Исследовательский потенциал молодых ученых: взгляд в будущее

211 Наплавка твердых сплавов также повышает хрупкость наплавленного слоя, скалывающегося даже при незначительных ударах, а также не позволяет полу- чить значительный по размерам слой. Наиболее перспективным для нанесения износостойкого покрытия можно считать [3,4] плазменное напыление порошковыми материалами. Исследова- ния, проводимые на НПО «Тула-Чермет» и ТГПУ им. Л. Н. Толстого показали, что механическое напыление порошковых сплавов на материалы сталь 40 и сталь 35ХГСА наиболее эффективно при нанесении слоя толщиной не более 1 мм. Повышение толщины напыляемого слоя приводит к резкому уменьшению его адгезионной и когезионной прочности. Так повышение толщины напыляе- мого слоя до 2 мм снижает его прочность в 1,5 раза. Следует отметить, что стойкость напыленного слоя зависит от состава напы- ляемых порошков. Так порошки типа «ПНТ» обладают наибольшей стойкостью и дороговизной, а порошки типа «ПГСР» имеют меньшую стойкость и цену. После нанесения слоя порошка его качество остается низким. При испыта- нии порошка ПН85Ю15 среднее значение когезионной прочности составило σ К = 18 кГс/мм 2 и σ А =4..5 кгс/мм 2 Для порошка ПН 55 Т45: σ К = 22 кГс/мм 2 и σ А =4..5 кгс/мм 2 Для порошка ПГ-СР 3: σ К = 16 кгс/мм 2 и σ А = 3.5…4.5 кгс/мм 2 Малые значения параметра σ А связано с образованием на глубине 0,1 – 0,15 мм относительно исходной детали большого количества микродефектов, что по всей видимости связано с раскислением поверхности изделия и образо- вании окислов в покрытии. Кроме этого, твердость нанесенного покрытия не превышала НВ – 260–280. Однако эти характеристики резко увеличивались при повторном воздейст- вии на напылённый слой, плазменной струи (операция проплавления). Данная операция резко убирает внутренние дефекты и повышает параметры σ А до 40 кг/мм 2 и σ К до 70 кг/мм 2 . При этом твердость наплавляемого слоя достигала для порошка ПН85Ю15 HRC 40, для ПГ – СР3 HRC 45 – 48, для ПН 55 Т45 HRC 60 – 63. Введение в состав порошка алюминия (Ю) позволило заполнить практически все поры в покрытии, что повысило его коррозионную стойкость. Данное повы- шение качества напыленного слоя снижается за счет его малой толщины (1мм). Для повышения толщины покрытия, а следовательно и работоспособности изделия, рекомендуется производить напыление в несколько слоёв с после- дующим проплавлением каждого слоя. Как показали эксперименты, наиболее рациональным является нанесение трехслойных покрытий. В этом случае перед нанесением каждого последующего слоя необходимо произвести механическую обработку с поверхности предыдущего с целью удаления образовавшихся оки- слов и пригаров для повышения сцепления между слоями. Наиболее целесооб- разно проводить зачистку проволочными щетками с размером проволоки до 0,5 мм из стали Р6М5, до появления металлического блеска. Размеры рекомендуе- мых слоев представлены на рисунке 1.