RU2598738C2 - Procedure for application of wear-resistant composite coating on wear surfaces of steel products - Google Patents
Procedure for application of wear-resistant composite coating on wear surfaces of steel products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2598738C2 RU2598738C2 RU2014136694/02A RU2014136694A RU2598738C2 RU 2598738 C2 RU2598738 C2 RU 2598738C2 RU 2014136694/02 A RU2014136694/02 A RU 2014136694/02A RU 2014136694 A RU2014136694 A RU 2014136694A RU 2598738 C2 RU2598738 C2 RU 2598738C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wear
- resistant composite
- steel
- mixture
- composite material
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам повышения износостойкости стальных изделий, в частности к способам защиты стальных изделий от абразивного и других видов износа путем нанесения на их поверхности износостойкого композитного материала, и может применяться для обработки поверхностей деталей машин и металлорежущих инструментов.The invention relates to methods for increasing the wear resistance of steel products, in particular to methods for protecting steel products from abrasive and other types of wear by applying a wear-resistant composite material to their surface, and can be used to treat surfaces of machine parts and metal cutting tools.
Известен способ повышения износостойкости стальных изделий путем шликерного нанесения покрытия из композитного материала (пульверизацией либо наливом с последующим встряхиванием и дальнейшим отжигом в вакууме), который заключается в том, что из механической смеси тонкодисперсных порошков исходных компонентов готовят суспензию, которую наносят на очищенную поверхность металла. Затем покрытие сушат и обжигают в защитной среде, например водороде, аргоне или вакууме (10-2 мм рт.ст.), при температуре 1280-1340°С. Композитный металлокерамический материал на основе вольфрама, используют, например, в качестве покрытия для защиты поверхностей стальных изделий от газоабразивного и других видов износа [Металлокерамический материал на основе вольфрама: А.с. 377387 СССР, МКИ С22с 27/00 / Л.А. Иванов, Г.П. Пархоменко, П.М. Несвит, В.Н. Радзиевский, Ю.Н. Вузовский, А.А. Аппен, Е.А. Антонова (СССР). - №1679948/22-1; заявлено 12.07.71; опубл. 17.04.73, Бюл. №18. - 2 с.].There is a method of increasing the wear resistance of steel products by slip coating of a composite material (by spraying or in bulk, followed by shaking and further annealing in vacuum), which consists in the fact that a suspension is prepared from a mechanical mixture of fine powders of the starting components, which is applied to the cleaned metal surface. Then the coating is dried and fired in a protective environment, such as hydrogen, argon or vacuum (10 -2 mm RT.article), at a temperature of 1280-1340 ° C. A composite ceramic-metal material based on tungsten is used, for example, as a coating to protect the surfaces of steel products from gas-abrasive and other types of wear [Metal-ceramic material based on tungsten: А.с. 377387 USSR, MKI S22s 27/00 / L.A. Ivanov, G.P. Parkhomenko, P.M. Nesvit, V.N. Radzievsky, Yu.N. Vuzovsky, A.A. Appen, E.A. Antonova (USSR). - No. 1679948 / 22-1; claimed 12.07.71; publ. 04/17/73, Bull. Number 18. - 2 p.].
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ нанесения спеченного покрытия из композитного материала, в котором наполнителем служит твердосплавная смесь ВК6, а легкоплавкой связью - твердый раствор системы Ni-Cr-Si-В. Покрытие наносят на рабочие поверхности деталей шликерным методом. Лучшую износостойкость против эрозионного износа показали образцы из стали 30ХГСА с покрытием состава 10 вес. % 1М + 90% ВК6, где 1М - 70% Ni, 20% Cr, 5% Si, 5% В (вес. %). Твердость нанесенного слоя покрытия 85-86 HRA (1050-1100 HV) [Л.А. Иванов, Г.П. Пархоменко. Спеченное покрытие для деталей, работающих в условиях эрозионного износа // Порошковая металлургия. - 1974. - №2.- С. 90-94] (Прототип).Closest to the claimed invention is a method of applying a sintered coating of a composite material, in which the filler is a carbide mixture VK6, and the fusible bond is a solid solution of the Ni-Cr-Si-B system. The coating is applied to the working surfaces of the parts using the slip method. The best wear resistance against erosion wear showed samples of steel 30HGSA with a coating composition of 10 weight. % 1M + 90% BK6, where 1M - 70% Ni, 20% Cr, 5% Si, 5% B (wt.%). The hardness of the applied coating layer is 85-86 HRA (1050-1100 HV) [L.A. Ivanov, G.P. Parkhomenko. Sintered coating for parts operating under erosion conditions // Powder Metallurgy. - 1974. - No. 2.- S. 90-94] (Prototype).
Изделия, обработанные указанным способом, имеют недостаточную надежность и долговечность, вследствие того что при разрушении сформированного шликерного покрытия происходит отказ их работоспособности.Products processed in this way have insufficient reliability and durability, due to the failure of their working capacity when the formed slip coating is destroyed.
Все методы контроля формирования шликерных покрытий не могут дать полной гарантии качества сцепления наносимого материала с подложкой. Как правило, перед нанесением шликерного покрытия производится очистка поверхности. На площадках фактического контакта поверхностей действуют силы молекулярного притяжения. Переходной слой, обуславливающий прочную механическую связь, при этом отсутствует, что отрицательно влияет на качество адгезии в целом.All methods for controlling the formation of slip coatings cannot fully guarantee the adhesion of the applied material to the substrate. As a rule, before applying a slip coating, the surface is cleaned. At sites of actual contact of surfaces, molecular attraction forces act. The transition layer, which provides a strong mechanical bond, is absent, which negatively affects the quality of adhesion as a whole.
Кроме того, указанный способ является довольно дорогостоящим и трудоемким из-за процессов изготовления, нанесения и отжига покрытий.In addition, this method is quite expensive and time-consuming due to the manufacturing processes, application and annealing of coatings.
В основу изобретения поставлена техническая задача создания усовершенствованного способа защиты стальных изделий от абразивного и других видов износа путем нанесения на их изнашиваемые поверхности износостойких композитных покрытий, который бы повысил качество деталей, обеспечил способность сопротивляться изнашиванию, гарантировал надежность и долговечность их работы, снизил трудоемкость и стоимость изготовления.The basis of the invention is the technical task of creating an improved method of protecting steel products from abrasive and other types of wear by applying wear-resistant composite coatings to their wear surfaces, which would improve the quality of the parts, provide the ability to resist wear, guarantee the reliability and durability of their work, reduce the complexity and cost manufacture.
Поставленную задачу решают тем, что композитное износостойкое покрытие на изнашиваемые поверхности стальных деталей наносят методом электроэрозионного легирования (ЭЭЛ) поверхности, то есть обеспечивают процесс перенесения материала на обрабатываемую поверхность искровым электрическим разрядом [Лазаренко Н.И. Электроискровое легирование металлических поверхностей. - М: Машиностроение, 1976. - 46 с.] с использованием в качестве электродов композитного материала, состоящего из >10-30 вес. % смеси 1М и 70 - <90 вес. % смеси ВК6, при этом 1 М включает 70 вес. % Ni, 20 вес. % Cr, 5 вес % Si, 5 вес % В, при энергиях импульса Wp=0,35-0,42 Дж.The problem is solved by the fact that the composite wear-resistant coating on the wearing surfaces of steel parts is applied by the method of electroerosive alloying (EEL) of the surface, that is, they provide the process of transferring the material to the treated surface with a spark electric discharge [N. Lazarenko. Electrospark alloying of metal surfaces. - M: Mechanical Engineering, 1976. - 46 S.] using a composite material consisting of> 10-30 weight as electrodes. % mixture of 1M and 70 - <90 weight. % mixture VK6, while 1 M includes 70 weight. % Ni, 20 weight. % Cr, 5 wt.% Si, 5 wt.% B, at pulse energies W p = 0.35-0.42 J.
Метод ЭЭЛ является одним из наиболее простых и доступных методов с технологической точки зрения. К основным особенностям ЭЭЛ следует отнести локальную обработку поверхности - легирование можно осуществлять в строго указанных местах от долей миллиметра и более, не защищая при этом остальную поверхность детали; высокую прочность сцепления нанесенного материала с основой; отсутствие нагрева детали в процессе обработки; возможность использования в качестве обрабатывающих материалов как чистых металлов, так и сплавов различной степени легирования, металлокерамических композиций, тугоплавких соединений и т.п.; отсутствие необходимости в специальной предварительной обработке поверхности.The EEL method is one of the simplest and most accessible methods from a technological point of view. The main features of EEL include local surface treatment - alloying can be carried out in strictly specified places from fractions of a millimeter or more, without protecting the rest of the part; high adhesion strength of the applied material to the base; lack of heating of the part during processing; the possibility of using as processing materials both pure metals and alloys of various degrees of alloying, cermet compositions, refractory compounds, etc .; lack of need for special preliminary processing of a surface.
Метод ЭЭЛ универсален, он используется для:The EEL method is universal, it is used for:
- увеличения твердости, коррозионной стойкости, износо- и жаростойкости;- increase in hardness, corrosion resistance, wear and heat resistance;
- снижения способности к схватыванию поверхностей при трении;- reducing the ability to set surfaces during friction;
- восстановлению размеров инструмента, деталей машин и механизмов;- restoration of the size of the tool, machine parts and mechanisms;
- проведения на обрабатываемой поверхности микрометаллургических процессов для образования на ней необходимых химических соединений;- conducting micrometallurgical processes on the treated surface to form the necessary chemical compounds on it;
- создания на рабочей поверхности переходных слоев определенной шероховатости и др.- creating on the working surface of the transition layers of a certain roughness, etc.
Создан способ повышения износостойкости стальных изделий, который, как и известные, включает нанесение на изнашиваемые поверхности стальных изделий износостойкого композитного материала, состоящего из твердосплавной смеси ВК6 и легкоплавкой смеси M1, но в котором в соответствии с изобретением изнашиваемую поверхность изделия покрывают слоем индия методом электроэрозионного легирования (ЭЭЛ) при энергии импульса Wp=0,01-0,03 Дж, после чего на покрытую индием поверхность наносят износостойкий композитный материал, при этом композитный материал наносят методом ЭЭЛ с применением электрода, предварительно изготовленного из износостойкого композитного материала состава >10-30 вес. % смеси 1 М и 70 - <90 вес. % смеси ВК6, причем ЭЭЛ осуществляют при энергии импульса Wp=0,35-0,42 Дж.A method has been developed to increase the wear resistance of steel products, which, like the known ones, involves applying a wear-resistant composite material consisting of a VK6 carbide mixture and low-melting mixture M1 to wear surfaces of steel products, but in which, in accordance with the invention, the wear surface of the product is covered with an electroerosive alloying layer (EEL) at a pulse energy of W p = 0.01-0.03 J, after which a wear-resistant composite material is applied to the surface coated with indium, while the composite mate rial is applied by EEL using an electrode previously made of a wear-resistant composite material with a composition of> 10-30 weight. % mixture of 1 M and 70 - <90 weight. % mixture VK6, and EEL is carried out at a pulse energy of W p = 0.35-0.42 J.
При этом электрод изготовляют из композитного материала, полученного методом порошковой металлургииIn this case, the electrode is made of a composite material obtained by powder metallurgy
Учитывая положительный опыт использования спеченных покрытий, в котором наполнителем служит твердосплавная смесь ВК6, а легкоплавкой связью - твердый раствор системы Ni-Cr-Si-В, [Пiдвищення стiйкостi рiзального iнструменту технологiчними методами: навчальний посiбник / [Тарельник В.Б., Коноплянченко Є.В., Марцинковський B.C., та iн.]; за ред. проф. В.Б. Тарельника. - Суми: Унiверситетська книга, 2011. - 189 с.] и деталей машин [Триботехнологiя деталей машин: навчальний посiбник / Тарельник В.Б., Коноплянченко Є.В., Марцинковський B.C., Антошевський Богдан. - Суми: Видавництво «МакДен», 2010. - 264 с.], авторами исследовалась возможность применения вышеуказанного материала в качестве электродов для ЭЭЛ.Considering the positive experience in the use of sintered coatings, in which the filler is VK6 carbide mixture, and the low-melting bond is the Ni-Cr-Si-B system solid solution, .V., Marcinkowski BC, in.]; as amended by prof. V.B. Tarelnika. - Sumi: Universitetskaya kniga, 2011. - 189 pp.] And machine parts [Tribological technology of machine parts: primary collector / Tarelnik VB, Konoplyanchenko Є.V., Martsinkovsky B.C., Antoshevsky Bogdan. - Sumi: Vidavnitsvo “MacDen”, 2010. - 264 p.], The authors investigated the possibility of using the above material as electrodes for EEL.
Многокомпонентную смесь для изготовления электродов получали, отдельно приготовляя тонко дисперсные смеси 1М и ВК6.A multicomponent mixture for the manufacture of electrodes was obtained by separately preparing finely dispersed mixtures of 1M and VK6.
Смесь 1М готовилась из тонкодисперсных порошков Ni, Cr, Si, В с размерами частиц не более 40 мкм. Порошки просушивались в сушильных шкафах при 150-200°С, просеивались через сито 0075, необходимое количество порошков согласно рецептуре загружалось в специальный смеситель и производилось механическое смешивание в течение 24 ч.A 1M mixture was prepared from finely dispersed powders of Ni, Cr, Si, and B with particle sizes of not more than 40 μm. The powders were dried in ovens at 150-200 ° С, sifted through a 0075 sieve, the required amount of powders according to the recipe was loaded into a special mixer and mechanical mixing was performed for 24 hours.
Для приготовления смеси ВК6 использовалась готовая твердосплавная смесь типа ВК6, она просушивалась в вакууме с разрежением не менее 1·10-1 мм рт.ст. при 150°С, затем просеивалась через сито 0075. После того как твердосплавная и самофлюсующаяся смеси были готовы, их загружали в смеситель и подвергали совместному сухому механическому смешиванию в течение 24 ч в следующих соотношениях: 100% 1М; 50% ВК6 + 50% 1М; 60% ВК6 + 40% 1М; 70% ВК6 + 30% 1М; 80% ВК6 + 20% 1М; 90% ВК6 + 10% 1М; 100% ВК6.To prepare the VK6 mixture, a ready-made carbide mixture of the VK6 type was used, it was dried in vacuum with a vacuum of at least 1 · 10 -1 mm Hg. at 150 ° C, then sieved through a 0075 sieve. After the carbide and self-fluxing mixtures were ready, they were loaded into the mixer and subjected to joint dry mechanical mixing for 24 hours in the following proportions: 100% 1M; 50% VK6 + 50% 1M; 60% VK6 + 40% 1M; 70% VK6 + 30% 1M; 80% VK6 + 20% 1M; 90% VK6 + 10% 1M; 100% VK6.
Указанные смеси замешивались с пластификатором (5%-ный раствор синтетического каучука в бензине). Заготовки необходимых размеров прессовались в формах (давление прессования 0,7-1,0 т/см2), которые потом спекались при 1400-1500°С в защитной атмосфере (водород) в печи любой системы, позволяющей обеспечить заданную температуру.These mixtures were mixed with a plasticizer (5% solution of synthetic rubber in gasoline). Billets of the required size were pressed in molds (pressing pressure 0.7-1.0 t / cm 2 ), which were then sintered at 1400-1500 ° C in a protective atmosphere (hydrogen) in a furnace of any system that allowed to provide a given temperature.
Изготовленными таким образом электродами проводилось ЭЭЛ образцов из стали 45 и Р6М5 на установке « УИЛВ-8» на 5-м режиме при Wp=0,42 Дж.The electrodes made in this way carried out EEL of samples of steel 45 and P6M5 on the UILV-8 installation in the 5th mode at W p = 0.42 J.
Предварительные слои из индия и меди наносились соответственно на 2-м и 3-м режимах этой же установки при Wp=0,015 и 0,02 Дж.Preliminary layers of indium and copper were deposited, respectively, in the 2nd and 3rd modes of the same setup at W p = 0.015 and 0.02 J.
Оценка качества слоя, его сплошность, толщина и строение зон подслоя проводились на оптическом микроскопе «Неофот-2». Одновременно замерялась микротвердость по глубине шлифа на микротвердомере ПМТ-3 вдавливанием алмазной пирамиды под нагрузкой 0,05 Н.Evaluation of the quality of the layer, its continuity, thickness and structure of the zones of the sublayer was carried out using a Neofot-2 optical microscope. At the same time, microhardness was measured over the depth of the section on the PMT-3 microhardness meter by indenting the diamond pyramid under a load of 0.05 N.
С целью выбора покрытия для защиты рабочих колес центробежных компрессоров от газоабразивного износа проводились лабораторные испытания покрытий разных типов на образцах размером 100×50×6 мм, вырезанных из листовой стали 30ХГС. Образцы испытывали в пескоструйных камерах, работающих от воздушной магистрали с давлением 600 кН/м2. Абразивом служил кварцевый песок с диаметром частиц 0,2 мм. Образцы устанавливались под сопло аппарата на специальных подставках под углами атаки 90 и 45°.In order to choose a coating for protecting the impellers of centrifugal compressors from gas abrasion wear, laboratory tests of coatings of various types were carried out on samples with a size of 100 × 50 × 6 mm cut from 30KhGS steel sheet. Samples were tested in sandblasting chambers operating from an air line with a pressure of 600 kN / m 2 . Quartz sand with a particle diameter of 0.2 mm served as an abrasive. Samples were installed under the nozzle of the apparatus on special supports at angles of attack of 90 and 45 °.
В качестве материалов электродов использовались твердые сплавы ВК6 и Т15К6, сплавы 1М, и 90% ВК6 + 10% 1М. Упрочнение образцов производилось на установке «УИЛВ-8» с ручным вибратором при Wp=0,42 Дж.Hard materials VK6 and T15K6, alloys 1M, and 90% VK6 + 10% 1M were used as electrode materials. Hardening of the samples was carried out on the installation "UILV-8" with a manual vibrator at W p = 0.42 J.
Для сравнения испытывали образцы с нанесенным покрытием (по три образца на серию) и эталонные образцы из стали 30ХГС без покрытия, термообработанные по режиму (НВ 296-302 при σт не более 784 МН/м2 и δ не менее 15%). Износостойкость образцов оценивали по потере веса.For comparison, samples were tested with the coated (by three samples on lot) and reference samples of steel 30HGS uncoated heat treated according to mode (296-302 HB when σ r of not more than 784 MN / m 2 and δ is not less than 15%). The wear resistance of the samples was evaluated by weight loss.
Износостойкость металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали Р6М5, упрочненного методом ЭЭЛ электродами, изготовленными из твердого сплава ВК6 и сплава 1M в различных соотношениях, исследовалась в условиях производства.The wear resistance of a metal-cutting tool made of P6M5 high-speed steel, hardened by the EEL method with electrodes made of VK6 hard alloy and 1M alloy in various ratios, was studied under production conditions.
На фиг. 1 изображена микроструктура поверхностного слоя стали 45 после ЭЭЛ электродами, изготовленными из композитного материала, состоящего из 50% ВК6 и 50% 1M.In FIG. 1 shows the microstructure of the surface layer of steel 45 after EEL with electrodes made of a composite material consisting of 50% VK6 and 50% 1M.
На фиг. 2 изображена микроструктура поверхностного слоя стали 45 после ЭЭЛ электродами, изготовленными из композитного материала, состоящего из 60% ВК6 и 40% 1М.In FIG. 2 shows the microstructure of the surface layer of steel 45 after EEL with electrodes made of a composite material consisting of 60% VK6 and 40% 1M.
На фиг. 3 изображена микроструктура поверхностного слоя стали 45 после ЭЭЛ электродами, изготовленными из композитного материала, состоящего из 70% ВК6 и 30% 1М.In FIG. 3 shows the microstructure of the surface layer of steel 45 after EEL with electrodes made of a composite material consisting of 70% VK6 and 30% 1M.
На фиг. 4 изображена микроструктура поверхностного слоя стали 45 после ЭЭЛ электродами, изготовленными из композитного материала, состоящего из 80% ВК6 и 20% 1M.In FIG. 4 shows the microstructure of the surface layer of steel 45 after EEL by electrodes made of a composite material consisting of 80% VK6 and 20% 1M.
На фиг. 5 изображена микроструктура поверхностного слоя стали 45 после ЭЭЛ электродами, изготовленными из композиционного материала, состоящего из 90% ВК6 и 10% 1М.In FIG. 5 shows the microstructure of the surface layer of steel 45 after EEL by electrodes made of a composite material consisting of 90% VK6 and 10% 1M.
На фиг. 6 изображена микроструктура поверхностного слоя стали 45 после ЭЭЛ электродами, изготовленными из 100% ВК6.In FIG. Figure 6 shows the microstructure of the surface layer of steel 45 after EEL with electrodes made of 100% VK6.
На фиг. 7 изображена микроструктура поверхностного слоя стали 45 после ЭЭЛ электродами, изготовленными из 100% 1М.In FIG. 7 shows the microstructure of the surface layer of steel 45 after EEL with electrodes made of 100% 1M.
На фиг. 8 изображена микроструктура поверхностного слоя стали 45 после ЭЭЛ электродами, изготовленными из Cu + 100% 1МIn FIG. 8 shows the microstructure of the surface layer of steel 45 after EEL with electrodes made of Cu + 100% 1M
На фиг. 9 изображена микроструктура поверхностного слоя стали 45 после ЭЭЛ электродами, изготовленными из In + 90% ВК6 + 10% 1МIn FIG. 9 shows the microstructure of the surface layer of steel 45 after EEL with electrodes made of In + 90% VK6 + 10% 1M
На фиг. 7, 8 и 9 показаны соответственно микроструктуры покрытия сплавов: 1М; 1М с предварительным нанесением меди и 90% ВК6 + 10% 1М с предварительным нанесением индия. Результаты металлографических исследований этих покрытий сведены в таблицу 1. Кроме того, в таблице 1 представлены результаты металлографических исследований покрытий на стали Р6М5, состоящих из твердого сплава ВК6 и сплава 1M в различных соотношениях, а также сплавов 1М и 90% ВК6 + 10% 1М с подслоем из индия.In FIG. 7, 8 and 9 show, respectively, the microstructure of the coating alloys: 1M; 1M with preliminary deposition of copper and 90% VK6 + 10% 1M with preliminary deposition of indium. The results of metallographic studies of these coatings are summarized in table 1. In addition, table 1 presents the results of metallographic studies of coatings on steel P6M5, consisting of hard alloy VK6 and alloy 1M in various ratios, as well as alloys 1M and 90% VK6 + 10% 1M s sublayer from indium.
В результате анализа табл. 1 установлено, что наиболее предпочтительным является применение электродов из материала состава (10-30) вес. % 1М + (70-90)% ВК6, позволяющих формировать поверхностный слой микротвердостью 12300…14200 МПа. Подслой из индия, снижая шероховатость покрытия состава 90% ВК6 + 10% 1М с Ra=3,5…4,2 мкм до Ra=0,6…0,9 мкм и увеличивая сплошность с 80 до 90%, незначительно снижает его микротвердость до 13250 МПа. Следует отметить, что ЭЭЛ электродами, изготовленными из сплава 1М, позволяет формировать покрытия толщиной до 75 мкм микротвердостью до 8350 МПа (фиг. 1, ж).As a result of the analysis of the table. 1 found that the most preferred is the use of electrodes from a material of composition (10-30) weight. % 1M + (70-90)% BK6, allowing the formation of a surface layer with a microhardness of 12300 ... 14200 MPa. The sublayer from indium, reducing the roughness of the coating composition of 90% VK6 + 10% 1M with Ra = 3.5 ... 4.2 microns to Ra = 0.6 ... 0.9 microns and increasing the continuity from 80 to 90%, slightly reduces its microhardness up to 13250 MPa. It should be noted that EEL with electrodes made of 1M alloy allows the formation of coatings up to 75 microns thick with microhardness up to 8350 MPa (Fig. 1, g).
Результаты износа образцов в пескоструйных камерах, работающих от воздушной магистрали с давлением 600 кН/м2, как упрочненных, так и неупрочненных, занесены в таблицу 2.The results of the wear of the samples in sandblasting chambers operating from the air line with a pressure of 600 kN / m 2 , both hardened and unhardened, are listed in table 2.
С целью определения наиболее предпочтительного материала покрытия металлорежущего инструмента, в СМНПО им. М.В. Фрунзе (г. Сумы) испытывались концевые фрезы ⌀36 мм из стали Р6М5 при фрезеровании пазов в детали диска на станке с ЧПУ мод. 654Ф3. Фрезы упрочнялись методом ЭЭЛ на установке «УИЛВ-8» при Wp=0,42 Дж. Результаты испытаний занесены в табл. 3.In order to determine the most preferred coating material for metal cutting tools, in SMNPO them. M.V. Frunze (Sumy) tested ⌀36 mm end mills made of P6M5 steel when milling grooves in a disk part on a CNC machine mod. 654F3. The milling cutters were hardened by the EEL method at the WILV-8 installation at W p = 0.42 J. The test results are listed in Table. 3.
Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы:The studies conducted allowed us to draw the following conclusions:
1. Применение новых материалов электродов состава (10-30) вес. % 1М + (70-90)% ВК6, полученных способом порошковой металлургии, позволяет формировать методом ЭЭЛ поверхностный слой микротвердостью 12300…14200 МПа.1. The use of new materials electrodes composition (10-30) weight. % 1M + (70-90)% VK6, obtained by the powder metallurgy method, makes it possible to form a surface layer with a microhardness of 12300 ... 14200 MPa by EEL.
2. Подслой из индия снижает шероховатость покрытия с Ra=3,5…4,2 мкм до Ra=0,6…0,9 мкм, увеличивает сплошность с 80 до 90% и незначительно уменьшает его микротвердость до 13250 МПа.2. The sublayer from indium reduces the roughness of the coating with Ra = 3.5 ... 4.2 μm to Ra = 0.6 ... 0.9 μm, increases the continuity from 80 to 90% and slightly reduces its microhardness to 13250 MPa.
3. Стойкость против эрозионного износа образцов из стали 30ХГСА с ЭЭЛ покрытием 90% ВК6 + 10% 1М в 3,5 раза выше, чем без покрытия в состоянии термообработки, и соответственно в 1,9; 1,5 и 1,7 раз выше, чем у образцов, упрочненных твердым сплавом ВК6, Т15К6 и 1М. Износостойкость образцов, расположенных под углом 90°, выше, чем у образцов, расположенных под углом 45°.3. The resistance to erosion wear of samples made of 30KhGSA steel with an EEL coating of 90% VK6 + 10% 1M is 3.5 times higher than without coating in the heat-treated state, and, accordingly, 1.9; 1.5 and 1.7 times higher than that of samples hardened by the hard alloy VK6, T15K6 and 1M. The wear resistance of samples located at an angle of 90 ° is higher than that of samples located at an angle of 45 °.
4. Применение электродов состава 90% ВК6 + 10% 1М для нанесения методом ЭЭЛ слоя покрытия на режущий инструмент позволяет значительно (до 4,2 раза) увеличить его стойкость по сравнению с не упрочненным инструментом, что влечет за собой повышение производительности труда и экономию дорогостоящих материалов.4. The use of electrodes with a composition of 90% BK6 + 10% 1M for applying the coating layer to the cutting tool by the EEL method can significantly (up to 4.2 times) increase its durability compared to a non-hardened tool, which entails an increase in labor productivity and costly savings materials.
Твердые износостойкие покрытия из композитного материала, состоящего из твердого сплава ВК6 и сплава 1М в различных соотношениях, наносятся при энергии импульса Wp=0,35-0,42 Дж.Hard wear-resistant coatings made of a composite material consisting of VK6 hard alloy and 1M alloy in various ratios are applied at a pulse energy of W p = 0.35-0.42 J.
Снижение энергии импульса сопровождается уменьшением толщины нанесенного слоя с 10-40 мкм до 5-15 мкм.The decrease in pulse energy is accompanied by a decrease in the thickness of the deposited layer from 10-40 microns to 5-15 microns.
Увеличение энергии импульса, например, до Wp=0,49-0,56 Дж сопровождается резким увеличением параметра шероховатости поверхности с Ra=3,5…4,2 мкм до Ra=7,8…10,3 мкм, а также снижением сплошности покрытия до 60%.An increase in the pulse energy, for example, to W p = 0.49-0.56 J is accompanied by a sharp increase in the surface roughness parameter from Ra = 3.5 ... 4.2 μm to Ra = 7.8 ... 10.3 μm, as well as a decrease coating continuity up to 60%.
Мягкий антифрикционный материал индий наносят при Wp=0,01-0,03 Дж. В данном случае нижний предел энергии ограничивается эффективностью способа. Увеличение энергии импульса выше верхнего предела приводит к возрастанию температуры электрода - инструмента из индия - и его интенсивному разрушению (температура плавления индия 157°С).The soft antifriction material indium is applied at W p = 0.01-0.03 J. In this case, the lower energy limit is limited by the efficiency of the method. An increase in the pulse energy above the upper limit leads to an increase in the temperature of the electrode — an indium tool — and its intense destruction (melting point of indium 157 ° С).
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014136694/02A RU2598738C2 (en) | 2014-09-09 | 2014-09-09 | Procedure for application of wear-resistant composite coating on wear surfaces of steel products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014136694/02A RU2598738C2 (en) | 2014-09-09 | 2014-09-09 | Procedure for application of wear-resistant composite coating on wear surfaces of steel products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014136694A RU2014136694A (en) | 2016-03-27 |
| RU2598738C2 true RU2598738C2 (en) | 2016-09-27 |
Family
ID=55638599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014136694/02A RU2598738C2 (en) | 2014-09-09 | 2014-09-09 | Procedure for application of wear-resistant composite coating on wear surfaces of steel products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2598738C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU180771U1 (en) * | 2018-02-20 | 2018-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный аграрный университет" | ROAD CUTTER CUTTER |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU377387A1 (en) * | 1971-07-12 | 1973-04-17 | METAL CERAMIC MATERIAL BASED ON | |
| JP2004130486A (en) * | 2002-10-15 | 2004-04-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Electrode material for electric discharge |
| RU2404378C1 (en) * | 2009-02-24 | 2010-11-20 | Василий Сигизмундович Марцинковский | Processing method of plain bearing liners |
| RU2410212C2 (en) * | 2009-02-24 | 2011-01-27 | Василий Сигизмундович Марцинковский | Procedure for treatment of conjugated surfaces of steel and/or iron parts |
| RU2524471C2 (en) * | 2012-03-16 | 2014-07-27 | Василий Сигизмундович Марцинковский | Spark-erosion alloying of steel part surfaces |
-
2014
- 2014-09-09 RU RU2014136694/02A patent/RU2598738C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU377387A1 (en) * | 1971-07-12 | 1973-04-17 | METAL CERAMIC MATERIAL BASED ON | |
| JP2004130486A (en) * | 2002-10-15 | 2004-04-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Electrode material for electric discharge |
| RU2404378C1 (en) * | 2009-02-24 | 2010-11-20 | Василий Сигизмундович Марцинковский | Processing method of plain bearing liners |
| RU2410212C2 (en) * | 2009-02-24 | 2011-01-27 | Василий Сигизмундович Марцинковский | Procedure for treatment of conjugated surfaces of steel and/or iron parts |
| RU2524471C2 (en) * | 2012-03-16 | 2014-07-27 | Василий Сигизмундович Марцинковский | Spark-erosion alloying of steel part surfaces |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU180771U1 (en) * | 2018-02-20 | 2018-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный аграрный университет" | ROAD CUTTER CUTTER |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014136694A (en) | 2016-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kim et al. | Assessment of wear performance of flame sprayed and fused Ni-based coatings | |
| Huang et al. | Effects of solid lubricant content on the microstructure and properties of NiCr/Cr3C2–BaF2· CaF2 composite coatings | |
| Tarelnyk et al. | Electrode materials for composite and multilayer electrospark-deposited coatings from Ni–Cr and WC–Co alloys and metals | |
| Zhang et al. | Characterization of microstructure and rolling contact fatigue performance of NiCrBSi/WC–Ni composite coatings prepared by plasma spraying | |
| US7964239B2 (en) | Bearing material coated slide member and method for manufacturing the same | |
| Kornienko et al. | Effect of plasma spraying regimes on structure and properties of Ni 3 Al coatings | |
| Günen | Micro-abrasion wear behavior of thermal-spray-coated steel tooth drill bits | |
| Wang et al. | Micro-indentation and erosion properties of thermal sprayed NiAl intermetallic-based alloy coatings | |
| Wang et al. | The effect of CeO2 on the erosion and abrasive wear of thermal sprayed FeAl intermetallic alloy coatings | |
| Nguyen et al. | Study of the formation of the alloyed surface layer during plasma heating of mixtures of cu-sn/crxcy alloys | |
| RU2598738C2 (en) | Procedure for application of wear-resistant composite coating on wear surfaces of steel products | |
| Tušek et al. | Electrospark deposition for die repair | |
| Oskolkova | A New the Chnology for Producing Carbide Alloys With Gradient Structure | |
| Wojdat et al. | Soldering aluminium to copper with the use of interlayers deposited by cold spraying | |
| UA108866U (en) | METHOD OF IMPROVEMENT OF THE STEEL PRODUCT RESISTANCE | |
| EP1974072A1 (en) | Method of coating a cemented carbide or cermet substrate body and coated cemented carbide or cermet body | |
| Sakiru et al. | Thin surface layers of iron-based alloys deposited by TIG hardfacing | |
| Lailatul et al. | Tribological properties of surface coated duplex stainless steel containing SiC ceramic particles | |
| RU2430193C1 (en) | Method for obtaining wear-resistant coatings by means of detonation spraying | |
| Mahmud et al. | Mechanical property changes in HVOF sprayed nano-structured WC-17wt.% Ni (80/20) Cr coating with varying substrate roughness | |
| Alisin et al. | The restoration of the friction surfaces by laser cladding | |
| Qin et al. | Application of laser metal deposition for fabrication of titanium matrix wear-resistant coating and its wearing performance | |
| Boretius et al. | Wear protection coatings generated by brazing, sintering and heat treatment in vacuum | |
| Abakay et al. | Wear properties of the surface alloyed AISI 1020 steel with vanadium and boron by TIG Welding Technique | |
| Grigorchik et al. | Obtaining Wear-Resistant Coatings Based on Titanium Nitride by the Method of Hypersonic Metallization |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180910 |