Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3

66 / 530

Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3 Innovative Technologies
in Mechanical Engineering
____________________________________________________________________
66
комбинированной обработки заключается в повторном высокоэнергетическом воздействии
на покрытия с целью улучшения их качественных показателей: увеличение адгезионной
прочности, уменьшение пористости, ликвидация нерасплавленных частиц порошка в
структуре покрытий, формирование мелкодисперсной структуры и обеспечение
равномерного распределения микротвердости по глубине упрочненного слоя.
Анализ технологических возможностей основных методов обработки
концентрированными источниками энергии (электродуговой, электронно-лучевой, лазерный,
плазменный и индукционный) [11 - 18], которые можно использовать для повторного
высокоэнергетического воздействия на структуру плазменных покрытий, показал, что при
повторной обработке токопроводящих плазменных покрытий явным преимуществом
обладает высокоэнергетический нагрев токами высокой частоты (ВЭН ТВЧ) [19 - 20].
Характерной особенностью этого процесса является то, что источник нагрева является
объемным и выделение энергии осуществляется в поверхностном слое, толщина которого
определяется технологическими параметрами и теплофизическими характеристиками
материала покрытия.
Ранее нами были проведены исследования по изучению влияния индукционного
нагрева на структуру плазменных покрытий, которые показали существенное влияние
процесса на качественные показатели [21].
Целью настоящей работы является исследование микротвердости и износостойкости
плазменных покрытий после повторного воздействия на них индукционного нагрева ТВЧ.
Методика проведения экспериментов
В качестве материала для нанесения плазменных покрытий использовался
высокохромистый чугун марки ПГ-С27 (с фракционным размером частиц 50…100 мкм). Для
опытов применялись плоские образцы из стали 20. Плазменное напыление осуществлялось
на установке "Киев-7" плазмотроном ПУН-3 мощностью 40 кВт [22]. Режимы напыления:
сила тока дуги плазматрона I = 140 А, напряжение U = 140 В и дистанция напыления L = 110
мм.
Оплавление поверхности образцов осуществляли на экспериментальной установке,
снабженным приводом главного движения с плавным регулированием скорости. В качестве
источника энергии использовали ламповый генератор модели ВЧГ 6-60/0,44 с рабочей
частотой тока 440 кГц. Процесс нагрева производился по глубинной схеме (глубина
выделения энергии порядка 0,6…0,8 мм) непрерывно-последовательным способом,
индуктором петлевого типа, оснащенным магнитопродом марки N87. Удельная мощность
нагрева варьировалась в пределах от 2,8∙108 Вт/м2 до 3,4∙10 8 Вт/м2, а скорость перемещения
образцов относительно петлевого индуктора – от 20 мм/с до 120 мм/с [23].
Микротвердость (H) покрытий определялась на приборе Wolpert Group 402MVD.
Нагрузка на алмазный индентор составляла 0,98 Н.
Для испытания стойкости покрытия на износ в условиях трения скольжения
использована схема "врезающегося индентора" [24]. Она позволяет создавать довольно
жесткие условия нагружения. В установке, спроектированной для реализации этой схемы,
пара трения состоит из вращающегося индентора из твердого сплава марки ВК8 и
неподвижно закрепленного образца с покрытием. Нагрузка на пару трения составляла 20 Н.
На всех образцах выполнялось 3 цикла изнашивания при различном пути трения. В качестве
интегральной количественной характеристики износа использовали величину объемного
износа.