Доктор технических наук, профессор
241035,Брянск, бул. 50 лет Октября, 7
Аспирант
241035,Брянск, бул. 50 лет Октября, 7
Кандидат технических наук, доцент
241035,Брянск, бул. 50 лет Октября, 7
Целью проведения исследований в данной работе является повышение износостойкости поверхностей трения деталей машин имплантированием материалов на основе карбида вольфрама, обеспечивающих получение модифицированных поверхностных слоев, обладающих улучшенными физико-механическими свойствами в сравнении с износостойкими покрытиями, полученными традиционными методами обработки.
Технология имплантирования комбинированной электромеханической обработкой реализуется на специальной установке, представляющей собой технологический комплекс, состоящий: из универсально-го станка (применяемого для механической обработки заготовок) с соответствующими инструментами и приспособлениями для закрепления обрабатываемой детали и подвода электрического тока большой силы и малого напряжения; силового блока для преобразования промышленного электрического тока; блока управления режимами обработки; средств коммутации и подвода смазывающе-охлаждающей технологической среды; блока сопряжения с ПЭВМ.
В процессе имплантирования частицы карбида вольфрама внедрялись в формируемый поверхност-ный слой, армируя его. Затем на этой же поверхности проводилась электромеханическая обработка на упрочняющих режимах.
Экспериментально установлено, что фактически поверхностный слой углеродистой стали 45 представляет собой градиентную структуру, похожую на структуру инструментальной стали Р18, причем с более высокой твердостью как следствие композиционного упрочнения выделяющимися карбидными фазами различной морфологии. Градиентная структура представляет собой ячеистый переохлажденный аустенит, стабилизированный вольфрамом и армированный карбидной сеткой, состоящей из агрегатированных высокодисперсных (менее 1 мкм) нитевидных и округлых частиц карбида вольфрама. Наличие градиентной структуры, имеющей плавный переход в основную металлическую мат-рицу стали 45, обеспечивает монолитную сцепляемость упрочненных слоев, которые не отслаиваются друг от друга в процессе изнашивания.
The purpose of research in this work is to increase the wear resistance of friction surfaces of machine parts by implanting materials based on tungsten carbide, providing a modified surface layers with improved physical and mechanical properties in comparison with wear-resistant coatings obtained by traditional methods of processing.
The technology of implanting a combined Electromechanical treatment is implemented on a special installation, which is a technological complex consisting of: a universal machine (used for machining workpieces) with the appropriate tools and devices for fixing the workpiece and the supply of electric current of high power and low voltage; power unit for the conversion of industrial electric current; control unit processing modes; means of switching and supply of lubricating-cooling technological medium; unit interface with PC.
In the process of implanting tungsten carbide particles were introduced into the formed surface layer, reinforcing it. Then, on the same surface, Electromechanical treatment was carried out on the reinforcing modes.
It is experimentally established that in fact the surface layer of carbon steel 45 is a gradient structure similar to the structure of tool steel P18, and with a higher hardness as a consequence of the composite hardening of the released carbide phases of different morphology. The gradient structure is a cellular supercooled austenite stabilized by tungsten and reinforced with a carbide mesh consisting of aggregated highly dispersed (less than 1 µm) filamentous and rounded tungsten carbide particles. The presence of a gradient structure with a smooth transition to the main metal matrix of steel 45 provides monolithic adhesion of hardened layers that do not peel off from each other during wear.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.