Упрочнение FeCrMoWCBSi аморфных электроискровых покрытий карбидом вольфрама

Получена 10 мая 2021; Принята 21 июля 2021;
Цитирование: А.А. Бурков, М.А. Кулик. Упрочнение FeCrMoWCBSi аморфных электроискровых покрытий карбидом вольфрама. Письма о материалах. 2021. Т.11. №3. С.304-308
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-3-304-308

Аннотация

Электроискровая обработка стали 45 в смеси железных гранул с аморфизирующимся CrMoWCBSi составом и добавлением порошка WC, позволяет сформировать композиционные покрытия из аморфной матрицы, армированной зернами карбида вольфрама.Новым направлением развития металломатричных покрытий являются композиты на основе аморфной матрицы с армирующими керамическими добавками. В настоящей работе были приготовлены композиционные покрытия методом электроискровой обработки стали 45 в смеси железных гранул с многокомпонентным составом CrMoWCBSi и добавлением порошка карбида вольфрама. По данным рентгенофазового анализа, с ростом концентрации WC в смеси гранул до 1.2 об. % повышалось содержание фазы WC в составе покрытий. Кроме того, на рентгеновских дифрактограммах наблюдался металлический вольфрам, который являлся продуктом частичного растворения зерен WC в расплаве железа. В микроструктуре покрытий наблюдались включения карбида вольфрама средним диаметром 1.8 ± 0.9 мкм. Жаростойкость покрытий при температуре 700°С монотонно снижалась с ростом добавки WC в смеси гранул. Микротвердость покрытий с карбидом вольфрама находилась в диапазоне от 814 до 1118 HV, что выше по сравнению с полностью аморфным образцом (743 HV). Средние значения коэффициента трения покрытий с WC находились в диапазоне от 0.60 до 0.67, что на 30 % ниже, чем у аморфного покрытия. Интенсивность изнашивания покрытий с карбидом вольфрама находилась в диапазоне 0.5 –1.1×10−5 мм3 / Нм, что ниже, чем у образца без WC (1.8 ×10−5 мм3 / Нм). Оптимальная величина добавки порошка WC в смеси гранул, при осаждении покрытий для триботехнических применений составляет 1.2 об.%. Таким образом, применение аморфных покрытий, армированных карбидом вольфрама, позволяет снизить износ стали 45 до 8 раз.

Ссылки (20)

1. S. W. Huang, D. Nolan, M. Brandt. Surf. Coat. Technol. 165, 26 (2003). Crossref
2. Y. Shi, X. Du, P. Zhuang, H. Zhang. Materials Research Express. 6, 1165h7 (2019). Crossref
3. L. Fan, Y. Dong, H. Chen, L. Dong, Y. Yin. Journal Wuhan University of Technology, Materials Science Edition. 34 (2), 433 (2019). Crossref
4. P. Vespa, P. T. Pinard, R. Gauvin, M. Brochu. J. Mater. Eng. Perform. 21, 865 (2012). Crossref
5. M. Afzal, A. Nusair Khan, T. Ben Mahmud, T. I. Khan, M. Ajmal. Surf. Coat. Technol. 266, 22 (2015). Crossref
6. S. Zhou, Y. Xu, B. Liao, Y. Sun, X. Dai, J. Yang, Z. Li. Optics and Laser Technology. 103, 8 (2018). Crossref
7. A. A. Burkov, P. G. Chigrin. Surface and Coatings Technology. 351, 68 (2018). Crossref
8. M. F. Hasanabadi, F. M. Ghaini, M. Ebrahimnia, H. R. Shahverdi. Surface and Coatings Technology. 270, 95 (2015). Crossref
9. B. Antoszewski, O. P. Gaponova, V. B. Tarelnyk, O. M. Myslyvchenko, P. Kurp, T. I. Zhylenko, I. Konoplianchenko. Materials. 14, 739 (2021). Crossref
10. D. Wang, J. Gao, R. Zhang, S. Deng, S. Jiang, D. Cheng, P. Liu, Z. Xiong, W. Wang. Surface and Coatings Technology. 408, 126851 (2021). Crossref
11. S. Peterkin, N. Scotchmer, Z. Jiao. Welding Journal. 98 (12), 33 (2019).
12. M. Roostaei, H. Aghajani, M. Abbasi, B. Abasht. Ceramics International. 47 (8), 11644 (2021). Crossref
13. A. A. Burkov, S. A. Pyachin, M. A. Ermakov, A. V. Syuy. Journal of Materials Engineering and Performance. 26, 901 (2017). Crossref
14. A. A. Burkov. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty) = Metal Working and Material Science. 21, 19 (2019). (in Russian) [А.А. Бурков. Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 21, 19 (2019).]. Crossref
15. A. A. Burkov, S. A. Pyachin. Solid State Phenomena. 213, 131 (2014). Crossref
16. A. A. Burkov, S. A. Pyachin. Journal of Materials Engineering and Performance. 23 (6), 2034 (2014). Crossref
17. M. Jafari, M. H. Enayati, M. Salehi, S. M. Nahvi, J. C. Han, C. G. Park. Surface and Coatings Technology. 302, 426 (2016). Crossref
18. F. H. Stott, M. P. Jordan. Wear. 250, 391 (2001). Crossref
19. M. X. Wei, S. Q. Wang, L. Wang, X. H. Cui. Tribology Transactions. 54, 840 (2011). Crossref
20. J. F. Archard. Journal of Applied Physics. 24, 981 (1953). Crossref

Другие статьи на эту тему