Физико-механические и трибологические свойства углеродсодержащих поверхностных нанокомпозитов, полученных электроискровым легированием

Abstract

Наноструктурированные композиционные поверхностные слои металлических изделий позволяют улучшить эксплуатационные характеристики изделия. В условиях электроискрового легирования (ЭИЛ) происходит как перенос материала на обрабатываемую поверхность, так и изменение ее характеристик под воздействием электрического разряда. Исследована возможность модифицирования поверхности при ЭИЛ с использованием электродов, содержащих карбидные фазы, а также с использованием графитовых электродов с целью образования подобных фаз. Основной целью в данном случае являлось упрочнение поверхности и повышение ее стойкости при истирании. Использовали электроды из сплавов Т15К6 и ВК8, стали 45, вольфрама и графита. Показано, что определяющее влияние на износостойкость оказывает наличие карбидов в поверхностных слоях, в частности, и при использовании электрода из стали 45. При увеличении концентрации карбидов в подложке возрастает износостойкость слоев. Показана возможность получения карбидосодержащих поверхностных слоев непосредственно в процессе ЭИЛ при использовании в качестве электродов вольфрама и графита с последовательным нанесением ряда чередующихся слоев.

Nanostructured composite surface layers of metal articles improve application requirements. Under the conditions of electrospark alloying (ESA), both the material transfer to the treated surface and the change in its characteristics under the influence of an electric discharge occur. A possibility of surface modification during ESA with the use of electrodes containing carbide phases, as well as with the use of graphite electrodes in order to form such phases, has been investigated. The main purpose of that was to strengthen the surface and to increase its friction resistance. Electrodes from T15K6 and VK8 alloys, as well as from steel 45, tungsten, and graphite were used. It is shown that the presence of carbides in the surface layers has a decisive influence on the wear resistance, in particular, when a steel 45 electrode is used. With an increase of the carbides concentration in the substrate, the wear resistance of the obtained layers also increases. It is shown the ESA treatment with tungsten and graphite electrodes with sequential deposition of a number of alternating layers allows the obtaining of carbide-containing surface layers directly in alloying process.