Основні напрямки отримання зносостійких покриттів на сталевих виробах при дифузійній металізації

Y. G. Diachenko

doi:10.37142/2076-2151/2019-2(49)189

Y. G. Diachenko Донбаська державна машинобудівна академія (ДДМА), м. Краматорськ

DOI: https://doi.org/10.37142/2076-2151/2019-2(49)189

Ключові слова: дифузійна металізація; борохромування; бороалітування; бор; хром; алюміній; порошкова суміш; зносостійкість.

Анотація

Дьяченко Ю. Г. Основні напрямки отримання зносостійких покриттів на сталевих виробах при дифузійній металізації // Обробка матеріалів тиском. – 2019. – № 2 (49). - C. 189-194.

Розглянуто теоретичний аналіз щодо покриттів отриманих комплексним насиченням бором, хромом і алюмінієм у різних насичуючих сумішах з позиції їх зносостійкості. Проаналізовано способи отримання борохромованих, бороалітованих і борохромоалітованих покриттів при дифузійній металізації. Виявлено, що одним із методів нанесення дифузійних комплексних покриттів є поверхневі шари, що отримані в порошкових сумішах на основі бор – вміщуючих речовин. Виявлено складові поверхневого шару при борохромуванні, бороалітуванні і борохроалітуванні, які дозволяють формувати на поверхні металовиробів покриття високої твердості. В результаті теоретичного аналізу установлено, що борохромовані шари, одержані різними способами, доцільно розділити на три типи: 1) на основі боридів заліза (Fe, Сr)₂В, (Fе, Сr)В; 2) на основі боридів хрому (Сr, Fе)₂В, (Сr, Fe)В; 3) на основі α – твердого розчину хрому й бору в залізі із включеннями боридів. Після бороалітування утворюються покриття, що складаються із трьох чітко виражених шарів: зовнішній шар з підвищеним вмістом алюмінію, перехідний шар алюміній-залізо й внутрішній шар бор-залізо. Поверхневий шар після дифузійної металізації одночасно бором, хромом і алюмінієм складається із дрібнодисперсної суміші карбідів і боридів (НV 900…1000) на м'якій основі. Уведення до складу порошкової суміші третього компонента дозволило формувати на поверхні виробів зносостійкі покриття з необхідними властивостями. Найбільш перспективним є процес комплексного насичення бором, хромом і алюмінієм, коли є можливість до мінімуму скоротити енергетичні витрати на проведення процесу й одержати максимальний ефект від поліпшення зносостійкості металовиробів.

Біографія автора

Y. G. Diachenko, Донбаська державна машинобудівна академія (ДДМА), м. Краматорськ

канд. техн. наук, доц.

Посилання

Voroshnin L.G., Lyakhovich L.S. Boroning of steel. Moscow: Metallurgy. 1978, 240 p. (in Russian).

Borisenok G.V., Vasiliev L.A., Voroshnin L.G. et al. Chemical–thermal treatment of metals and alloys. Moscow: Metallurgy. 1981, 424 p. (in Russian).

Minkevich A.N. Chemical–thermal treatment of metals and alloys: textbook. Moscow: Mechanical Engineering. 1965, 492 p. (in Russian).

Modern methods of hardening the surfaces of machine parts: Analytical review. Scientific and technological progress in mechanical engineering. Ed. K.V. Frolov. Moscow: IMASH. USSR Academy of Sciences. 2009, 9.1, pp. 205–271. (in Russian).

Zablotsky V.K., Dyachenko Yu.G. Influence of the activator on the formation of wear–resistant borochromic coatings on tool carbon steels. Instrumentation and optimization of technological systems. Kramatorsk: DSEA. 2006, 19, pp. 213–217. (in Russian).

Guryev A.M., Garmaev A. Influence of borochroming parameters on the steel structure and physicomechanical properties of the diffusion layer. Polzunovs Bulletin. 2007, 3, pp. 28–34. (in Russian).

Stepanov M.S., Dombrovsky Yu.M., Pustovoit V.N. Diffusion saturation of carbon steel in the microarc heating mode. Metallurgy and heat treatment of metals. 2017, 1 (739), pp. 54–57. (in Russian).

Stepanov M.S., Dombrovsky Yu.M. Thermodynamic analysis of the reactions of formation of a carbide layer in steel during multi–arc saturation with molybdenum. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2016, 59, 2, pp. 77–81. (in Russian).

Dombrovsky Yu.M., Stepanov M.S. Formation of a composite boride coating on steel during microarc chemical–thermal treatment. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2015, 58, 3, pp. 214–215. (in Russian).

Denisyuk A.K., Zagulyaeva S.V., Potutkina E.N. The structure of borated layers in carbon steels. Machine tools and tools. 2010, 11, pp. 39–40. (in Russian).

Gadalov V.N. Physicomechanical, operational and relaxation properties of structural steels with boride, cyanide and galvanic coatings. Mechanics of composite materials and structures. 2011, 17, 4, pp. 592–598. (in Russian).

Lygdsnov B.D., Mosorov V.I., Mizhitov A.Ts. Studies of the phase composition and defective state of the gradient structures of boron steels 45 and 5KHNV. Bulletin of the East Siberian State Technological University. 2011, 1, pp. 25–31. (in Russian).

Biryukov V.P. Change in the properties of boron–containing coatings under the influence of a laser beam. Engineering Bulletin. 2012, 1, pp. 64 – 67. (in Russian).

Gadalov V.N., et al. Features of the structure and properties of boride diffusion layers, optimization of the technology for their production. Bulletin of the S-WSU. Ser. Technique and technology. Kursk. 2012, 2, 41, pp. 73–77. (in Russian).

Ishkov L.V. et al. Boride coatings for tillage organs of agricultural machinery: production, structure and wear resistance in real conditions. Proceedings of GOSNITI. 2012, T. 109, Part 2, pp. 124–131. (in Russian).

Gadalov V.N., Petrenko V.R., Lyakhov A.V. Chemical–thermal and electrophysical processing of alloys and coatings. Verlag. Publisher: LAP– LAMBERT. Germany. 2016, 250 p. (in Russian).

Gadalov V.N., et al. Investigation of the stress state in the surface layers of hypereutectoid steel after electrolysis boroning. Modern high technology. 2017, 2, pp. 12–16. (in Russian).

Gadalov V.N., et al. Increasing the durability of parts of traction chains of conveyors made of structural steels by electrolysis of boron. Prospects for the development of technology and processing in mechanical engineering. Kursk: S-WSU. 2017, pp. 64–72. (in Russian).

Voroshnin L. G., Aliiev A.A. Boroning from pastes. Astrakhan: ATTU. 2006, 287 p. (in Russian).

Gvozdev A.E., Starikov N.E., Zolotukhin V.I., Sergeev I.I., Sergeev A.I., Breki A.D. Technology of structural and operational materials: a textbook. Ed. A.E. Gvozdev. Tula: Publishing house of TulSU. 2016, 351 p. (in Russian).

Gadalov V.N., et al. Diffusion boride coatings on iron, steels and alloys (with an album of photos). Moscow: Course. 2012, 146 p. (in Russian).

Gadalov V.N. The effect of boron–containing coatings on the strength characteristics of steels. Proceedings of the 9th Int. practical conf. “Technology of repair, restoration and hardening of machine parts, mechanisms, equipment, tools and industrial equipment”. St. Petersburg: Publishing House of the Polytechnic University. 2007, Part 2, pp. 80–87. (in Russian).

Dombrovsky Yu.M., Stepanov M.S. New opportunities for surface alloying of steel in powder media. Engineering Bulletin. 2015, 8, pp. 79–81. (in Russian).

Koss E.V., Shevchenko I.M., Andryushchenko I.I. Borochromoal steel 45. Dep. in UkrNIINTI 12.09.88, 2314 Uk88. Odessa:OPI. 1988, 11 p. (in Russian).