СТРУКТУРА ТА ЗНОСОСТІЙКІСТЬ ЕЛЕКТРОІСКРОВИХ ПОКРИТТІВ СИСТЕМИ FeNiCrBSiC–MeB₂

Анотація

Вивчено особливості формування структури електроіскрових (ЕІЛ) покриттів із серійного самофлюсівного сплаву FeNiCrBSiC та композииійних матеріалів на його основі FTB20 (FeNiCrBSiC–20% (мас.) TiB₂) і FCB20 (FeNiCrBSiC−20% (мас.) CrB₂) при нанесенні на підкладку зі сталі 45. Встановлено, що електроіскрове покриття FeNiCrBSiC товщиною близько 70 мкм характеризується глобулярним рельєфом, а покриття FTB20 та FCB20 утворюють по всій поверхні зразків суцільний легований шар товщиною до 50 мкм Мікротвердість покриттів не змінюється по товщині легованого шару і становить 10−14 ГПа.  Розроблені ЕІЛ-покриття за хімічним складом ідентичні вихідним електродним матеріалам, що свідчить про відсутність перемішування матеріалу електродів зі сталевою підкладкою. Структура електродів та покриттів FeNiCrBSiC, FTB20 і FCB20 суттєво відрізняється, оскільки в процесі електроіскрового легування включення боридів хрому та/або титану подрібнюються від 20−25 мкм до 1 мкм відповідно. Гетерофазна структура електроіскрових покриттів є матрицею на основі нікелю-заліза, що зміцнена дрібнодисперсними частинками боридів та карбоборидів. Досліджено вплив швидкісно-навантажувальних параметрів на інтенсивність зношування електроіскрових покриттів в умовах тертя ковзання без мастила. Для порівняння зносостійкості випробовували ЕІЛ-покриття із стандартного твердого сплаву WC–6% Co. Встановлено, що з підвищенням швидкості від 4 до 12 м/с інтенсивність зношування покриттів FeNiCrBSiC, FTB20 та FCB20 зменшується, а покриття WC−6% Co — збільшується. При підвищенні навантаження від 0,1 до 0,4 МПа інтенсивність зношування електроіскрових покриттів зростає на порядок. Вивчення поверхонь тертя показало, що покриття FeNiCrBSiC зношується внаслідок руйнування глобул, а FCB20 — внаслідок крихкого руйнування легованого шару. Електроіскрове покриття FTB20 має в 2−3 рази вищий рівень зносостійкості порівняно з FeNiCrBSiС за рахунок реалізації окисного механізму зношування, який полягає в формуванні на поверхні тертя захисних оксидних плівок, що виконують роль твердого мастила.