ФОРМУВАННЯ КОМПОЗИЦІЙНИХ МЕТАЛОКЕРАМІЧНИХ ТА МЕТАЛОКАРБІДНИХ ЕЛЕКТРОДУГОВИХ ПОКРИТТІВ

Анотація

У роботі досліджено можливість формування композиційних металокерамічних (Св-08Г2С-О–Al₂O₃) та металокарбідних (Св-08Г2С-О–TiC) електродугових покриттів із застосуванням зміцнювальної фази у вигляді частинок порошку. Для цього застосовували модернізований ковпак розпилювальної голівки металізатора ЕМ-14М, що оснащений вузлом безперебійної подачі порошку. Отримано лабораторну партію зразків на різних технологічних режимах напилення. За допомогою растрового електронного мікроскопу досліджено мікроструктуру сформованих покриттів. Встановлено, що композиційні покриття характеризуються лускатою будовою та мають досить низьку пористість від 8 до 12% (залежно від режиму напилення та вмісту зміцнювальної фази), у структурі добре диференціюються частинки різних фаз за їх відтінком. Ідентифікацію фаз проведено за показниками їх мікротвердості. Встановлено, що мікротвердість металевої матриці (Св-08Г2С-О) складає 1,8 ГПа, керамічних частинок Al₂O₃ – 17,1 ГПа, частинок TiC – 31,0 ГПа. Досліджено вплив технологічних параметрів напилення, а саме: сили струму, напругу на дузі та витрати порошку на вміст зміцнювальної фази у структурі вказаних композиційних електродугових покриттів. Встановлено, що при використанні максимальних значень технологічних параметрів (сила струму 160 А, напруга 35 В і витрати порошку 35 г/хв), забезпечується отримання максимальної кількості зміцнювальної фази у покриттях: 10,3 % Al₂O₃ в металокерамічних та 25,6% TiC у металокарбідних. Значно більший вміст TiC у порівнянні зі вмістом Al₂O₃ у відповідних композиційних покриттях пояснюється вищою густиною карбіду та, як наслідок, підвищеною швидкістю даних частинок у високотемпературному гетерофазному струмені, а також кращою його змочуваністю рідким металом. Проведено експериментальні дослідження впливу вмісту зміцнювальної фази у композиційних покриттях на їх міцність зчеплення з основою. Показано, що максимальне значення міцності зчеплення металокерамічних покриттів складає 30 МПа та відповідає вмісту Al₂O₃ на рівні 8,7%. Щодо металокарбідних покриттів, то максимальне значення міцності зчеплення 32 МПа отримали при вмісті карбідної фази 18,4%. При цьому міцність зчеплення з основою покриття отриманого з дроту Св-08Г2С-О становить 26 МПа. Підвищення вказаної характеристики для композиційних покриттів пояснюється додатковою активацією напилюваної поверхні нерозплавленими твердими частинками Al₂O₃ та TiC. Показано, що міцність зчеплення зменшується при підвищенні вмісту Al₂O₃ до 10,3%, а TiC до 25,2%, що пояснюється значним зниженням фактичної площі контакту покриття з основою.