| На главную | Написать нам |

Мы работаем с легкостью кузнечика!



русскийenglish

 
 Информация
 Проекты
 Сотрудники
 Контакты
   
   
   
   




РФФИ 17-08-00059 Разработка теоретических и технологических основ формирования композиционных покрытий с упрочняющими фазами карбида титана нано и микронных размеров плазменным напылением с местной защитой от атмосферы воздуха

В рамках выполнения гранта РФФИ проведены эксперименты по плазменному напылению с местной защитой порошковых материалов: TiC+ 60об% Ti; TiC+ 50об% чугун ПГ-С27; TiC+50об% быстрорежущая сталь Р6М5. Порошковые материалы получены СВС синтезом. Разработанный авторами проекта способ плазменного напыления с местной защитой не имеет мировых аналогов и позволяет существенно снизить воздействие кислорода воздуха на напыляемые частица, а также усреднить скорость напыляемых частиц, что позволяет получать покрытия с меньшей пористостью и химическим составом, близким к исходному составу. Кроме того, проведено плазменное напыление покрытий из порошков: Ti, чугун ПГ-С27, быстрорежущая сталь, которые были использованы в керметах, полученных СВС синтезом, в качестве матрицы. Также в проекте опробовали оригинальный подход к получению порошков с плотной структурой частиц, которые могут быть использованы для плазменного напыления кермета 70об%TiC(N)–NiMo с субмикронным размером карбида (карбонитрида), полученного горячим прессованием. Проведенные исследования структуры, химического состава и физико-механических свойств. Для плазменного покрытия из 50об%TiC-Р6М5 установлено, что содержание TiC в покрытии сохраняется, однако период его решетки, 0,43035 нм, ниже чем в исходном порошке для напыления, 0,43212 нм. Показано, что значение микротвердости керметного покрытия 11,0 ГПа может быть подсчитано по правилу смесей. Для покрытий из Ti и TiC-Ti кермета при напылении Ar-N2 плазмой с местной защитой определено активное взаимодействие напыляемого материала с азотом и кислородом . Содержание углерода в TiC-Ti керметном покрытии, по сравнению с исходным порошком, снижается с 11,1% до 9,23%, содержание азота повышается с 0,077% до 2,73%, содержание кислорода повышается с 1,23% до 3,45%. Микротвердость керметного TiC-Ti покрытия 17,78 ГПа определяется снижением содержания карбида TiC с 100% до 76% и повышением твердости матричной Ti фазы. Расчетом оценили состав карбидной фазы, TiC0,5N0,1O0,17, и ее микротвердость в покрытии 19,59 ГПа. Для плазменного покрытия из порошка высоколегированного чугуна марки С27 определено повышение содержания кислорода с 0,32% до 0,98%, азота с 0,038% до 0,15%, содержание углерода снижается с 4,26% до 3,47%. А для кермета на его основе 50об%TiC-С27 содержание кислорода повышается с 0,56% до 1,96%, азота с 0,068% до 0,64%, содержание углерода снижается с 10,5% до 8,19%. Разница изменения содержания легких элементом в покрытии по сравнению с напыляемым порошком определяется наличием титана и твердой карбидной фазы. Изменение содержания C, O, N и высокие скорости затвердевания напыляемых частиц определяют повышение микротвердости покрытия при нагрузке на индентор 20 г с 10,36 ГПа в порошке (50об%TiC-С27) до 14,65 ГПа в покрытии (50об%TiC-С27). Плазменное покрытие из керметного порошка TiC-NiMo, полученного дроблением компакта после горячего прессования, имеет твердость 10 ГПа, что связано с существенной потерей углерода в процессе напыления, т.к. пористость прессовки после горячего прессования была 30%, т.е. требуется проведение дополнительных исследований по оптимизации процесса горячего прессования для дальнейшего получения порошкового материала, необходимого для плазменного напыления. Исходные порошковые материалы, синтезированные из них СВС синтезом керметы, кермет 70об%TiC(N)–NiMo, полученный горячим преосванием, а также плазменные покрытия из этих порошков детально исследовали с использованием оптической микроскопии, РФА (фазовый состав, периоды решетки и величины ОКР основных фаз), химического анализа (содержание углерода, кислорода, азота). Также проведены исследования микротвердости порошковых материалов и плазменных покрытий из них.


Основные публикации

1. Калита, В. И., Комлев, Д. И., Прибытков, Г. А., Коржова, В. В., Радюк, А. А., Барановский, А. В., ... & Михайлова, А. Б. (2017). Изменение содержания углерода, азота и кислорода при формировании плазменных керметных покрытий со стальной матрицей, упрочненной карбидом титана. Перспективные материалы, (8), 31-39.

2. Г.А. Прибытков, В.И. Калита, Д.И. Комлев, В.В. Коржова, А.А. Радюк, А.В. Барановский, А.Ю. Иванников, М.Г. Криницын, А.Б. Михайлова (2017). Структура и износостойкость плазменных покрытий, напыленных композиционным порошком TiC+Р6М5. Физика и химия обработки материалов, (3), 45-55.


Разработка: Eldream Design, 2003