Формирование покрытий из самофлюсующегося порошка на основе сталей аустенитного класса с добавлением млидена

Определено влияние добавления Мо и МоS₂ на микроструктуру и свойства покрытия из порошков на базе аустенитных сталей. Покрытия исследовали с помощью рентгеновской дифракции (XRD), оптической микроскопии, сканирующей электронной микроскопии (SEM) с использованием твердомера по Виккерсу. Абразивную износостойкость определяли по методике Pin on disk. Результаты показывают, что покрытие, не содержащее Mo и МоS₂, состоит из фаз g(Fe), M₇(C, B)₃ и (Fe, Cr)₂B. Добавление Mo и МоS₂ приводит к образованию фаз M₂₃(C, B)₆, Mo₂(B, C) и Fe₃Mo₃(C, B), где M = Fe, Cr, Mo. Цель исследований заключалась в изучении характеристик распределения Мо и МоS₂ и влияния их добавления на микроструктуру, твердость, абразивную износостойкость покрытия из сплава на основе аустенитных сталей. Для напыления использовали композиционные материалы на основе аустенитных сталей, полученных методом диффузионного легирования (Aus0Mo), которые имеют близкую к сферической форму частиц диаметром 50–100 мкм. В порошок композиционного материала на основе аустенитных сталей (Aus3Mo, Aus5Mo и Aus7Mo) добавляли 3–7 мас. % порошка Мо и 1,0–1,5 мас. % порошка МоS₂ с частицами диаметром менее 50 мкм. Методы наплавки, включая газовую дуговую сварку вольфрамовым электродом, дуговую сварку в защитном газе, плазменную наплавку (РТА) и лазерную наплавку, широко применяются в промышленности для повышения износостойкости поверхностей. Наиболее важные различия между этими методами заключаются в скорости осаждения, применимости материалов, разбавлении субстрата, микроструктуре и стабильности твердости после воздействия высоких температур, а также в стоимости изготовления. Среди методов, описанных выше, плазменное напыление с последующим оплавлением представляет собой хорошую альтернативу другим процессам наплавки поверхности. Перегревать покрытие до полного расплавления не следует, поскольку в этом случае первичные кристаллы карбидов и боридов хрома переходят в жидкий раствор и при последующей кристаллизации образуют более грубую структуру, ухудшая качество покрытия. Именно это не происходит при плазменном напылении с последующим оплавлением. Кроме того, способ дешев, покрытия обладают достойным качеством, конкурентоспособной износостойкостью и стабильностью свойств при высокой температуре.

1. . Газотермические покрытия / В. Н. Анциферов [и др.]. Екатеринбург: Наука: Урал. издат. фирма, 1994. 324 с.

2. Нанесение покрытий плазмой / В. В. Кудинов [и др.]. М.: Наука, 1990. 407 с.

3. Газотермическое напыление композиционных порошков / А. Я. Кулик [и др.]. Л.: Машиностроение, 1985. 199 с.

4. Оковитый, В. А. Получение композиционного керамического материала для нанесения износостойких покрытий / В. А. Оковитый, А. И. Шевцов, В. В. Оковитый // Порошковая металлургия: респ. межвед. сб. науч. тр. Минск: Белорус. наука, 2008. Вып. 31. С. 156–162.

5. Sulit, R. A. Thermal Spray Applications in the U.S. Navy / R. A. Sulit, V. D. Schaper, H. J. Vanderveldt // Thin Solid Films. 1981. Vol. 83, No 3. Р. 373–374. https://doi.org/10.1016/0040-6090(81)90642-8.

6. Лузан, С. А. Повышение долговечности деталей тракторов плазменным напылением / С. А. Лузан // Автоматическая сварка. 1992. № 7. С. 74–75.

7. Ханзаров, Г. М. Повышение износостойкости деталей машин плазменным напылением / Г. М. Ханзаров // Защита металлов. 1992. № 3. С. 453–454.

8. Хасуй, А. Наплавка и напыление / А. Хасуй. М.: Машиностроение, 1985. 240 с.

9. Valarezo, A. An Integrated Assessment of Process-Micro-structure – Property Relationships for Thermal-Sprayed NiCr Coatings / A. Valarezo, S. Sampath // Thermal Spraying Technology. 2011. Vol. 20, Nо 6. P. 1244–1258. https://doi.org/10.1007/s11666-011-9665-6.

10. Труды Московского высшего технического училища имени Н. Э. Баумана. М., 1997. Вып. 1: Теория и практика плазменного напыления. 128 с.

11. Okovity, V. Plasma Wear-Resistant Coatings with Inclusions of a Solid Lubricant / V. Okovity // Welding International. 2002. Vol. 16, No 11. P. 918–920. https://doi.org/10.1080/09507110209549638.

12. Пантелеенко, Ф. И. Исследование структуры износостойких покрытий / Ф. И. Пантелеенко, В. А. Оковитый, А. Ф. Пантелеенко // Сварка и родственные технологии: сб. докл. Междунар. симпоз. Минск, 2012. С. 150–152.

13. Пантелеенко, Ф. И. Разработка технологического процесса плазменного напыления покрытий на детали коробок передач энергонасыщенных тракторов / Ф. И. Пантелеенко, В. А. Оковитый, А. Ф. Пантелеенко // Труды ГОСНИТИ. 2012. Т. 110, ч. 2. С. 19–22.