Структура та властивості ЕІЛ-покривів з TiN, TiB2 і Mo на титановому сплаві ВТ22 та їх трансформація за світлотермічної обробки
Встановлено, що ЕІЛ-покриви з ТіN, ТіВ2 і Мо значно поліпшують триботехнічні властивості титанового сплаву ВТ22. Показано, що з підвищенням швидкості ковзання від 1,0 до 10 m/s інтенсивність зношування збільшується в 1,5–2, а коефіцієнт тертя – в 1,3 рази. Значна кількість оксидів у покривах, їх дод...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України
2009
|
| Назва видання: | Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31723 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Структура та властивості ЕІЛ-покривів з TiN, TiB2 і Mo на титановому сплаві ВТ22 та їх трансформація за світлотермічної обробки / О.В. Паустовський, В.В. Пасічний, І.І. Тимофєєва, О.Г. Моляр, В.І. Новікова, В.Є. Шелудько, Н.М. Мордовець, С.О. Остапенко, О.Д. Костенко, Л.П. Ісаєва // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2009. — Т. 45, № 6. — С. 45-49. — Бібліогр.: 5 назв. — укp. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-31723 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-317232025-02-09T14:38:30Z Структура та властивості ЕІЛ-покривів з TiN, TiB2 і Mo на титановому сплаві ВТ22 та їх трансформація за світлотермічної обробки Structure and properties of electric-spark alloyed TiN, TiB2 and Mo coatings on BT-22 titanium alloy and their transformation under light-thermal treatment Паустовський, О.В. Пасічний, В.В. Тимофєєва, І.І. Моляр, О.Г. Новікова, В.І. Шелудько, В.Є. Мордовець, Н.М. Остапенко, С.О. Костенко, О.Д. Ісаєва, Л.П. Встановлено, що ЕІЛ-покриви з ТіN, ТіВ2 і Мо значно поліпшують триботехнічні властивості титанового сплаву ВТ22. Показано, що з підвищенням швидкості ковзання від 1,0 до 10 m/s інтенсивність зношування збільшується в 1,5–2, а коефіцієнт тертя – в 1,3 рази. Значна кількість оксидів у покривах, їх додаткове легування титаном після обробки КСВ сприяють збільшенню товщини шару в 3–4 рази, але погіршують триботехнічні властивості. Установлено, что ЕИЛ-покрытия из ТiN, TiB2 и Мо значительно улучшают триботехнические свойства титанового сплава ВТ22. Показано, что повышение скорости скольжения с 1,0 до 10 m/s приводит к увеличению интенсивности изнашивания в 1,5–2, а коэффициента трения – в 1,3 раза. Образование большого количества оксидов в ЕИЛ-покрытиях, их дополнительное легирование титаном после обработки КСИ способствует увеличению толщины слоя в 3–4 раза, но ухудшает триботехнические свойства. It is established that ESA-coatings from TiN-, TiB2- and Mo essentially improve the tribotechnical characteristics of BT22 titanium alloy. It is shown that the increase in sliding speed from 1.0 to 10 m/s leads to the 1.5–2 fold increase of wear intensity and 1.3 fold fincrease of friction coefficient. Formation of a great quantity of oxides in ESA-coatings after concentrated solar irradiation promotes the increase of the layer thickness in 3–4 times but deteriorates the tribotechnical properties. 2009 Article Структура та властивості ЕІЛ-покривів з TiN, TiB2 і Mo на титановому сплаві ВТ22 та їх трансформація за світлотермічної обробки / О.В. Паустовський, В.В. Пасічний, І.І. Тимофєєва, О.Г. Моляр, В.І. Новікова, В.Є. Шелудько, Н.М. Мордовець, С.О. Остапенко, О.Д. Костенко, Л.П. Ісаєва // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2009. — Т. 45, № 6. — С. 45-49. — Бібліогр.: 5 назв. — укp. 0430-6252 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31723 682.9.048 uk Фізико-хімічна механіка матеріалів application/pdf Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Встановлено, що ЕІЛ-покриви з ТіN, ТіВ2 і Мо значно поліпшують триботехнічні властивості титанового сплаву ВТ22. Показано, що з підвищенням швидкості ковзання від 1,0 до 10 m/s інтенсивність зношування збільшується в 1,5–2, а коефіцієнт тертя – в 1,3 рази. Значна кількість оксидів у покривах, їх додаткове легування титаном після обробки КСВ сприяють збільшенню товщини шару в 3–4 рази, але погіршують триботехнічні властивості. |
| format |
Article |
| author |
Паустовський, О.В. Пасічний, В.В. Тимофєєва, І.І. Моляр, О.Г. Новікова, В.І. Шелудько, В.Є. Мордовець, Н.М. Остапенко, С.О. Костенко, О.Д. Ісаєва, Л.П. |
| spellingShingle |
Паустовський, О.В. Пасічний, В.В. Тимофєєва, І.І. Моляр, О.Г. Новікова, В.І. Шелудько, В.Є. Мордовець, Н.М. Остапенко, С.О. Костенко, О.Д. Ісаєва, Л.П. Структура та властивості ЕІЛ-покривів з TiN, TiB2 і Mo на титановому сплаві ВТ22 та їх трансформація за світлотермічної обробки Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| author_facet |
Паустовський, О.В. Пасічний, В.В. Тимофєєва, І.І. Моляр, О.Г. Новікова, В.І. Шелудько, В.Є. Мордовець, Н.М. Остапенко, С.О. Костенко, О.Д. Ісаєва, Л.П. |
| author_sort |
Паустовський, О.В. |
| title |
Структура та властивості ЕІЛ-покривів з TiN, TiB2 і Mo на титановому сплаві ВТ22 та їх трансформація за світлотермічної обробки |
| title_short |
Структура та властивості ЕІЛ-покривів з TiN, TiB2 і Mo на титановому сплаві ВТ22 та їх трансформація за світлотермічної обробки |
| title_full |
Структура та властивості ЕІЛ-покривів з TiN, TiB2 і Mo на титановому сплаві ВТ22 та їх трансформація за світлотермічної обробки |
| title_fullStr |
Структура та властивості ЕІЛ-покривів з TiN, TiB2 і Mo на титановому сплаві ВТ22 та їх трансформація за світлотермічної обробки |
| title_full_unstemmed |
Структура та властивості ЕІЛ-покривів з TiN, TiB2 і Mo на титановому сплаві ВТ22 та їх трансформація за світлотермічної обробки |
| title_sort |
структура та властивості еіл-покривів з tin, tib2 і mo на титановому сплаві вт22 та їх трансформація за світлотермічної обробки |
| publisher |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України |
| publishDate |
2009 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31723 |
| citation_txt |
Структура та властивості ЕІЛ-покривів з TiN, TiB2 і Mo на титановому сплаві ВТ22 та їх трансформація за світлотермічної обробки / О.В. Паустовський, В.В. Пасічний, І.І. Тимофєєва, О.Г. Моляр, В.І. Новікова, В.Є. Шелудько, Н.М. Мордовець, С.О. Остапенко, О.Д. Костенко, Л.П. Ісаєва // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2009. — Т. 45, № 6. — С. 45-49. — Бібліогр.: 5 назв. — укp. |
| series |
Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| work_keys_str_mv |
AT paustovsʹkijov strukturatavlastivostíeílpokrivívztintib2ímonatitanovomusplavívt22taíhtransformacíâzasvítlotermíčnoíobrobki AT pasíčnijvv strukturatavlastivostíeílpokrivívztintib2ímonatitanovomusplavívt22taíhtransformacíâzasvítlotermíčnoíobrobki AT timofêêvaíí strukturatavlastivostíeílpokrivívztintib2ímonatitanovomusplavívt22taíhtransformacíâzasvítlotermíčnoíobrobki AT molârog strukturatavlastivostíeílpokrivívztintib2ímonatitanovomusplavívt22taíhtransformacíâzasvítlotermíčnoíobrobki AT novíkovaví strukturatavlastivostíeílpokrivívztintib2ímonatitanovomusplavívt22taíhtransformacíâzasvítlotermíčnoíobrobki AT šeludʹkovê strukturatavlastivostíeílpokrivívztintib2ímonatitanovomusplavívt22taíhtransformacíâzasvítlotermíčnoíobrobki AT mordovecʹnm strukturatavlastivostíeílpokrivívztintib2ímonatitanovomusplavívt22taíhtransformacíâzasvítlotermíčnoíobrobki AT ostapenkoso strukturatavlastivostíeílpokrivívztintib2ímonatitanovomusplavívt22taíhtransformacíâzasvítlotermíčnoíobrobki AT kostenkood strukturatavlastivostíeílpokrivívztintib2ímonatitanovomusplavívt22taíhtransformacíâzasvítlotermíčnoíobrobki AT ísaêvalp strukturatavlastivostíeílpokrivívztintib2ímonatitanovomusplavívt22taíhtransformacíâzasvítlotermíčnoíobrobki AT paustovsʹkijov structureandpropertiesofelectricsparkalloyedtintib2andmocoatingsonbt22titaniumalloyandtheirtransformationunderlightthermaltreatment AT pasíčnijvv structureandpropertiesofelectricsparkalloyedtintib2andmocoatingsonbt22titaniumalloyandtheirtransformationunderlightthermaltreatment AT timofêêvaíí structureandpropertiesofelectricsparkalloyedtintib2andmocoatingsonbt22titaniumalloyandtheirtransformationunderlightthermaltreatment AT molârog structureandpropertiesofelectricsparkalloyedtintib2andmocoatingsonbt22titaniumalloyandtheirtransformationunderlightthermaltreatment AT novíkovaví structureandpropertiesofelectricsparkalloyedtintib2andmocoatingsonbt22titaniumalloyandtheirtransformationunderlightthermaltreatment AT šeludʹkovê structureandpropertiesofelectricsparkalloyedtintib2andmocoatingsonbt22titaniumalloyandtheirtransformationunderlightthermaltreatment AT mordovecʹnm structureandpropertiesofelectricsparkalloyedtintib2andmocoatingsonbt22titaniumalloyandtheirtransformationunderlightthermaltreatment AT ostapenkoso structureandpropertiesofelectricsparkalloyedtintib2andmocoatingsonbt22titaniumalloyandtheirtransformationunderlightthermaltreatment AT kostenkood structureandpropertiesofelectricsparkalloyedtintib2andmocoatingsonbt22titaniumalloyandtheirtransformationunderlightthermaltreatment AT ísaêvalp structureandpropertiesofelectricsparkalloyedtintib2andmocoatingsonbt22titaniumalloyandtheirtransformationunderlightthermaltreatment |
| first_indexed |
2025-11-26T23:19:16Z |
| last_indexed |
2025-11-26T23:19:16Z |
| _version_ |
1849896917257945088 |
| fulltext |
45
Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2009. – ¹ 6. – Physicochemical Mechanics of Materials
УДК 682.9.048
CТРУКТУРА ТА ВЛАСТИВОСТІ ЕІЛ-ПОКРИВІВ З TiN, TiB2 І Mo
НА ТИТАНОВОМУ СПЛАВІ ВТ22 ТА ЇХ ТРАСФОРМАЦІЯ
ЗА СВІТЛОТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ
О. В. ПАУСТОВСЬКИЙ 1, В. В. ПАСІЧНИЙ 1, І. І. ТИМОФЄЄВА 1,
О. Г. МОЛЯР 2, В. І. НОВІКОВА 1, В. Є. ШЕЛУДЬКО 1, Н. М. МОРДОВЕЦЬ 1,
С. О. ОСТАПЕНКО 1, О. Д. КОСТЕНКО 1, Л. П. ІСАЄВА 1
1 Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, Київ;
2 Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, Київ
Встановлено, що ЕІЛ-покриви з ТіN, ТіВ2 і Мо значно поліпшують триботехнічні
властивості титанового сплаву ВТ22. Показано, що з підвищенням швидкості ков-
зання від 1,0 до 10 m/s інтенсивність зношування збільшується в 1,5–2, а коефіцієнт
тертя – в 1,3 рази. Значна кількість оксидів у покривах, їх додаткове легування тита-
ном після обробки КСВ сприяють збільшенню товщини шару в 3–4 рази, але погір-
шують триботехнічні властивості.
Ключові слова: електроіскрове легування, струм, сонячна обробка, покрив, твер-
дість, шар.
Електроіскровим легуванням (ЕІЛ) можна формувати поверхневі шари зі
зміненими структурою, складом і гарною адгезією до металу основи. Метод
технологічно простий. Але його недоліком є одержання несуцільних шорст-
ких покривів через дискретність імпульсу. Тому для поліпшення властивос-
тей поверхні доцільна додаткова обробка ЕІЛ-покривів, наприклад концен-
трованим сонячним випроміненням (КСВ), що дасть можливість зменшити
пористість, залікувати мікротріщини й поліпшити адгезію [1, 2]. Перевагами
цього методу є безконтактне нагрівання в будь-якому середовищі й вакуумі,
чистота нагріву, можливість широкого регулювання щільності підведеної
енергії, відсутність тиску.
Промислові титанові сплави, які за структурою поділяють на α-, α+β- та
β-сплави [3], мають високий комплекс фізико-хіміко-механічних параметрів,
що обумовлює їх застосування в аерокосмічній промисловості. Серед них
найміцніший (α+β)-сплав ВТ22 (σB = 1200 МРа), широкому використанню
якого перешкоджають низькі триботехнічні характеристики, що притаманно
всім цим сплавам [4]. Тому поліпшити триботехнічні властивості титанових
сплавів, зокрема нанесенням захисних покривів – важливе наукове завдання.
Для його вирішення на титановий сплав ВТ22 наносили ЕІЛ-покриви з TiN,
TiB2 та Мо. Раніше [5] показано можливість підвищити твердість та зносо-
тривкість ЕІЛ-покривів з TiN та TiB2 на сталі У8 після КСВ.
Мета цього дослідження – вивчити можливості КСВ для поліпшення фі-
зико-механічних властивостей вихідних EІЛ-покривів, нанесених на титано-
вий сплав ВТ22.
Контактна особа: О. Г. МОЛЯР, e-mail: molyar@imp.kiev.ua
46
Об’єкти та методика випробувань. Для досліджень вибрали ЕІЛ-по-
криви з TiN + Cr, Ni; TiN + Ni, Mo; TiB2 + Ni, Mo і з Мо, нанесені на основу зі
сплаву ВТ22. До всіх матеріалів з тугоплавкими сполуками додавали Al2O3.
Легували на установці ЭФІ-46А у режимі I = 1,5 А, C = 300 µF, триботехнічні
характеристики досліджували на машині тертя МТ-68 за швидкості ковзання
V = 1,0 та 10 m/s під навантаженням Р = 0,5 N на повітрі. Поверхню обробля-
ли КСВ на установці СГУ-2 зі системою спостереження за Сонцем, яка є
дзеркальним концентратором сонячної енергії. Температуру обробки контро-
лювали термопарами, встановленими на зворотному боці зразка. Променевий
тепловий потік регулювали у межах 3000...4000 kVt/m2 за допомогою жалюзі.
Рентгенофазовий аналіз (РФА) усіх зразків виконували на установці ДРОН-3М
у Cu-Kα-випромінюванні. Для металографічного аналізу електроіскрових по-
кривів і сплаву використовували оптичний мікроскоп МІМ-9.
Результати та їх обговорення. На рентгенограмах вихідних ЕІЛ-покри-
вів з ТіN, крім фази ТіN, присутні також у невеликій кількості фази α- та β-ти-
тану, інтерметалідів та оксидів (табл. 1). У покривах TiN та TiB2, підданих дії
КСВ, збільшується кількість простих та складних оксидів Ti, Al, Ni і Mo, при-
сутні також інтерметаліди ТiNi, ТiCr2, борат ТiBО3 і β-Ті. Результати метало-
графічного та дюрометричного аналізів подані в табл. 2.
Таблиця 1. Рентгенофазовий склад ЕІЛ-покривів і підкладки
Склад матеріалу ЕІЛ ЕІЛ + КСВ
Mo Mo*, α-, β-Ti Mo, β-Ti, Ti2O3
TiN + Ni, Mo, Al2O3
TiNО*, TiNi3, Ti3Ni*, TiO2
*,
NiMo, Al2O3
*, α-, β-Ti
TiNО, MoNi, Ti3NiO3, TiNi,
Mo4O11, Al2O3
*, TiO2, NiTiO3
TiN + Cr, Ni, Al2O3
TiNО*, TiCr2, Ti2Ni,
Al2O3
*,TiO2, α-, β-Ti
TiNО, TiNi, TiCr2, Al2O3,
Ti3O5, NiTiO3
TiB2 + Ni, Mo, Al2O3
TiB*, TiNi3, β-Ti, Al2O3
*,
Ni, Ti3O5, Ti7O13
TiB, TiB2, β-Ti, Ti3NiO3, TiMoO5,
TiBO3, Al2O3, AlBO3
*, TiNi3
*
BT22 Підкладка α-, β-Ti, TiO2
*
Примітка: * – сліди.
Таблиця 2. Результати металографічного й дюрометричного аналізів
покривів і зони термічного впливу
ЕІЛ ЕІЛ + КСВ
Матеріал електрода товщина легова-
ного шару, µm
Hµ
*,
GPа
товщина легова-
ного шару, µm
Hµ,
GPа
TiN + Ni, Mo, Al2O3 40 12/3,3 200 19/3,8–3,3
TiN + Cr, Ni, Al2O3 30 10 /3,3 150 14/3,8–3,3
TiB2 + Ni, Mo, Al2O3 35 11/3,3 150 18/3,8–3,3
Mo 25 7,8/3,3 35 4/3,8–0,33
* У чисельнику – мікротвердість легованого шару, у знаменнику – зони термічного впливу в
сплаві ВТ22.
Леговані шари для всіх матеріалів після обробки КСВ суцільні, але не-
рівномірні, з товщиною 150...200 µm, що в 5 разів перевищує товщини зміц-
47
нених шарів після ЕІЛ. У термооброблених шарах є ділянки темної фази з
Нµ = 5,5 GPа. Мікротвердість легованих шарів коливається від 14 до 19 GPа.
В окремих місцях досягає 22 GPа, де, очевидно, присутній оксинітрид титану
(табл. 1). Мікротвердість поверхні покриву з Мо становить 4,0...7,0 GPа.
Структура сплаву ВТ22 під покривом з TiB2–(Ni, Mo, Al2O3), оброблено-
го нижче температури поліморфного перетворення (860°С), двофазна. Після
травлення видно межі колишнього β-зерна та виділення α-фази у вигляді пла-
стин кошикового плетіння в середині β-зерна (рис. 1а, b). Структура сплаву з
покривом з Мо, обробленого вище температури поліморфного перетворення,
однофазна, присутня тільки високотемпературна β-фаза (рис. 1с, d) без виді-
лення низькотемпературної α-фази, що свідчить про швидкісне охолодження
зразків (гартування на β-фазу) після КСВ (табл. 3).
Рис. 1. Мікроструктура ЕІЛ-покриву з TiB2 + Ni, Mo,
Al2O3 (a) та сплаву ВТ22 під покривом (b),
ЕІЛ-покриву з Мо (с) та сплаву ВТ22 під покривом (d).
Fig. 1. Microstructure of electric-spark alloyed (ESA)
coating with TiB2 + Ni, Mo, Al2O3 (a) and ВТ22 alloy
under coating (b), ESA coating with Мо (с)
and ВТ22 alloy under coating (d).
Триботехнічні властивості досліджених ЕІЛ-покривів і підкладки ВТ22
ілюструють рис. 2 і 3. Зі зменшенням швидкості ковзання від 10 до 1 m/s за
однакового навантаження 0,5 N інтенсивність зношування сплаву ВТ22 без
покриву зменшується в 6 разів. Для ЕІЛ-покривів з TiN + Ni, Mo, Al2O3 –
вдвічі, а з TiN + Ni, Cr, Al2O3 і TiB2 + Ni, Mo, Al2O3 – в 1,5 рази, а коефіцієнт
тертя – в 1,3 рази. Для ЕІЛ-покриву з Мо вона зменшується в 4 рази (від 60 до
15⋅10–7), а коефіцієнт тертя – в 1,4 рази.
Мінімальний коефіцієнт тертя для ЕІЛ-покривів з TiN + Ni, Cr, Al2O3 і
TiB2 + Ni, Mo, Al2O3 становить 0,26 за швидкості ковзання 10 m/s і Р = 0,5 N.
Мінімальний коефіцієнт тертя для ЕІЛ-покривів з Мо становить приблизно
0,14 за швидкості ковзання 1,0 m/s і Р = 0,5 N.
Таблиця 3. Режими обробки КСВ ЕІЛ-покривів на сплаві ВТ22
Склад матеріалу Температура
нагріву, °С
Час нагріву
τ, s
Тепловий
потік, W/cm2
TiN + Ni, Mo, Al2O3 680 10,3 165
TiN + Cr, Ni, Al2O3 670 8,7 165
TiB2 + Ni, Mo, Al2O3 740 8,7 165
Mo 600 9,8 180
48
Рис. 2. Коефіцієнт тертя (f, заштриховані стовпчики) і інтенсивність зношування (I, світлі)
ЕІЛ-покривів на підкладці зі сплаву ВТ22, нанесених електродними матеріалами
(P = 0,5 MPa): 1 – TiN + Mo, Ni; 2 – TiN + Cr, Ni; 3 – TiB2 + Mo, Ni; 4 – Mo;
5 – підкладка із ВТ22 (а – V = 1 m/s; b – 10 m/s).
Fig. 2. Friction coefficient (f, dashed columns) and wear intensity (I, light) of ESA coatings
on ВТ22 alloy substrate, deposited by electrode materials (P = 0.5 MPa):
1 – TiN + Mo, Ni; 2 – TiN + Cr, Ni; 3 – TiB2 + Mo, Ni; 4 – Mo;
5 – ВТ22 substrate (а – V = 1 m/s; b – 10 m/s).
Рис. 3. Коефіцієнт тертя (f) і інтен-
сивність зношування (I) ЕІЛ-покривів
з матеріалів:
1 – TiN + Mo, Ni; 2 – TiN + Cr, Ni;
3 – TiB2 + Mo, Ni; 4 – Мо; 5 – підкладка
з титанового сплаву ВТ22 після КСВ
(V = 10 m/s, P = 0,5 N).
Fig. 3. Friction coefficient (f) and wear intensity (I) of ESA coatings from materials:
1 – TiN + Mo, Ni; 2 – TiN + Cr, Ni; 3 – TiB2 + Mo, Ni; 4 – Мо; 5 – titanium ВТ22 alloy
substrate after concentrated solar irradiation (V = 10 m/s, P = 0.5 N).
Таблиця 4. Режими обробки КСВ та властивості ЕІЛ-покривів
і підкладки із сплаву ВТ22
Склад матеріалу Температура
нагріву, °С
Час нагріву
τ, s
Коефіцієнт
тертя, f
Інтенсивність
зношування
I, µm/km
TiN + Ni, Mo 270 16,5 0,42 99
TiN + Cr, Ni 270 13,8 0,48 200
TiB2 + Ni, Mo 270 12,0 0,42 198
Mo 300 9 0,44 215
ВТ22 270 9 0,6 201
ВТ22 270 16,5 0,7 275
Другий експеримент з обробкою КСВ виконували при нижчих темпера-
турах (200...300°С на зворотному боці зразка) (табл. 4). Помітно, що зі змен-
шенням температури нагріву зразків до 270°С інтенсивність зношування по-
кривів збільшується приблизно в два рази, а коефіцієнт тертя зменшується в
49
1,5 рази (табл. 4). Однакові триботехнічні значення для обох термічних режи-
мів має ЕІЛ-покрив з TiN + Ni, Mo, Al2O3. Для сплаву ВТ22 при низькій тем-
пературі нагріву за тривалішої витримки інтенсивність зношування збільшу-
ється в 1,3 рази порівняно із тим же сплавом, обробленим при 600°С (табл. 4).
Такі результати можна пояснити взаємодією матеріалів покривів і основи під
час обробки КСВ, збагаченням зовнішнього шару і оксидами, і титаном, що
погіршує триботехнічні властивості. Поліпшення цих властивостей зі збіль-
шенням інтенсивності опромінення пояснюють утворенням газонасичених
поверхневих шарів з підвищеними триботехнічними характеристиками.
ВИСНОВКИ
Електроіскрові покриви з досліджених матеріалів суттєво поліпшують
триботехнічні властивості титанового сплаву ВТ22 і їх характеристики зале-
жать від умов випробувань. Встановлено, що зі зниженням швидкості ков-
зання від 10 до 1,0 m/s триботехнічні характеристики ЕІЛ-покривів на основі
TiN, TiB2 і Mo на сплаві ВТ22 підвищуються (інтенсивність зношування
зменшується в 1,5–2 рази, а коефіцієнт тертя – в 1,3 рази). Під час обробки
ЕІЛ-покривів на основі TiN, TiB2 і Mo товщина легованого шару збільшуєть-
ся у 3–4 рази внаслідок утворення значної кількості оксидів та дифузії титану
в покрив, що, на відміну від сталі, погіршує триботехнічні властивості.
РЕЗЮМЕ. Установлено, что ЕИЛ-покрытия из ТiN, TiB2 и Мо значительно улучша-
ют триботехнические свойства титанового сплава ВТ22. Показано, что повышение ско-
рости скольжения с 1,0 до 10 m/s приводит к увеличению интенсивности изнашивания в
1,5–2, а коэффициента трения – в 1,3 раза. Образование большого количества оксидов в
ЕИЛ-покрытиях, их дополнительное легирование титаном после обработки КСИ способ-
ствует увеличению толщины слоя в 3–4 раза, но ухудшает триботехнические свойства.
SUMMARY. It is established that ESA-coatings from TiN-, TiB2- and Mo essentially
improve the tribotechnical characteristics of BT22 titanium alloy. It is shown that the increase in
sliding speed from 1.0 to 10 m/s leads to the 1.5–2 fold increase of wear intensity and 1.3 fold
fincrease of friction coefficient. Formation of a great quantity of oxides in ESA-coatings after
concentrated solar irradiation promotes the increase of the layer thickness in 3–4 times but
deteriorates the tribotechnical properties.
1. Верхотуров А. Д., Муха И. М. Технология электроискрового покрытия металлических
поверхностей. – К.: Техника, 1982. – 179 с.
2. Верхотуров А. Д., Подчерняева И. А., Егоров Ф. Ф. Электродные материалы для элек-
троискрового легирования. – М.: Наука, 1988. – 200 с.
3. Gerd Lütjering, James Wiliams. Titanium. – Berlin: Spriger-Verlag, 2003. – 379 p.
4. Осташ О. П., Федірко В. М., Моляр О. Г. Міцність і довговічність авіаційних матеріа-
лів та елементів конструкцій. – Львів: Сполом, 2007. – 1062 с.
5. Изменение структуры и физико-механических свойств электроискровых покрытий на
основе ТiN и ТiB2 после обработки концентрированным солнечным излучением
/ А. В. Паустовский, Г. А. Фролов, В. И. Новикова и др. // Порошковая металлургия.
– 2005. – № 7/8. – С. 64–69.
Одержано 05.12.2008
|