Институт материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения Российской академии наук, Хабаровск, Россия:

С. В. Николенко, ведущий научный сотрудник
Н. А. Сюй, старший инженер, эл. почта: nicolaisyuy@gmail.com
А. А. Бурков, научный сотрудник

В статье представлены результаты исследования электроискровых покрытий на основе TiC – Ni – Mo с добавками датолитового концентрата от 1 до 2 %, осажденных на сталь 45 при длительности импульсов от 20 до 80 мкс, частоте следования 400 Гц и энергии единичного разряда от 0,144 до 0,72 Дж. Введение датолитового концентрата до 1–2 % увеличивает процентное содержание жидкофазной составляющей продуктов эрозии в сравнении со сплавом TiC – Ni – Mo, а также увеличивает количество сферических частиц с ростом длительности импульсов от 20 до 80 мкс. Исследована кинетика процесса массопереноса при электроискровом нанесении покрытий. Показано, что введение добавки в количестве 1 % (мас.) увеличивает по сравнению со сплавом TiC – Ni – Mo эффективность процесса формирования покрытий. Установлено, что рост длительности импульсов от 20 до 80 мкс увеличивает массоперенос и эффективность процесса электроискрового осаждения. Определены наиболее эффективные режимы электроискрового легирования и состав формируемых легированных слоев: частота 400 Гц, длительность 80 мкс для электрода TiC – Ni – Mo с добавкой 1 % датолитового концентрата. Изучены фазовый состав, шероховатость и микроабразивный износ. Установлено, что увеличение добавки датолитового концентрата в электродный материал существенно снижает параметры шероховатости поверхности покрытий. Износостойкость покрытий, полученных при электроискровом легировании стали 45 электродными материалами на основе сплава TiC – Ni – Mo с добавками датолитового концентрата от 1 до 2 %, превышает износостойкость покрытий, полученных при осаждении сплавом TiC – N – Mo. Исследованиями установлено, что микротвердость покрытий выше микротвердости стали 45 в 2–3 раза. Методом импедансной спектроскопии изучены антикоррозионные свойства полученных покрытий в 3%-ном растворе NaCl. Показано улучшение барьерных свойств TiC – Ni – Mo покрытий с ростом датолитового концентрата.

1. Ping Luo, Shijie Dong, Zhixiong Xie, Anzhuo Yangli, Wei Yang. The effects of coating parameters on the quality of TiB₂ – TiC composite phase coating on the surface of Cu – Cr – Zr alloy electrode // Surface and Coatings Technology. 2014. Vol. 253. P. 132–138.
2. Timothy Miller, Laurent Pirolli, Fei Deng, Chaoying Ni, Andrew V. Teplyakov. Structurally different interfaces between electrospark-deposited titanium carbonitride and tungsten carbide films on steel // Surface and Coatings Technology. 2014. Vol. 258. P. 814–821.
3. Jingming Tang. Mechanical and tribological properties of the TiC – TiB₂ composite coating deposited on 40Cr-steel by electro spark deposition // Applied Surface Science. 2016. Vol. 365. P. 202–208.
4. Zhang Ruizhu, Li Jingrui, Yan Dakao, Zhao Yuanyuan. Mechanical properties of WC–8Co wear-resistant coating on pump impellers surface by electro-spark // Rare Metal Materials and Engineering. 2015. Vol. 44, No. 7. P.1587–1590.
5. Radek N., Sladek A., Broncek J., Bilska I., Szczotok A. Electrospark alloying of carbon steel with WC – Co – Al₂O₃: deposition technique and coating properties // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 874. P. 101–106.
6. Николенко С. В., Верхотуров А. Д. Новые электродные материалы для электроискрового легирования. — Владивосток : Дальнаука, 2005. — 219 с.
7. Шевелева Т. А., Верхотуров А. Д., Николенко С. В., Комарова Г. П. Влияние добавок датолитового концентрата в электродные материалы TiС – Ni – Mo на свойства поверхностного слоя сталей после ЭИЛ // Электронная обработка материалов. 1991. № 1. С. 26–30.
8. Nikolenko S. V., Suy N. A., Pugachevskii M. A., Metlitskaya L. P. Superhigh-speed extrusion of tungsten-free electrodes for electrospark alloying of steel 45 // Russian Engineering Research. 2013. Vol. 33. P. 258–264.
9. Ковальченко М. С., Паустовский А. В., Кириленко С. Н. и др. Электроискровое легирование стали безвольф рамовыми твердыми сплавами // Порошковая металлургия. 1984. № 6. С. 47–50.
10. Намитоков К. К. Электроэрозионные явления. — М. : Энергия, 1978. — 456 с.
11. Kusano Y., Van Acker K., Hutchings I. M. Methods of data analysis for the micro-scale abrasion test on coated substrates // Surface and Coatings Technology. 2004. Vol. 183, No. 2/3. P. 312–327.
12. Nikolenko S. V., Verkhoturov A. D., Syui N. A. et al. Influence of electrospark discharge parameters on roughness and microabrasive wear of steel 45 surface after ESA by TiC-based electrodes // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2016. Vol. 52, No. 4. P. 342–349.
13. Fei Cai, Chuanhai Jiang, Zhongquan Zhang, Enzo Muttini, Peng Fu, Yuantao Zhao. Fabrication and characterization of Ni – Zr composite coatings using electrodepositing technique // Journal of Alloys and Compounds. 2015. Vol. 635. P. 73–81.
14. Gerasimova A. A., Radyuk A. G. The improvement of the surface quality of workpieces by coating // CIS Iron and Steel Review. 2014. No. 1. P. 33-35.