Кандидат технических наук
Адрес для переписки: Оковитый Вячеслав Александрович – Белорусский национальный технический университет, ул. Я. Коласа, 22, 220013, г. Минск, Республика Беларусь. Тел.: +375 17 293-93-71 niil_svarka@bntu.by
Член-корреспондент НАН Беларуси, доктор технических наук, профессор
Минск
Инженер
Минск
Член-корреспондент НАН Беларуси, доктор физико-математических наук, профессор
Минск
В статье представлены исследования по влиянию технологических параметров высокоэнергетической обработки на эксплуатационные свойства порошковых покрытий из металлокерамики. Как пример высокоэнергетической модификации покрытий рассматривается применение импульсно-плазменной обработки. В качестве использованных порошковых материалов покрытий выбраны различные варианты карбидосодержащей керамики с добавлением твердой смазки на железной основе. Покрытия из карбидосодержащей керамики с добавлением твердой смазки в металлической матрице на железной основе разрабатываются для замены аналогичных с матрицей на никелевой основе. Такие факторы, как трещиностойкость, износостойкость, обрабатываемость, хрупкость, а также экономические составляющие, часто ограничивают применение порошковых материалов на основе карбидной керамики с добавлением твердой смазки в матрице на никелевой основе. Когда определяющим эксплуатационный ресурс детали является только процесс изнашивания, такие порошковые материалы необходимо заменять на более дешевые порошковые материалы на основе карбидной керамики с добавлением твердой смазки в матрице на основе железа. Предлагаемые разработки повышают износостойкость плазменного покрытия благодаря введению в материал высокохромистой стали и молибдена. Формируется оптимальная пористость в исходной порошковой шихте при синтезе композиционных материалов FeCrMo–MoS2–TiC, происходит улучшение технологических параметров порошковых материалов, возрастает их коэффициент использования при плазменном напылении, удешевляется технология нанесения износостойких плазменных покрытий. Добавка элемента Mo в связующее FeCr повышает смачивание расплавом связующего карбидов титана при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе разрабатываемого композиционного порошка. Последующая послойная обработка напыленных плазмой покрытий из порошков разработанной керамики с применением повторяющихся импульсов плазменных потоков с различными уровнями энергии дает возможность сконструировать строго определенные структуры при необходимой и регулируемой пористости, уменьшающейся в определенной последовательности от наружных обработанных слоев до основы. Такой тип обработки приводит к заметному увеличению износостойкости у обработанных поверхностей трения, повышает маслоудерживающую способность, к тому же формируется значительная адгезионная и соответственно когезионная прочность сформированных слоев, граничных с основой. В соответствии с методическими разработками при изменении технологических характеристик импульсно-плазменных воздействий варьировали дистанции обработки, общее количество воздействий. Общее количество импульсов плазмы влияет на создаваемую толщину слоев плазменного покрытия после обработки и способствует оплавлению с уплотнением полученных обработкой плазмой покрытий и созданию структуры с упрочненными характеристиками.
The paper presents research on the effect of technological parameters of high-energy processing on the performance properties of powder coatings made of cermet. The use of pulse-plasma treatment is considered as an example of high-energy modification of coatings. As used powder coating materials, various versions of carbide-containing ceramics with the addition of a solid lubricant in an iron-based metal matrix have been selected in the paper. Coatings of carbide-containing ceramics with the addition of a solid lubricant in an iron-based metal matrix on are being developed to replace those of a nickel-based matrix. Such factors as crack resistance, wear resistance, workability, brittleness, as well as economic components often limit the use of powder materials based on carbide ceramics with the addition of solid lubricant in the matrix based on nickel. When only the wear process determines the service life of a part, such powder materials should be replaced with cheaper powder materials based on carbide ceramics with the addition of solid lubricant in an iron-based matrix. The proposed developments increase the wear resistance of the plasma coating due to the introduction of high-chromium steel and molybdenum into the material. Optimum porosity is formed in the initial powder mixture during the synthesis of FeCrMo–MoS2–TiC composite materials, there is an improvement in the technological parameters of powder materials, their utilization rate in plasma spraying increases, and the technology of applying wear-resistant plasma coatings becomes cheaper. The addition of the Mo element to the FeCr binder increases the wetting of titanium carbides by the binder melt during self-propagating high-temperature synthesis of the developed composite powder. Subsequent layer-by-layer processing of plasma-sprayed coatings from powders of the developed ceramics using repetitive pulses of plasma flows using different energy levels makes it possible to create strictly defined structures with necessary and controlled porosity, which decreases in a certain sequence from the outer treated layers to the base. Such treatment contributes to a significant increase in the wear resistance of the treated friction surfaces, increases the oil holding capacity, in addition, an increased adhesive and cohesive strength of the formed layers bordering the substrate is formed. Processing distances, the total number of impacts have been varied in accordance with the methodological developments, when changing the applied technological characteristics of pulse-plasma effects. The total number of plasma pulses influences on the created thickness of the plasma coating layers after treatment and contributes to the melting with compaction of the coatings obtained by the plasma treatment and the creation of a structure with hardened characteristics.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.