Аулов В.Ф., Рожков Ю.Н.

10.33267/2072-9642-2022-2-28-32

УДК 621.785.53; 621.793 

В.Ф. Аулов, канд. техн. наук, вед. науч. сотр.,

Ю.Н. Рожков, мл. науч. сотр., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

(ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)

Аннотация. Рассмотрены процессы получения износостойких покрытий при электроискровом легировании стали 40 с последующим ТВЧ-борированием под слоем шихты на основе карбида бора с добавками алюминидов. Толщина покрытий достигает 600-1000 мкм, время наплавки – 1-2 мин. Представлены результаты металлографических исследований, а также испытаний на износостойкость в условиях абразивного изнашивания образцов из стали 40 с упрочняющими покрытиями и без них.

Ключевые слова: электроискровое легирование, ТВЧнагрев, ТВЧ-борирование, железо-боридная эвтектика, интерметаллиды. 

Список использованных источников: 1. Ivanov V. I., Lyalyakin V. P. Improving the efficiency of electrospark treatment of metallic surfaces by combining the method with other methods // Welding International, 2017. Vol. 31. № 2. 157-160. 2. Иванов Г.П. Технология электроискрового упрочнения инструмента и деталей машин. М.: Машгиз, 1961. 304 с. 3. Верхотуров А.Д. Формирование поверхностного слоя металлов при электроискровом легировании. Владивосток: Дальнаука, 1995. 324 с. 4. Бурумкулов Ф.Х., Лезин П.П., Сенин П.В., Иванов В.И., Величко С.А., Ионов П.А. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика). Саранск: Красный Октябрь, 2003. 504 с. 5 Иванов В.И. Электроискровые толстослойные покрытия повышенной сплошности: формирование, свойства, применение: монография / Под ред. В.И. Черноиванова. М.; Вологда: Инфра-Инженерия, 2020. 228 с. 6. Ишков А.В., Кривочуров Н.Т., Мишустин Н.М. и др. Износостойкие боридные покрытия для почвообрабатывающих органов сельхозтехники // Вестник АГАУ. 2010. Т. 71. № 9. С. 71-75. 7. Мишустин Н.М., Иванайский В.В., Ишков А.В. Состав, структура и свойства износостойких покрытий, полученных на сталях 65Г и 50ХГА при скоростном ТВЧ-борировании // Известия ТПУ. 2012. Т. 320. № 2. С. 68-72. 8. Ткачев В.Н., Фиштейн Б.Ч., Казинцев Н.В., Алдырев Д.А. Индукционная наплавка твердых сплавов. М.: Машиностроение, 1970. 9. Кузнецова Е.В. Математическое планирование эксперимента: учебно-метод. пособ. Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2011. 36 с.

On the Issue of Combining Electrospark and Thermodiffusion Methods for Hardening the Machine Parts Surfaces in the Agribusiness

V.F. Aulov, Yu.N. Rozhkov (VIM)

Summary. The processes of obtaining wear-resistant coatings during electrospark alloying of steel 40 followed by high-frequency boronizing under a charge layer based on boron carbide with aluminide additives are considered. The thickness of the coatings reaches 600-1000 microns, the surfacing time is 1-2 minutes. The results of metallographic studies are presented, as well as tests for enduring quality under abrasive wear conditions of specimens made of steel 40 with and without hardening coatings.

Keywords: electrospark alloying, high-frequency current heating, high-frequency current boronizing, iron-boride eutectic, intermetallics. 

Реферат. Цель исследований – формирование и материаловедческие исследования износостойких покрытий, полученных при скоростном ТВЧ-борировании стали 40, предварительно модифицированных электроискровым легированием электродом Т15К6 для увеличения толщины покрытия, изучение влияния технологических параметров совмещенной обработки ЭИЛ + ТДП на свойства полученных покрытий. Развивая экспериментальные исследования измененных поверхностных слоев образцов из среднеуглеродистой стали 40 при совмещении ЭИ-метода нанесения покрытий и термодиффузионного процесса (ТДП) и их свойств, были исследованы пять видов образцов. Особенность заключалась как в изменении материала образцов, так и в технологии ТДП – обработка образцов с ЭИ-покрытиями не просто скоростным ТВЧ-борированием с использованием традиционной технологии, а с применением легирующих добавок в борирующую шихту. Использование метода упрочнения железоуглеродистых сплавов путем совмещения электроискрового и термодиффузионного процессов расширяет диапазон и способствует повышению износостойкости высоконагруженных поверхностей различных деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания. Испытания выполнены на испытательном стенде «Машина 1» на образцах без покрытий (эталон) и с различными покрытиями. С целью выявления микроструктуры были проведены металлографические исследования. Сравнительные испытания относительной износостойкости материала покрытий на стали 40 с добавлением в основную шихту для скоростного борирования интерметаллидов Fe2Al5 с эталоном (сталь 40) показали, что введение этих добавок повышает износостойкость в 4-5 раз. Использование метода упрочнения железоуглеродистых сплавов путем совмещения электроискрового и термодиффузионного процессов позволяет повысить относительную износостойкость покрытий до 9,7 раз по сравнению с неупрочненными покрытиями. 

Abstract. The purpose of the research is to the form and to explore material science of the wear-resistant coatings of steel 40 that have been obtained by high-speed high-frequency current boronizing, and have been pre-modified by electrospark alloying with a T15K6 electrode for the coating thickness increasing, and to study the effect of technological parameters of the combined electrospark alloying and thermodiffusion processes on the properties of the obtained coatings. Five types of specimens were studied when developing experimental studies of the modified surface layers of specimens made of medium carbon steel 40 by combining the electrospark coating method and the thermodiffusion process (TDP) and their properties. The special feature was both in changing the specimens material and in the TDP technology i.e. processing samples with electrospark coatings not just by high-speed highfrequency current boronizing using traditional technology, but with the use of alloying additives in the boronizing charge. The use of the method of hardening iron-carbon alloys by combining electric spark and thermodiffusion processes expands the range and improves the enduring quality of highly loaded surfaces of various parts operating under abrasive wear conditions. The tests were performed on the test bench "Machine 1" on specimens without coatings (reference specimen) and with various coatings. Metallographic studies were carried out in order to identify the microstructure. Comparative tests of the relative enduring quality of the coating material on steel 40 with the addition of Fe2Al5 intermetallic compounds to the main charge for high-speed boronizing with the reference specimen (steel 40) showed that the introduction of these additives increases enduring quality by 4-5 times. The use of the method of strengthening iron-carbon alloys by combining the electrospark and thermodiffusion processes makes it possible to increase the relative enduring quality of coatings up to 9.7 times versus non-hardened coatings.

Вложения:

К вопросу о совмещении электроискрового и термодиффузионного методов для упрочнения поверхностей деталей машин в АПК

487 Кб

18 Скачивания