Page 12 - сентябрь рус итог_Neat
P. 12

МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ                                                                                                                                                                             МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ
        ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ                                                                                                                                                                         ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ
        ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ                                                                                        крепления обрабатываемой детали и подвода  также растворяются в аустените до преде-

                                                                                                                                 электрического  тока  большой  силы  и  малого  ла его насыщения вольфрамом.
        ПОВЕРХНОСТНЫХ                                                                                                            напряжения; силового блока для преобразова-                         При  проведении  исследований  по-
                                                                                                                                 ния промышленного электрического тока; бло- верхности трения цилиндрических образ-
        СЛОЁВ,                                                                                                                   ка  управления  режимами  обработки;  средств  цов  обрабатывались  порошком  карбида

                                                                                                                                 коммутации и подвода смазывающе-охлажда- вольфрама (табл.1, 2), полученным на за-
        ИМПЛАНТИРОВАННЫХ                                              точно широко и эффективно применяются                      ющей технологической среды; блока сопряже- воде  тугоплавких  металлов  ЗАО  «Компа-
                                                                           Карбиды вольфрама W2C и WC доста-
                                                                                                                                 ния с ПЭВМ.
                                                                                                                                                                                              ния «ВОЛЬФРАМ» (г. Унеча, Брянская об-
        МАТЕРИАЛАМИ НА                                              при  получении  различных  функциональ-                        вольфрама  в  поверхностный  слой  при  элек- ElementSixGmbH.
                                                                                                                                                                  порошка
                                                                                                                                                                                карбидов  ласть), по спецификации немецкой фирмы
                                                                                                                                        Имплантирование
                                                                    ных материалов. Данные карбиды облада-
        ОСНОВЕ КАРБИДА                                              ют высокой твёрдостью, износостойкостью                      тромеханической  обработке  производится  на                        Порошок  карбида  вольфрама  нано-
                                                                    и  тугоплавкостью,  что  является  исключи-
                                                                                                                                 определённых режимах. На поверхность перед  сится на поверхность цилиндрических об-
        ВОЛЬФРАМА                                                   тельным сочетанием свойств для создания                      обработкой они наносятся обмазкой, предвари- разцов, изготовленных из стали 45 после
                                                                    износостойких и жаропрочных сплавов.
                                                                                                                                 тельно размешанные с консистентным графит- нормализации,  по  технологии,  аналогич-
               В качестве основного легирующего элемента вольфрам используется при производ-                                     ным  смазочным  материалом  в  определённой  ной  описанной  в  работе  [1].  В  результа-
        стве  быстрорежущих  сталей  карбидного  класса  типа  Р6М5,  Р6М5К5,  Р6М5Ф3  (содержат                                 пропорции  (для  лучшей  токопроводимости).  те обработки на поверхности формируется
        9…24% W), а также инструментальных сталей различного класса (содержат от 0,8…1,2% W                                      Частицы  карбида  вольфрама  внедряются  в  трёхслойная  градиентная  структура,  со-
        до 2,0…9,0% W). Инструментальные стали карбидного класса характеризуются повышен-                                        формируемый  поверхностный  слой,  армируя  стоящая  из  упрочнённого  слоя  толщиной
        ной теплостойкостью вследствие образования вторичного высоколегированного мартенси-                                      его. Затем на этой же поверхности проводится  180…220  мкм  (рис.  1,  слой  1),  первого
        та с высокой твёрдостью и стабильностью, а также выпадения высокопрочных дисперсных                                      электромеханическая обработка на упрочняю- нижнего  подслоя  толщиной  200…250  мкм
        карбидов вольфрама.                                                                                                      щих режимах [2, 3, 4].                                       (рис. 1, слой 2), второго нижнего подслоя
               Вольфрам образует в стали карбид W6Cr, который при аустенитизации частично пе-                                           В  процессе  высокотемпературного  пла- толщиной  20…40  мкм  (рис.  1,  слой  3)  и
        реходит в твёрдый раствор, обеспечивая получение после закалки легированного воль-                                       стического деформирования, под воздействи- матрицы, состоящей из нормализованной,
        фрамом мартенсита, что затрудняет распад мартенсита при нагреве, обеспечивая необхо-                                     ем  высоких  температур  и  давлений  происхо- стали 45.
        димую красностойкость стали. Нерастворённая часть карбида W6Сr приводит к повышению                                      дит аустенизация поверхностного слоя стали в                        Микроструктурные             исследования
        износостойкости инструментальной стали.                                                                                  зоне контакта. Углерод из обмазки, состоящей  проводились  на  автоэмиссионном  скани-
                                                                    На основе карбида вольфрама (WC, W2C)                        из графита и карбидов вольфрама, в твёрдо- рующем  электронном  микроскопе  сверх-
                                                             созданы  самые  эффективные  инструменталь-                         фазном  процессе  насыщения  диффундирует  высокого  разрешения  Zeiss  Ultraplus  на
                                                             ные твёрдые сплавы, содержащие 85…95% WC и                          в  поверхностные  слои,  повышая  содержание  базе Ultra 55, Германия (Zeiss UltraplusField
                                                             5…14% Co. Жаропрочные и износостойкие спла-                         углерода  в  аустените.  Карбиды  вольфрама  Emission Scanning Electron Microscope).
                                                             вы-стеллиты (3…5% W, 25…35% Cr, 45…65% Co)
                                                             с помощью наплавки наносятся на поверхности
                                                             значительно изнашивающихся деталей машин.
                                                                    Однако  до  настоящего  времени  карбиды                     Таблица 1.
                                                             вольфрама наносились на функциональные по-                          Марка порошка карбида вольфрама, размер частиц, содержание кислорода и углерода
                                                             верхности в различных жидкофазных процессах                                Марка           Средний        Содержание          Углерод            Углерод            Углерод
                                                             (наплавка; лазерное, плазменное, ионное напы-                            порошка            размер         кислорода           общий              общий           свободный,
                                                             ление и др.)                                                              карбида         частиц по       масс. % max        (типичное       (минимальное           масс. %
                                                                    В  настоящих  исследованиях  поставлена                          вольфрама          Фишеру,                          содержание),   содержание),
                                                             цель обработки поверхности деталей машин из                                                  мкм                              масс. %            масс. %
                                                             типовой углеродистой стали карбидами вольфра-
                                                             ма методом пластической деформации. С учётом
                                                             опыта, полученного при имплантировании нано-                              WC 1,0           0,8…1,3             0,20          6,13…6,18              6,08               0,06
                                                             алмазов детонационного синтеза [1], для созда-                                             1,3…1,8             0,20          6,13…6,18              6,08               0,06
                                                             ния износостойких поверхностных слоёв на по-                              WC 1,5
                                                             верхностях  трения  деталей  машин  разработана                             WC 2           1,8…2,5             0,20          6,13…6,18              6,08               0,05
                                                             технология комбинированной электромеханиче-
                                                             ской обработки (далее – ИКЭМО), включающая                          Таблица 2.
        формирование слоёв, имплантированных карбидами вольфрама, с последующим электро-                                         Химический состав порошка карбида вольфрама по допускаемым примесям
        механическим упрочнением обрабатываемой поверхности.
               Эффект  упрочнения  при  электромеханической  обработке  достигается  благодаря                                                                             Содержание примесей, ppm max
        тому, что реализуются высокие скорости нагрева и охлаждения и достигается высокая сте-
        пень измельчённости аустенитного зерна, которая обусловливает мелкокристаллические                                                     Al      As       Ca       Cr      Na       Ni      Mo        P       S        Si      Fe       K
        структуры закалки поверхностного слоя, обладающего высокими физико-механическими и
        эксплуатационными свойствами [2, 3, 4].                                                                                     Max        20      20       20       80      20       80      70       20       20      20      100       20
               Технология реализуется на специальной установке. Она представляет собой техно-
        логический комплекс, состоящий из универсального станка (применяемого для механиче-                                         Min        10      10       10       40      10       40      40       10       10      10       40       10
        ской обработки заготовок) с соответствующими инструментами и приспособлениями для за


       12   Станочный парк                                                                                                                                                                                                    Станочный парк      13
   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17