Формирование структуры и свойств контактной поверхности порошковых покрытий системы Ni-Cr-B-Si с ультрадисперсными добавками

• Автор: Лебедев, Дмитрий Иосифович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ, ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ И ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОРОШКОВЫХ ПОКРЫТИЙ (ОБЗОР)
1.1. Порошковые материалы для получения износостойких покрытий, их модифицирование ультрадисперсными добавками
1.2. Методы исследования структуры и свойств износостойких порошковых покрытий
1.3. Методы испытаний на износ материалов и порошковых покрытий
Выводы к главе
2. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА, СТРУКТУРЫ И МИКРОТВЕРДОСТИ МАТЕРИАЛОВ, ПОРОШКОВЫХ ПОКРЫТИЙ И МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНТРТЕЛ
2.1. Методика экспериментальных исследований
2.2. Результаты металлографического анализа микроструктуры контактных поверхностей при трении скольжения износостойких покрытий
2.3. Результаты исследования микротвердости поверхностей контртел при
трении скольжения износостойких покрытий
Выводы к главе
3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРУШЕНИЯ СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ И МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНТРТЕЛ ПРИ ИЗНАШИВАНИИ
3.1. Исследование структуры контактных поверхностей при фрикционном изнашивании модифицированных износостойких покрытий и стального контртела
3.2. Микрорентгеноспектральные исследования поверхностей модифицированных износостойких покрытий и стального контртела
3.3. Корреляционные характеристики профиля поверхности трения износо-

стойких порошковых покрытий
Выводы к главе
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФРИКЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СТРУКТУРЫ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ ПОКРЫТИЙ И МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОРІТРТЕЛ
4.1. Исследования износостойкости модифицированных порошковых покрытий и металлических контртел
4.2. Характеристики микрогеометрии контактных поверхностей при фрикционном взаимодействии модифицированных износостойких покрытий
4.3. Оценка уровня фрикционного взаимодействия модифицированного покрытия с металлическими контртелами при трении скольжения
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время для упрочнения поверхности деталей машин и механизмов широко применяются высокоэнергетические технологии порошковой металлургии. Для нанесения износостойких покрытий в основном используются самофлюсующиеся сплавы на никелевой или кобальтовой основе и их смеси с модификаторами из тугоплавких и ультрадисперсных металлов, карбидов, нитридов, оксидов и др., которые обеспечивают образование упрочняющих фаз и улучшают структуру покрытия [1,2]. Модифицированные порошковые покрытия характеризуются высокой степенью неоднородности структуры - выделениями избыточных дисперсных и коагулированных фаз, слоистым строением и пористостью. Это обусловлено спецификой высокоэнергетических технологических процессов, заключающейся в быстро-протекающем (КГ3 - 10'5с) высокотемпературном (до температуры плавления) нагреве частиц порошкового материала и их последующем высокоскоростном охлаждении и застывании. Физико-механические свойства упрочняющих фаз в структуре покрытий существенно влияют на эксплуатационные характеристики обработанной поверхности деталей и металлического контртела узла трения машин и механизмов. Поэтому необходимо исследовать структуру порошковых покрытий, распределение состава и свойств фаз, чтобы оценить их влияние на износостойкость пары трения. При этом следует выявить, как особенности структуры покрытия будут проявляться в процессе изнашивания обеих контактных поверхностей трения [1,2].
В настоящее время существуют многочисленные работы по исследованию покрытий и материалов с покрытиями; в отдельных работах рассматриваются свойства собственно покрытий (пористость, адгезия, износостойкость и др.). Общий анализ используемых методов приведен в известных работах Л.И. Тушинского, С.С. Бартенева, М. X. Шоршорова, В. В. Кудинова и др. Следует отметить, что исследований фрикционного взаимодействия материалов с покрытиями значительно меньше, чем работы по изучению свойств собственно покрытий. Но дело в том, что вопрос влияния покрытий на износостойкость обработанной детали в целом значительно сложнее и не может

менты испытываемого сопряжения контактируют с дисперсной абразивной средой, например, частицами песка. Модельные сопряжения, а также сопряжения элементов машин могут образовывать два основных типа контактов: контакт распределенный, например, контакт плоскости с плоскостью или выпуклой поверхности с вогнутой (при одинаковых параметрах кривизны поверхностей) и контакт концентрированный, например, точечный или линейный. В концентрированном контакте может иметь место скольжение, качение, верчение или сочетание некоторых этих видов движений, например, качение с проскальзыванием. Для распределенного контакта единственно возможным видом движения является скольжение. Кроме образующих испытываемое сопряжение элементов, учитываются также промежуточный элемент (смазочный материал и т.п.) и окружающая среда (например, воздух, инертный газ, вакуум) [46].
Наиболее распространенные испытательные машины, а также методы исследования процессов трения и изнашивания (например, испытания на четырехшариковой машине трения) используются в нормах многих стран. Однако полное сопоставление результатов трибологических тестов, осуществляемых в разных странах, практически невозможно вследствие несопоставимости условий испытаний. Это объясняется отсутствием единого методологического подхода к контролю и управлению значениями входов трибологической системы [46].
Температура является одним из важнейших параметров, характеризующих трибологические процессы, так как является источником большей части потерь, а также помех. Например, тепловое расширение трущихся элементов может быть причиной значительных погрешностей при непрерывной оценке линейного износа испытываемых сопряжений. В ряде случаев в процессе трибологических тестов оценивают форму и количество частиц износа, фрикционные автоколебания узлов, фактическую площадь контакта взаимодействующих тел, толщину смазочного слоя и некоторые другие параметры. Информативность трибологических испытаний может быть существенна увеличена путем более широкого применения в практике мониторинга аку-