ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФРИКЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ПОКРЫТИЯ ПГ-СР2, СФОРМИРОВАННОГО ЛАЗЕРНОЙ НАПЛАВКОЙ

  • Наталья Николаевна Соболева Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук
  • Алексей Викторович Макаров Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук
  • Ирина Юрьевна Малыгина Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук
Ключевые слова: лазерная наплавка, NiCrBSi покрытия, ПГ-СР2, фрикционная обработка, профилометрия, микроиндентирование

Аннотация

Порошок марки ПГ-СР2, имеющий систему легирования Ni–Cr–B–Si, применяется для лазерной наплавки на детали, работающие в условиях износа, коррозии, эрозии и повышенных температур. Значительная волнистость и шероховатость поверхности, получаемая в результате лазерной наплавки, в настоящее время устраняется шлифованием абразивными кругами. Ранее авторами была показана возможность проведения финишной фрикционной обработки покрытия ПГ-СР2 индентором из мелкодисперсного кубического нитрида бора на воздухе при нагрузке 350 Н. Однако при проведении фрикционной обработки повышение нагрузки на индентор может влиять неоднозначно. Кроме того, ранее не было рассмотрено состояние инденторов после проведения фрикционной обработки покрытия ПГ-СР2, что является одним из важных аспектов выбора технологических параметров фрикционной обработки. Поэтому в настоящей работе изучалась твердость, качество поверхности покрытия ПГ-СР2 после проведения фрикционной обработки при нагрузках на индентор 350 Н и 500 Н, проводилось сравнение с характеристиками поверхности после электрополировки и шлифовки, а также исследовались поверхности инденторов после таких обработок. Показано, что в процессе проведения фрикционной обработки при нагрузке 500 Н на поверхности покрытия ПГ-СР2 происходят процессы схватывания, приводящие к формированию поверхности с повышенной шероховатостью и препятствующие максимальному деформационному упрочнению покрытия. Это приводит к переносу материала покрытия на поверхность вершины индентора. Химический состав на поверхности индентора после фрикционной обработки при нагрузке 350 Н не меняется, кроме того, такая обработка формирует наиболее твердую и качественную поверхность с пониженными параметрами шероховатости, и может быть рекомендована в качестве финишной упрочняющей операции получения деталей с покрытием ПГ-СР2.

Биографии авторов

Наталья Николаевна Соболева, Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук

кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории конструкционного материаловедения

Алексей Викторович Макаров, Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук

доктор технических наук, заведующий отделом материаловедения и лабораторией механических свойств

Ирина Юрьевна Малыгина, Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук

кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории конструкционного материаловедения

Литература

1. Brückner F., Lepski D. Laser Cladding // Springer Series in Materials Science. 2017. Vol. 119. P. 263–306.
2. Gao W., Chang C., Li G., Xue Y., Wang J., Zhang Z., Lin X. Study on the laser cladding of FeCrNi coating // Optik. 2019. Vol. 178. P. 950–957.
3. Tobar M.J., Álvares C., Amado J.V., Rodríguez G., Yáñez A. Morphology and characterization of laser clad composite NiCrBSi–WC coatings on stainless steel // Surface and Coatings Technology. 2006. Vol. 200. P. 6313–6317.
4. Tamanna N., Crouch R., Naher S. Progress in numerical simulation of the laser cladding process // Optics and Lasers in Engineering. 2019. Vol. 122. P. 151–163.
5. d’Oliveira A.S.C.M., Vilar R., Feder C.G. High temperature behavior of plasma transferred arc and laser Co-based alloy coatings // Applied Surface Science. 2002. Vol. 201. P. 154–160.
6. Li C., Zhang Q., Wang F., Deng P., Lu Q., Zhang Y., Li S., Ma P., Li W., Wang Y. Microstructure and wear behaviors of WC-Ni coatings fabricated by laser cladding under high frequency micro-vibration // Applied Surface Science. 2019. Vol. 485. P. 513–519.
7. Navas С., Colaco R., De Damborenea J., Vilar R. Abrasive wear behavior of laser clad and flame sprayed-melted NiCrBSi coatings // Surface and Coatings Technology. 2006. Vol. 200. P. 6854–6862.
8. Guo Ch., Zhou J., Chen J., Zhao J., Yu Y., Zhou H. High temperature wear resistance of laser cladding NiCrBSi and NiCrBSi/WC-Ni composite coatings // Wear. 2011. Vol. 270. P. 492–498.
9. González R., Cadenas M., Fernández R., Cortizo J.L., Rodríguez E. Wear behaviour of flame sprayed NiCrBSi coating remelted by flame or by laser // Wear. 2007. Vol. 262. P. 301–307.
10. Singh R., Kumar D., Mishra S.K., Tiwari S.K. Laser cladding of Stellite 6 on stainless steel to enhance solid particle erosion and cavitation resistance // Surface and Coatings Technology. 2014. Vol. 351. P. 87–97.
11. Лоскутов В.В. Шлифование металлов. М.: Машиностроение, 1985. 256 с.
12. Макаров А.В., Соболева Н.Н., Саврай Р.А., Малыгина И.Ю. Повышение микромеханических свойств и износостойкости хромоникелевого лазерного покрытия финишной фрикционной обработкой // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2015. № 4. С. 60–67.
13. Соболева Н.Н., Макаров А.В., Малыгина И.Ю. Влияние фрикционной обработки на микромеханические свойства NiCrBSi покрытия, полученного лазерной наплавкой // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2017. № 4. С. 135–140.
14. Скорынина П.А., Макаров А.В., Юровских А.С., Осинцева А.Л. Влияние температуры наноструктурирующей фрикционной обработки на структурно-фазовое состояние, упрочнение и качество поверхности аустенитной хромоникелевой стали // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2017. № 3. С. 103–109.
15. Кузнецов В.П., Макаров А.В., Псахье С.Г., Саврай Р.А., Малыгина И.Ю., Давыдова Н.А. Трибологические аспекты наноструктурирующего выглаживания конструкционных сталей // Физическая мезомеханика. 2014. Т. 17. № 3. С. 14–30.
16. Smirnov S. V., Konovalov D. A., Kalashnikov S. T., Smirnova E. O. Studying the Adhesion Strength and Mechanical Properties of Coatings on Aluminum-Magnesium Alloy Samples // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. 2018. Vol. 5. P. 106–115.
17. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики. М.: Стандартинформ, 2018.
18. Зайцева А.О., Захарова Н.В. Параметры шероховатости в соответствии с требованиями международного стандарта // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2015. Т. 2. № 11. С. 83–84.
19. ГОСТ Р ИСО 4287-2014. Геометрические характеристики изделий (GPS). Структура поверхности. Профильный метод. Термины, определения и параметры структуры поверхности. М.: Стандартинформ, 2019.
20. Богуцкий Б.В., Дзюбаба Р.Н., Новоселов Ю.К. Влияние технологических факторов на параметры шероховатости при обработке абразивными инструментами // Механики XXI веку. 2017. № 16. С. 33–37.
Опубликован
2019-09-30
Выпуск
Раздел
Технические науки

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)