распределение химических элементов в поверхностном слое защитных покрытий при магнитно-электрическом шлифовании

16 Веснік Брэсцкага ўніверсітэта. Серыя 4. Фізіка. Матэматыка № 2 / 2011 УДК 538.17 М.В. Нерода, Н.М. Ционенко РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ МАГНИТНО-ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ШЛИФОВАНИИ Установлено влияние режимов обработки при магнитно-электрическом шлифовании на распределение элементов в поверхностном слое защитного упрочняющего покрытия ПГ-СР4, полученного путем газопламенного напыления. Введение Актуальным направлением в физике конденсированных сред является разработка методов получения и модификации свойств защитных покрытий [1 – 4], которые могут повышать твердость, износостойкость, сопротивление усталости, жаропрочность, коррозийную стойкость изделий [5–8]. В последнее время ведутся исследования по созданию нанокомпозитных покрытий [9]. Активно изучаются и свойства комбинированных и гибридных покрытий [10–12]. В связи с этим целесообразным является рассмотрение методов, связанных с обработкой защитных покрытий, используемых в промышленном производстве (таких как ПГ-СР2, ПГ-СР4, имеющих низкую себестоимость и простоту методов нанесения). Наиболее эффективными в ряде случаев являются комбинированные методы обработки, к числу которых относится магнитно-электрическое шлифование (МЭШ) [13–15]. В его основе лежат процессы, связанные с механическим резанием зернами абразива, электроэрозионным и термическим воздействием электрического (технологического) тока на поверхность упрочняющего покрытия под влиянием внешнего магнитного поля. Методика приготовления образцов и методы анализа Напыление образцов проводили газопламенным методом на основу из конструкционной стали СТ45. Газопламенное напыление образцов производилось на установке ТРУ-БПИ [16]. В качестве горючего газа применялась метилацетиленовая фракция (МАФ) ТУ-38.102.12-89, в качестве транспортирующего – воздух. Расход МАФ составлял 1-1,2 м3/ч, расход кислорода (ГОСТ 5583-79) 4-4,5 м3/ч, расход воздуха 0,2 м3/ч, дистанция напыления 180–220 мм. Толщина напыленных защитных покрытий ПГ-СР4 составляет 0,5…2 мм. Пористость покрытия до обработки находится в пределах 25…30 %, а шероховатость поверхности была 160…320 мкм. Химический состав материала защитного покрытия ПГ-СР4: Ni – основа, Cr~17 %; С~ 0,8 %; Fe ~ 0,7 %; Si ~3,5 %; B~3 %. Твердость покрытий находится в пределах 55..62 HRC. Топография поверхности упрочняющего покрытия до и после обработки МЭШ исследуемых образцов изучалась с помощью растрового электронного микроскопа модели LEO1455VP. При этом регистрировался сигнал отраженных и вторичных электронов одновременно или поочередно. Исследования проводились как при нормальном падении пучка на поверхность образца, так и при наклоне образца на 30. Ускоряющее напряжение составляло 20 кВ. Изображение в растровом электронном микроскопе формировалось при сканировании узким электронным лучом (диаметр пучка 50–500 Å) участка поверхности упрочняющего покрытия. 17 ФІЗІКА Рентгеноспектральный микроанализ проводился с использованием энергодисперсионного SiLi – полупроводникового детектора фирмы «Röntec». Для обеспечения удовлетворительного для статической обработки числа импульсов в пиках спектр записывался не менее 300 сек. Количественный анализ осуществлялся с использованием программного анализа спектров, проводимого на основе сравнения с эталонными образцами и уровнем тормозного излучения. Оценку изменения химического состава в поверхностном слое упрочняющих покрытий после обработки МЭШ проводили по спек