sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2017-3(55)-62-68sibadi-12Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ЭЛЕКТРОИСКРОВОМ МОДИФИЦИРОВАНИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВFEATURES OF FORMATION OF FUNCTIONAL COVERINGS AT ELECTROSPARK MODIFYING OF METAL MATERIALSКоротаевД. Н.KorotaevD. N.

Коротаев Дмитрий Николаевич – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Эксплуатация и ремонт автомобилей» 

(644080, г.Омск, пр-т Мира, 5)

Korotaev Dmitrii Nikolaevich - Doctor of Engineering, associate professor, professor of department « Operation and car repairs» 

(644080, g.Omsk, pr-t Mira, 5)

korotaevd99@mail.ruИвановаЕ. В.IvanovaE. V.

Иванова Елена Владимировна – кандидат технических наук, доцент, доцент 12 кафедры (физико-математических дисциплин)

(644098, г. Омск, п. Черёмушки, 14 военный городок)

Ivanova Elena Vladimirovna – Candidate of Technical Sciences, associate professor, associate professor of the 12th department (physical and mathematical disciplines) 

(644098, g. Omsk, p. Cheremushki, 14 voennyi gorodok)

 

elenaivanova-01@mail.ruФГБОУ ВО «СибАДИ»РоссияSibADIRussian FederationВоенная академия материально-технического обеспечения им. генерала армии А.В. Хрулева, Омский автобронетанковый инженерный институтРоссияOmsk Tank-Automotive Engineering InstituteRussian Federation20171208201703(55)6268Copyright © Коротаев Д.Н., Иванова Е.В., 20172017Коротаев Д.Н., Иванова Е.В.Korotaev D.N., Ivanova E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/12

Представлены результаты исследования влияния материалов легирующих электродов при электроискровом модифицировании стальных деталей транспортно-технологических машин на фазовый состав формируемых покрытий и поверхностных слоев. Установлено, что при обработке электродом на основе карбида титана с добавками никеля, хрома, алюминия и шеелитового концентрата, в покрытии образуется упрочняющая фаза ‒ интерметаллид Ni3(AlTi). Кроме того, в работе приведены экспериментальные данные по влиянию газовой межэлектродной среды на толщину покрытия, плотность дефектов кристаллического строения материалов и трибологические свойства модифицированных поверхностных слоев и покрытий. Полученные результаты свидетельствуют об активном участии газовой среды в изменении физико-механических и трибологических свойств покрытий и поверхностных слоев. Так, при электроискровой обработке в атмосфере кислорода зафиксирована минимальная толщина покрытия (около 30 μm) и максимальная износостойкость. Это связано с тем, что кристаллическое состояние поверхностей, полученных в кислородсодержащей среде, характеризуется повышенной плотностью дислокаций. Кроме того, согласно рентгенофазовому анализу, под микроразмерным покрытием располагается дисперсно-упрочненный поверхностный слой с образованием интерметаллидов, что также способствует увеличению степени упрочнения стальной поверхности.

Results of a research of influence of materials of the alloying electrodes at electrospark modifying of steel products on phase structure of the formed coverings and blankets are presented. It is established that when processing the electrode on the basis of carbide of the titan with additives of nickel, chrome, aluminum and a sheelitovy concentrate, in a covering forms the strengthening phase ‒ intermetallic compound Ni3(AlTi). Possible mechanisms of hardening of blankets of metal products at electrospark modifying are considered, and also results of a research of influence of the gas interelectrode environment on covering thickness, density of defects of a crystal structure of materials and tribological properties of the modified blankets and coverings. Use of technology of electrospark processing promotes manifestation of a complex of mechanisms of hardening from which dominating are dispersive hardening coherent particles of carbides and intermetallic compound, and also a strongly solution alloying. The received results demonstrate active participation of the gas environment in change of physicomechanical and tribological properties of coverings and blankets. So, at electrospark processing in the atmosphere of oxygen the minimum thickness of a covering (about 30 μm) and the maximum wear resistance is recorded. It is connected with the fact that crystalline state of the surfaces received in the oxygen-containing environment is characterized by the increased density of dislocations. Besides, according to the X-ray phase analysis, under a microdimensional covering the disperse strengthened blanket with formation of intermetallic compound settles down that also promotes increase in extent of hardening of a steel surface. It is shown that the reasonable choice of a ratio of the mechanisms of hardening operating when processing with electrospark modifying allows to provide a necessary complex of physicomechanical and tribological properties of the formed coverings.

электроискровое модифицированиефункциональное покрытиефазовый составупрочнениеинтерметаллидыизносостойкостьelectrospark modifyingfunctional coveringphase structurehardeningintermetallidagas environmentdensity of dislocationswear resistanceReferencesLofaj, F. Transfer film in a friction contact in the nanocomposite WC-C coatings / F. Lofaj, M. Ferdinandy, G. Cempura, P. Hornak, M. Vnoucek // Journal of the Australian Ceramic Society. – 2013. – Vol. 49. – P. 34-43.Lofaj, F., Ferdinandy М., Cempura G., Hornak P., Vnoucek V. Transfer film in a friction contact in the nanocomposite WC-C coatings. Journal of the Australian Ceramic Society, 2013, vol. 49, pp. 34-43.Jamnapara, N. I. Comparative analysis of insulating properties of plasma and thermally grown alumina films on electrospark aluminide coated 9Cr steels / N. I. Jamnapara, S. Frangini, J. Alphonsa, N. L. Chauhan, S. Mukherjee // Surface and Coatings Technology. – 2015. – Vol. 266. – P. 146-150.Jamnapara, N. I., Frangini S., Alphonsa J., Chauhan N.L., Mukherjee S. Comparative analysis of insulating properties of plasma and thermally grown alumina films on electrospark aluminide coated 9Cr steels. Surface and Coatings Technology, 2015, vol. 266, pp. 146150.Kolomeichenko, A. V. Tribotechnical properties of electrospark coatings of amorphous and nanocrystalline iron alloys / A. V. Kolomeichenko, I. S. Kuznetsov // Journal of Friction and Wear. – 2014. – Vol. 35. – No. 6. – P. 501-504.Kolomeichenko, A. V., Kuznetsov I.S. Tribotechnical properties of electrospark coatings of amorphous and nanocrystalline iron alloys. Journal of Friction and Wear, 2014, vol. 35, no 6, pp. 501-504.Nikolenko, S. V. Superhigh-speed extrusion of tungsten-free electrodes for electrospark alloying of steel 45 / S. V. Nikolenko, N. A. Suy, M. A. Pugachevskii, L. P. Metlitskaya // Russian Engineering Research. – 2013. – Vol. 33. – No. 5. – P. 258-264.Nikolenko, S. V., Suy N.A., Pugachevskii M.A., Metlitskaya L.P. Superhigh-speed extrusion of tungsten-free electrodes for electrospark alloying of steel 45. Russian Engineering Research, 2013, vol. 33, no 5, pp. 258-264.Mashkov, Y.K. The effect of electric-spark treatment on the structure and properties of modified friction surfaces / Y. K. Mashkov, O. V. Malij, D. N. Korotaev, B. S. Alimbaeva, M. Y. Baybaratskaya // Journal of Friction and Wear. – 2016. – Vol. 37. – No 1. – P. 66-70.Mashkov, Y.K., Malij O.V., Korotaev D.N., Alimbaeva B.S., Baybaratskaya M.Y. The effect of electric-spark treatment on the structure and properties of modified friction surfaces. Journal of Friction and Wear, 2016, vol. 37, no 1, pp. 66-70.Агеева, Е. В. Характеристики электроискровых покрытий, полученных электродным материалом из электроэрозионных порошков быстрорежущей стали / Е. В. Агеева, Е. В. Агеев, Р. А. Латыпов, В. Ю. Карпенко, А. Ю. Алтухов // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. – 2015. – No. 2. – С. 62-65.Ageeva E.V., Ageev E.V., Latypov R.A., Karpenko V.Yu., Altukhov A.Yu. Kharakteristiki elektroiskrovykh pokrytii, poluchennykh elektrodnym materialom iz elektroerozionnykh poroshkov bystrorezhushchei stali [Characteristics of the electrospark coverings received by electrode material from electroerosive powders of quick cutting steel]. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya, 2015, no 2, pp. 62-65.Nikolenko, S. V. Generation and study of new electrode materials with self fluxing additives to improve the efficiency of mechanical electrospark alloying / S. V. Nikolenko, N. A. Syui, A. D. Verkhoturov // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. – 2015. – Vol. 51. – No. 1. – P. 38-45.Nikolenko, S. V., Syui N.A., Verkhoturov A.D. Generation and study of new electrode materials with self fluxing additives to improve the efficiency of mechanical electrospark alloying / S. V. Nikolenko, N. A. Syui, A. D. Verkhoturov // Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 2015, vol. 51, no 1, pp. 38-45.Петрова, Л. Г. Разработка технологий поверхностного упрочнения деталей машин и инструмента на основе научно-методологического комплекса инженерии поверхности металлических материалов / Л. Г. Петрова // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2010. – No. 12. – С. 28-39.Petrova L. G. Razrabotka tekhnologii poverkhnostnogo uprochneniya detalei mashin i instrumenta na osnove nauchnometodologicheskogo kompleksa inzhenerii poverkhnosti metallicheskikh materialov [Working out of technologies of superficial hardening of details of cars and the tool on the basis of a scientific-methodological complex of surface]. Uprochnyayushchie tekhnologii i pokrytiya, 2010, no. 12, pp. 28-39.Уманский, Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия/ Я.С. Уманский, Ю.А. Саканов, И.И. Иванов и др. – М. : Металлургия, 1982. – 631 с.Umanskij Ja.S., Sakanov Ju.A., Ivanov A.I. i dr. Kristallografija, rentgenografija i jelektronnaja mikroskopija [Crystallography, X-ray analysis and electronic microscopy]. Moscow. Metallurgija, 1982. 631p.Машков, Ю. К. Исследование наноструктурных покрытий, синтезируемых методом электроискровой обработки / Ю. К. Машков, Д. Н. Коротаев, М. Ю. Байбарацкая, Б. Ш. Алимбаева // Журнал технической физики. – 2015. – Т. 85. – No. 10. – С.75-79.Mashkov Yu. K., Korotaev D. N., Baibaratskaya M. Yu., Alimbaeva B. Sh. Issledovanie nanostrukturnykh pokrytii, sinteziruemykh metodom elektroiskrovoi obrabotki [Research of the nanostructural coverings synthesized by method of electrospark processing]. Zhurnal tekhnicheskoi fiziki, 2015, vol. 85, no 10, pp.75-79.Коротаев, Д. Н. Субструктурное поверхностное упрочнение деталей трибосистем методом электроискрового легирования / Д. Н. Коротаев, Е. В. Иванова // Перспективные материалы. – 2011. – No. 2. – С. 98-102.Korotaev D. N., Ivanova E. V. Substrukturnoe poverkhnostnoe uprochnenie detalei tribosistem metodom elektroiskrovogo legirovaniya [Substructural superficial hardening of friction system components by electrospark modifying]. Perspektivnye materially, 2011, no 2, pp. 98-102.Кристиан, Дж. Теория превращений в металлах и сплавах/ Дж. Кристиан. – М.: Мир, 1978. –С. 808.Kristian Dzh. Teorija prevrashhenij v metallah i splavah [The theory of transformations in metals and alloys]. Moscow. Mir, 1978. 808p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.