставер, Н.В. Губарева, А.И. Лямкин и др. // Физика горения и взрыва. 1984. Т. 20. № 5. С. 100-103.
5. Нанотехнологии Алтая. Каталог разработок. Гальванические и химические технологии защитных покрытий. ФГУП ФНПЦ «Алтай». 2009. С. 14-17.
