автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Влияние структуры и свойств на износостойкость покрытий из порошковых проволок с тугоплавками добавками, полученных при электродуговой металлизации

На правах рукописи

ахО^.........-

003486830

СТРУЧКОВ НИКОЛАЙ ФЕДОРОВИЧ

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ПОКРЫТИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ ПРОВОЛОК С ТУГОПЛАВКИМИ ДОБАВКАМИ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ

Специальность: 05.02.01 - Материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 3 ДЕК 2009

Комсомольск-на-Амуре - 2009

003486830

Работа выполнена в Институте физико-технических проблем Севера

им. академика В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФТПС СО РАН)

Научный руководитель: кандидат технических наук

Винокуров Геннадий Георгиевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ким Владимир Алексеевич

кандидат технических наук, доцент Шиц Елена Юрьевна

Ведущая организация: Якутский государственный университет

им. М.К. Аммосова

Защита состоится "18" декабря 2009 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.092.01 в Комсомольском-на-Амуре государственном техническом университете по адресу: 681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27. Тел./факс: (4217) 53-61-50. E-mail: mdsov@.knastu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные гербовой печатью организации, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан "17" ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

технических наук

ДМ 212.092.01, кандидат

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время для упрочнения поверхности деталей машин и механизмов широко применяют наиболее перспективные высокоэнергетичсские способы нанесения износостойких покрытий (плазменное и газопламенное напыление, электродуговая металлизация проволоками и др.). Как показывает анализ работ, для восстановления изношенных деталей техники в промышленных масштабах ремонтного производства по технико-экономическим показателям наиболее эффективна технология электродутовой металлизации порошковыми проволоками.

Для нанесения износостойких покрытий, в основном, используются самофлюсующиеся сплавы на никелевой или кобальтовой основах или их смесей с тугоплавкими добавками, которые обеспечивают образование упрочняющих фаз и улучшают структуру и прочность покрытия. Покрытия из порошковых проволок характеризуются высокой степенью неоднородности структуры - выделениями избыточных дисперсных и коагулированных фаз, слоистым строением и пористостью. Это обусловлено спецификой высокоэнергетических технологических процессов, заключающейся в быстропроте-кающем (К)"3 - 10"5с) высокотемпературном (до температуры плавления) нагреве частиц порошкового материала и их последующем высокоскоростном охлаждении и затвердевании.

Физико-механические свойства упрочняющих фаз в структуре покрытий из порошковых проволок существенно влияют на эксплуатационные характеристики обработанной поверхности деталей машин и механизмов. Чтобы оценить износостойкость упрочненной поверхности, необходимо исследовать структуру покрытий, распределение состава и свойств фаз. При этом следует выявить, как особенности структуры покрытия из порошковой проволоки будут проявляться в процессе изнашивания его поверхности трения.

Таким образом, исследование взаимосвязи состава, структуры и свойств износостойких покрытий из порошковых проволок с характеристиками износа поверхности трения является актуальной проблемой, и позволит научно обосновать технологию получения покрытий с заданными физико-механическими свойствами, обеспечит возможность разработать пути повышения их эксплуатационных характеристик. Анализ исследований показывает, что для разработки способов повышения износостойкости порошковых покрытий остаются также актуальными работы по использованию методов последующей термической обработки с целью улучшения их структуры.

Связь работы с научными программами. Работа выполнялась в соответствии с программами фундаментальных исследований СО РАН 2.3.3. «Механика деформируемых тел, перспективных материалов, конструкций и сооружений, трибология» и 2.3.6. «Наукоемкие технологии, конструкционное материаловедение и проблемы безопасности в машиностроении», проект «Исследование структурно-деградационных процессов деформирования и разрушения материалов в экстремальных условиях эксплуатации и разработка технологических основ повышения надежности, безопасности и ресурса машин и конструкций» (№ гос. per. 0120.0 407844), блок 2, раздел 2.1. «Ис-

з

следование процессов формирования и разрушения структуры функциональных покрытий и материалов с модифицирующими добавками, полученных высокоэнергетическими методами (плазменное напыление, взрывное прессование), и разработка технологических режимов их изготовления» (2004-2006 г.г.); Программа фундаментальных исследований Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН 14-ОЭ «Накопление поврежденности, разрушение, изнашивание и структурные изменения материалов при интенсивных механических, температурных и радиационных воздействиях», проект 3.12.2 «Повышение износостойкости газотермических покрытий с модифицирующими добавками» (2003-2005 г.г.); проект № 6781 Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «Разработка и применение технологий наплавки и напыления порошковых материалов из местного минерального сырья для восстановления и упрочнения деталей техники, работающей в условиях Севера» (2006-2008 г.г.); проект Президиума РАН 8.5. «Влияние структурно-фазового состояния на процессы разрушения и свойства субмикро-, нанокристаллических материалов при воздействии однократных нагрузок и трении» (2006-2008 г.г.).

Цель работы - выявление закономерностей изнашивания структуры покрытий из порошковых проволок с тугоплавкими добавками, полученных электродуговой металлизацией, для повышения их износостойкости при трении скольжения.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Обзор и анализ порошковых материалов, используемых для получения износостойких покрытий высокоэнергетическими методами; выбор порошковых проволок для исследования влияния тугоплавких добавок в обеспечении износостойкости покрытий, полученных электродуговой металлизацией.

2. Исследование структуры и распределения микротвердости покрытий из порошковых проволок с тугоплавкими добавками, полученных электродуговой металлизацией, изучение и идентификация основного упрочняющего состава.

3. Определение уровня износостойкости и закономерностей формирования профиля фрикционных поверхностей покрытий из порошковых проволок с тугоплавкими добавками, полученных электродуговой металлизацией, при изнашивании в условиях трения скольжения.

4. Проведение термической обработки покрытий из порошковых проволок с тугоплавкими добавками, полученных электродуговой металлизацией, для повышения их износостойкости и профилометрические исследования поверхности трения термообработанных покрытий при изнашивании.

Научная новизна работы.

1. Установлено, что износостойкость газотермических покрытий из порошковой проволоки определяется средними значениями микротвердости фазовых составляющих.

2. Использование тугоплавких добавок в покрытиях дает новые возможности управления структурой поверхности трения. Тугоплавкие добавки по-

крытия из порошковых проволок существенно влияют на профиль поверхности трепня и его изменение отражает этапы процесса изнашивания. Поэтому предложено, что за характеристики износостойкости поверхности трения, зависящие от структуры покрытия из порошковых проволок с тугоплавкими добавками, следует рассматривать количественные параметры профиля поверхности трепия.

3. Выявлено, что термообработка электрометаллизационных покрытий с тугоплавкими добавками приводит к снижению и стабилизации шероховатости Ra поверхности трения на участке приработки. За счет термообработки упрочняется матрица покрытия, что повышает удержание тугоплавких добавок, снижается его общий массовый износ.

Практическая значимость работы.

С целью повышения износостойкости проведена дополнительная термообработка покрытия, полученного электродуговой металлизацией порошковой проволокой ИФТПС, снижающая массовый износ в стадии приработки на 40-50%, в стадии установившегося износа на 20-25%. Предложенный способ может быть использован для обеспечения высокой износостойкости деталей техники, восстановленных методом электродуговой металлизации порошковыми проволоками. Снижение и стабилизация шероховатости поверхности трения на участке приработки имеет положительное значение для работы термообработанных деталей техники в период пускового режима.

Полученные практические результаты используются при выполнении проекта № 6781 Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием поверенных приборов и средств измерений, испытательного оборудования. Также, применением стандартных методик испытаний на износ и исследования профиля поверхности трения, апробированных и взаимно дополняющих друг друга современных аналитических методов исследования.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на II, III и IV Евразийских симпозиумах по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (Якутск, 2004, 2006, 2008 г.); на международной конференции по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов «MESOMECH'2006» (Томск); XVI, XVII Международных интернет-конференциях молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения «МИКМУС», (Москва, 2004, 2005 г.); на международном симпозиуме «Принципы и процессы создания неорганических материалов (III Самсоновские чтения)» (Хабаровск, 2006 г.); X и XI Всероссийских научных конференциях студентов-физиков и молодых ученых «ВНКСФ-10», «ВНКСФ-11» (Москва, 2004 г., Екатеринбург, 2005 г.); научных конференциях студентов и молодых ученых IX и X «Лаврентьевских чтений» (Якутск, 2005, 2006 г.); научно-практической конференции, посвященной Международному году физики и 5-летнему юбилею ФТИ ЯГУ (Якутск, 2005 г.); на IX-X Международных практических конференциях «Технология ремонта, восстановления и упроч-

нения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки» (Санкт-Петербург, 2007, 2008 г.); VII Международном Российско-Китайском симпозиуме "Modern materials and technologies 2007" (Хабаровск, 2007 г.); XIII Международной научно-технической конференции «Проблема ресурса и безопасной эксплуатации материалов» (Санкт-Петербург, 2007 г.), на семинарах отдела материаловедения ИФТПС.

Публикации. Основные результаты по теме диссертации отражены в 41 публикациях: в 26 статьях в научных журналах и сборниках материалов конференций, в том числе 8 журналах списка ВАК, 15 тезисах докладов на научно-технических конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка использованных источников из 101 наименований. Полный объем диссертации составляет 111 страниц, включая 30 рисунков, 5 таблиц, 1 приложения и акта выполненных работ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена обзору и анализу литературных источников по высокоэнергетическим технологиям с применением порошковых материалов, в том числе порошковых проволок для получения износостойких покрытий; проанализированы методы исследования состава, структуры и свойств износостойких газотермических покрытий.

В настоящее время существуют многочисленные работы, посвященные научным основам использования порошковых материалов в высокоэнергетических технологиях (Борисов Ю.С., Костиков В.И., Харлампьев Ю.А., Жуков М.Ф., Кудинов В.В., Солоненко О.П., Шмаков A.M., Алымов М.И., Хасуи А., Fauchais Р. и др.), исследованию химического и фазового состава газотермических покрытий из порошковых проволок (Жудра А.П., Кривчиков С.Ю., Роянов В.А., Болотина Н.П. и др.), изучению структуры газотермического покрытия (Калита В.И., Комлев Д.И., Пекшев П.Ю., Сафиуллин В.А., Мо-staghimi J., Chandra S. и др.), исследованию трибологических свойств покрытий из порошковых материалов (Тушинский Л.И., Илыощенко А.Ф., Шевцов А.И., Буйкус К.В., Похмурский В.И. и др.). В них исследована зависимость состава, структуры, физико-механических и эксплуатационных свойств формируемых газотермических покрытий от технологических параметров нанесения (ток дуги, дистанция напыления, гранулометрический и химический состав порошкового материала, расходы плазмообразующего и транспортирующего газов и т.д.).

Анализ существующих работ показал, что с точки зрения разработки новых порошковых материалов остаются актуальны,ми работы по созданию и применению новых составов механических порошковых смесей и порошковых проволок на основе самофлюсующихся сплавов с добавками тугоплавких металлов, оксидов, боридов, нитридов, шпинелей. Также актуальны работы по разработке и применению методов последующей обработки покрытий, обеспечивающих повышение износостойкости, что позволяет упрочненным поверхностям работать в условиях высоких контактных и ударных нагрузок.

Как показывает анализ ранее проведенных исследований, в результате влияния многочисленных факторов, присущих процессу газотермичсского напыления, покрытие приобретает крайне сложную и неоднородную структуру с дисперсными н коагулированными включениями фаз, отличающихся по объему, химическому составу, твердости. В некоторых исследованиях приведена классификация различных элементов структуры по размерам и форме. Исследование химического и фазового состава, неоднородностей структуры и распределения микротвердости газотермических покрытий позволяет оценить состав и объем упрочняющих фаз, влияющих на износостойкость поверхности. Особенно актуальны подобные исследования для покрытий из порошковых проволок, полученных электродутовой металлизацией, которые широко и эффективно применяются для восстановления изношенных деталей техники в ремонтном производстве.

Важным аспектом для решения проблемы обеспечения надежности и работоспособности упрочненной поверхности деталей машин и механизмов является установление влияния особенностей структуры покрытий из порошковых проволок на процессы их изнашивания. Анализ исследований показал, что в данном направлении отсутствует единый подход, заключающийся в выработке критериев, которые отражают структуру покрытия из порошковой проволоки с одной стороны, и с другой стороны, однозначно связаны с закономерностями изнашивания поверхности трения.

Вышеприведенный анализ современного состояния проблемы явился обоснованием для постановки цели и задач диссертационной работы.

Во второй главе приведены характеристики исследуемых материалов, технологические операции их подготовки, режимы нанесения газотермических покрытий, представлены использованные аналитические методы и результаты исследования структуры и распределения микротвердости покрытий из порошковых проволок.

В качестве объектов сравнительного исследования были выбраны покрытия из порошковой проволоки с тугоплавкими добавками АЬОз и из промышленных проволок САВ21, САВ40, САВ51 - разработки НПП «Всха-1» (г. Комсомольск-на-Амуре), которые широко применяются для восстановления деталей техники и конструкций.

Покрытия были нанесены электродуговой металлизацией порошковыми проволоками на промышленной установке ЭДУ-500С. Подложки для нанесения покрытий выполнены в виде цилиндрических образцов (диаметр 50 мм, высота 10 мм) из стали марки Ст.З. Технологические режимы электродутовой металлизации были выбраны исходя из условий устойчивости дуги и надежности работы по ресурсу установки ЭДУ-500С.

Для сравнительного исследования структуры и свойств были изготовлены поперечные металлографические шлифы покрытий. Металлографические исследования структуры проведены на микроскопе «Ncophot-32» (Германия); микротвердость покрытий были измерены на твердомере «ПМТ-ЗМ»; мнкро-рентгеноспектральный анализ был проведен на установке «СатеЬах» (Франция).

Для формирования упрочняющих фаз в покрытии определяющее значение имеет химический состав напыляемого материала, режимы изготовления проволок, а также режимы электродуговой металлизации. Как видно из табл.1, наличие углерода в порошковой проволоке ИФТПС будет способствовать образованию карбидов - упрочняющих фаз с высокой твердостью. Анализ химического состава проволок показывает, что высокое содержание хрома также будет приводить к увеличению поверхностной твердости и износостойкости.

Таблица 1

Химический состав порошковой проволоки ИФТПС

Проволока Содержание компонентов, масс. %

С Сг АЬОз Ие

ИФТПС 0,47-0,51 2-4 10-15 Остальное

С целью выявления фазовых составляющих покрытий из порошковых проволок проведен металлографический анализ. Исследованиями установлено, что при электродуговой металлизации порошковыми проволоками формирование покрытия происходит наложением расплавленных частиц, состоящих из фаз оболочки и порошковой набивки. Выявлено, что при этом тугоплавкие компоненты порошкового материала выделяются в виде отдельных нерасплавленных частиц; все покрытия из проволок характеризуются неоднородной структурой. Установлено, что в отличие от напыления дисперсных порошковых материалов, электродуговая металлизация порошковыми проволоками приводит к формированию более сложных форм частиц покрытия, которые сильно отклоняются от сферической и эллипсоидальной (рис.1).

Рис. 1. Микроструктура покрытий из порошковых проволок (увеличение, хЮОО):

а) САВ21;

б) САВ40;

в) САВ51;

г) разработки ИФТПС

На рис.1 в сечении покрытий отмечаются темные прослойки между светлыми металлическими слоями. По данным микрорентгеноспектрального анализа, пленки, разделяющие металлические частицы, состоят из оксидов кремния, алюминия, титана, хрома и железа. На нетравленых шлифах покрытий наблюдаются отдельные нерасплавленные частицы порошкового материала, границы между которыми обозначаются оксидными пленками, пористость незначительная.

Известно, что износостойкость материала существенно зависит от его твердости, поэтому, учитывая результаты металлографического анализа, были проведены измерения микротвердости фаз газотермических покрытий из порошковых проволок. Исследования показали, что структура покрытий из порошковых проволок является существенно неоднородной, поэтому целесообразно было провести статистическую обработку результатов измерений микротвердости покрытий.

О САВ51 И ИФТПС

□ САВ40 ■ САБ21

МПа

Рис.2. Гистограммы микротвердости покрытий из порошковых проволок

Так, наибольшую среднюю микротвердость имеют образцы покрытий из порошковых проволок САВ51 и разработки ИФТПС (рис.2). Это обусловлено фазовым составом, включающим значительное количество тугоплавких твердых включений. Как известно, распределение микротвердости покрытия зависит от количества и состава фазовых включений. Микротвердость покрытия из порошковой проволоки разработки ИФТПС имеет одномодальное распределение (рис.2), а гистограмма микротвердости покрытия из проволоки САВ40 имеет ярко выраженную двухмодальную структуру, что обусловлено наличием основных фаз из Ре, Сг и Си, существенно отличающихся по твердости. Наличие в составе мягкой фазы из меди приводит к низкому значению средней микротвердости покрытия.

В третьей главе приведены результаты микрорентгеиоспектрального анализа газотермических покрытий из порошковых проволок.

Исследования покрытий из проволоки разработки ИФТПС показали наличие различных включений, условно разделенные на светлые (1), серые (2) и темные (3) (рис.3).

Рис.3. Основные фазы покрытия из проволоки ИФТПС

Светлые фазовые включения покрытия из проволоки ИФТПС, как и в покрытиях из проволок САВ51 и САВ21, имеют основу железа (Бе) (до 95%). Среднее содержание хрома доходит до 2,5-3,0% (рис.4), но в некоторых зонах содержание хрома доходит до 13-35%, что, вероятно обусловлено образованием упрочняющих фаз в виде оксидов и карбидов хрома цементитного типа. Микротвердость соответствует 6470 МПа. Серые включения (фаза 2) имеют основу алюминия (А1) (до 63%), содержание хрома (Сг) до 6%. В местах, где алюминия мало, наблюдается высокое содержание железа до 95%. Средняя микротвердость Серой зоны (фаза 2) - 6430 МПа.

%

Подложка Покрытие

Рис.4. Распределение химических элементов в подложке и в покрытии (проволока разработки ИФТПС)

Темные фазы в покрытии из проволоки ИФ'ГПС содержат алюминий от 50% до 60%. Встречаются точки с высоким содержанием железа до 90%. Содержание хрома от 1% до 4%. Средняя микротвердость этой зоны (фаза 3) -6590 МПа. Микротвердость подложки соответствует 2800 МПа, а граничная зона между покрытием и подложкой - 4070 МПа.

Следовательно, можно предположить, что высокая микротвердость всех фаз (6430-6590 МПа) обусловлена формированием оксидных, карбидных и интерметаллидных фаз.

Так как было установлено, что основные легирующие элементы покрытий распределены неравномерно по сечению покрытия (рис.4), что также подтверждается данными фазового анализа включений, для всех покрытий проведена идентификация и классификация включений по химическому составу и микротвердости. Установлено, что распределение элементов в подложке покрытий равномерное, существенные взаимные переходы химических элементов между покрытием и основой отсутствуют.

Таким образом, элементно-фазовый анализ структуры показал, что фазовые включения покрытий существенно отличаются по их количеству, химическому составу и микротвсрдости. Физико-механические и эксплуатационные свойства износостойких газотермических покрытий из порошковых проволок определяются не только объемным содержанием упрочняющих фаз, но и их распределением по контактной поверхности трения.

В четвертой главе представлены результаты сравнительных испытаний на износ газотермических покрытий из порошковых проволок. Испытания на износ покрытий, полученных электродуговой металлизацией из порошковых проволок, разработанной в ИФТПС, и промышленного изготовления, были проведены на машине трения СМЦ-2 методом взвешивания образца. На основе анализа работ и методик испытаний на износ была выбрана схема трения «диск-колодка», режимы испытаний: нагрузка 3 МПа; частота вращения вала 5 об/сек, трение сухое. В стадии приработки измерения проводились через 1500 циклов машины трения, в режиме установившегося износа - через 4500 циклов машины трения.

На рис.5 приведены кривые массового износа (в, г) покрытий из порошковых проволок в зависимости от количества циклов. Видно, что для всех покрытий наблюдаются характерные участки приработки и установившегося износа. В стадии приработки процесс изнашивания нестабильный, имеет различные значения интенсивностей изнашивания в зависимости от покрытия. Интенсивность изнашивания в стадии приработки существенно отличается от интенсивности изнашивания в режиме установившегося износа (рнс.5). Поведение интенсивности изнашивания в стадии приработки объясняется изменением фактической площади контакта, которая к началу режима установившегося износа увеличивается и стабилизируется. Далее начинается режим установившегося износа покрытия, интенсивность изнашивания стабилизируется, наблюдается более равномерное повышение массового износа.

G, г

♦ ♦

■ ИФТПС ♦ САВ21 СЛВ51

♦ ♦♦

« i л' ß A ¿ ,

О 20 40 60 80 100 120 140 160 180

103, цикл

Рис.5. Массовый износ газотермических покрытий из порошковых проволок САВ21, САВ51 и разработки ИФТПС

Интенсивность изнашивания наиболее высока для покрытия из порошковой проволоки САВ21; значения интенсивности изнашивания для проволок САВ51 и разработки ИФТПС сопоставимы. Это обусловлено невысоким значением средней микротвердости поверхности трения покрытия из проволоки САВ21; выявлено, что средняя микротвердость покрытия из проволоки САВ21 значительно (в 1,5 раза) ниже микротвердости покрытий из проволоки САВ51 и проволоки разработки ИФТПС с тугоплавкими добавками. Таким образом, при условии существенной разницы среднего значения микротвердости, несомненно, микротвердость порошковых покрытий определяет износостойкость обработанной поверхности. Однако при близких значениях средней микротвердости порошковых покрытий, необходимо учитывать влияние их структуры на поверхности трения.

Поверхность трения покрытий исследовалась на однообъективном растровом измерительном микроскопе ОРИМ-1 и с помощью профилометра Surftest SJ-201P фирмы «Mitutoyo» (Япония) после ЗхЮ3, 6х103, 9х103, 18х103, 48х 103, 108х 103 и 180х103 циклов трения. Для измерения профиля поверхности трения на каждом образце были промаркированы четыре диаметрально противоположные участка покрытия. Измерялся профиль на каждом из четырех участков, далее данные усреднялись по поверхности трения. Установлено, что изменение отклонений профиля поверхности трения подробно отражает кинетику процесса изнашивания покрытий (рис.6). На участке приработки при одинаковых условиях трения профили всех покрытий имеют нестабильный формирующийся характер. Далее с наступлением этапа установившегося износа происходит существенное расхождение (в 2-3 раза) и стабилизация отклонений поверхности трения покрытий.

О 50 100 150 200 250

101, цикл

-в—ИФТПС —САВ21 »8_САВ51 Рис.6. Зависимость шероховатости поверхности покрытий из порошковых проволок от количества циклов трения

Таким образом, установлено, что шероховатость поверхности трения покрытий из порошковых проволок, полученных электродуговой металлизацией, практически точно отражает этапы процесса изнашивания, начиная с 2x104 циклов, когда начинается этап установившегося износа. Для покрытий из проволок ИФТПС и САВ51 шероховатость снижается до 6-8 мкм, а для покрытия из проволоки САВ21 шероховатость повышается до 16-18 мкм. Следовательно, шероховатость покрытий может служить обобщающей количественной характеристикой, связывающими и структурное состояние покрытия и процессы изнашивания поверхности трения.

В пятой главе с целью установления влияния дополнительной термообработки (ТО) на износостойкость были проведены сравнительные исследования структуры, микротвердости и износостойкости исходных и термообра-ботанных покрытий из проволоки разработки ИФТПС. Также представлены результаты профилометрических и аналитических исследований влияния термообработки на поверхность трения покрытий с тугоплавкими добавками.

На основе анализа данных по дополнительной термической обработке газотермических покрытий были выбраны режимы термообработки для повышения износостойкости: температура нагрева 840°С, закалка в масле и низкий отпуск при температуре 250 °С в течение 1 часа.

На рис.7 приведены структуры исходного и термообработанного покрытия из проволоки разработки ИФТПС. Видно, что термическая обработка приводит к более однородной структуре, частицы покрытия коагулируют друг с другом, снижается пористость и тем самым сокращается количество пустот и дефектов. Тугоплавкие компоненты порошковой набивки проволоки остаются неизменными, так как температура обычной термообработки для них является недостаточной для их фазового превращения.

Рис.7. Структура покрытий из проволоки с тугоплавкими добавками: а) исходного; б) термообработанного

Средняя микротвердость термообработанного покрытия снижается от 5100 до 4400 МПа, а микротвердость основных включений колеблется от 2800 до 9000 МПа. В темных фазах встречаются значения микротвердости выше 12000 МПа, что практически соответствует микротвердости чистого корунда АЬОз. Таким образом, средняя микротвердость покрытия после термической обработки снижается, но при этом включения твердого оксида алюминия прочнее удерживаются матрицей из-за увеличения когезии, и вследствие чего износостойкость покрытий после термообработки должна повышаться.

Для выявления изменения характеристик изнашивания после термообработки покрытия были испытаны на износ при выбранных ранее режимах. На рис.8 приведены полученные значения массового износа исходного и термообработанного покрытий.

О 5 10 15 20 25 зо 40 50 60

103, цикл 103, цикл

Рис.8. Влияние термообработки на массовый износ покрытий из проволоки с тугоплавкими добавками: а) участок приработки; б) установившийся износ

Установлено, что влияние термообработки наблюдается на обеих стадиях - приработки и установившегося износа. Установлено, что термическая обработка снижает массовый износ в стадии приработки до 40-50% (рис.8,а). Далее изнашивание из стадии приработки плавно, без существенного изменения интенсивности износа, переходит в установившийся режим. На этом участке, термообработка снижает массовый износ по сравнению с таковым исходных покрытий на 15-20% (рис.8,б).

1-1

Таким образом, проведенными испытаниями на износ показано, что термообработка покрытий из порошковых проволок с тугоплавкими добавками оказывает влияние па их износостойкость. На рис.9 приведены интенсивности установившегося изнашивания покрытий из различных порошковых проволок. Как видно, термическая обработка покрытий из порошковой проволоки доводит интенсивность изнашивания до уровня, который ниже чем для покрытий из промышленных порошковых проволок без дополнительной термической обработки.

после ТО

Рис.9. Интенсивности изнашивания покрытий из порошковых проволок

20,00 0,00 ■20,00

Для выявления механизмов изнашивания покрытия с тугоплавкими добавками при трении скольжения необходимо исследовать контактную поверхность трения.

На рис.10 приведены профилограммы поверхности трения исходного и термообработанного покрытий. У исходного покрытия профиль поверхности трения с увеличением пути трения сглаживается, а у термообработанного покрытия профиль сохраняется по всему пути трения. То есть, термообработка повышает удержание тугоплавких добавок, тем самым обеспечивая прочность структуры покрытия.

мкм мкм

40,00 т----------------Г Г Т~аТ 40,00 г--------'------------------1----ГбТ>

■40,00

——исходное состояние -после 18000 циклов

—после 54000 циклов

Рис. 10. Профили поверхности трения покрытия с тугоплавкими добавками: а) исходное покрытие; б) термообработанное покрытие

-исходное состояние -после 18000 циклов

—после 54000 циклов

На рис.11 приведены экспериментальные зависимости наибольших отклонений профиля поверхности трения от количества циклов. Как видно из графиков, интервал отклонений равновесного профиля с увеличением пути трения изменяется незначительно, прослеживается его симметричность относительно средней линии профиля.

При изнашивании исходного покрытия интервал отклонений профиля постепенно сужается и стабилизируется (рис.11,а) без существенных колебаний. Поверхность трения термообработанного покрытия характеризуется большими колебаниями интервала отклонений.

Рис.11. Симметрия интервала отклонений профиля: а) исходное покрытие; б) термообработанное покрытие

Экспериментальные исследования показали, что основное сопротивление изнашиванию при трении скольжения оказывают твердые включения, внедренные в мягкую матрицу. Так, в процессе трения, в основном, происходит постепенный износ мягкой матрицы. С износом матрицы до значения, при котором теряется ее способность удерживать твердые тугоплавкие частицы, происходит их выкрашивание и разрушение - поверхность трения сглаживается, интервал отклонений профиля сужается.

С дальнейшим изнашиванием происходит увеличение интервала отклонений профиля. Механизм истирания данных покрытий состоит в чередовании этих процессов, что видно из регулярных колебаний интервала отклонений профиля (рис.11,6). Механизм изнашивания показал, что колебание (разброс) интервала отклонений профиля по пути трения может служить оценочной характеристикой уровня сопротивления структуры покрытия изнашиванию, ее работоспособности.

Таким образом, параметры отклонений профиля поверхности трения, характеризующие влияние структуры покрытий, достаточно подробно отражают этапы процесса изнашивания и могут служить в качестве обобщающих количественных характеристик, связывающих структурное состояние покрытия, содержащего тугоплавкие добавки, с его изнашиванием.

выводы

1. Показано, что микротвердость покрытия из порошковой проволоки разработки ИФТПС имеет одиомодалыюе распределение в интервале от 3500 до 6900 МПа, что свидетельствует о возможности получения однородной структуры износостойкого покрытия с тугоплавкими добавками АЬОз.

Установлено, что износостойкость газотермических покрытий из порошковой проволоки определяется значениями средней микротвердости фазовых составляющих поверхности трения при условии их существенной разницы, обусловленной основным химическим составом.

2. Установлено, что при одинаковых условиях трения интенсивность установившегося изнашивания электрометаллизованнного покрытия с тугоплавкими добавками А1203 ниже по сравнению с износостойкими покрытиями из промышленных проволок САВ51 и САВ21. Таким образом, обоснована перспективность применения порошковой проволоки с тугоплавкими добавками АЬО? для получения износостойких покрытий методом электродуговой металлизации.

3. Установлено, что изменение профиля поверхности трения покрытий из порошковых проволок с тугоплавкими добавками точно отражает этапы процесса изнашивания (приработка, начало установившегося износа), то есть параметры равновесного профиля поверхности трения характеризуют влияние структуры покрытия с тугоплавкими добавками на износостойкость поверхности трения.

Колебание (разброс) интервала отклонений профиля по пути трения может служить характеристикой уровня сопротивления структуры покрытия с тугоплавкими добавками изнашиванию при трении скольжения и их работоспособности.

4. Выявлено, что упрочнение структуры газотермических покрытий из порошковой проволоки с тугоплавкими добавками АЬ03 термической обработкой приводит к снижению и стабилизации средней шероховатости поверхности трения на участке приработки. Это способствует снижению массового износа термообработанного покрытия из порошковой проволоки по сравнению с исходными покрытиями на стадии приработки до 40-50%, что будет иметь положительное значение для пускового режима работы деталей техники, восстановленных электродуговой металлизацией порошковой проволоки разработки ИФТПС. Изнашивание упрочненных покрытий из стадии приработки плавно, без существенного изменения интенсивности износа, переходит в установившийся режим со снижением массового износа по сравнению с исходными покрытиями на 20-25%.

Полученные практические результаты используются при выполнении проекта № 6781 Фонда содействия развитию малых форм предприятий в на-учно-техннческой сфере.

Основные публикации по теме диссертации

1. Винокуров, Г.Г. Износостойкость шлифовальных кругов из алмазосодержащих материалов инструментального назначения / Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф. // Физическая мезомеханика. - 2004. - №7. - 4.1. - С. 430-432.

2. Винокуров, Г.Г. Исследование свойств шлифовальных кругов из алмазо-металлических материалов / Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Герасимов А.И. // Тр. II Евразийского сими, по проблемам прочности материалов машин для регионов холодного климата. - Якутск, 2004 - Ч.З. - С. 269274.

3. Винокуров, Г.Г. Исследование структуры и свойств газотермических покрытий из порошковых проволок / Винокуров Г.Г., Суздалов И.И., Васильева М.И., Стручков Н.Ф. // Вестник ЯГУ. - 2005. - Т.2, №3. - С. 5761.

4. Стручков, Н.Ф. Сравнительные металлографические исследования структуры и свойств газотермических покрытий из порошковых проволок / Стручков Н.Ф., Винокуров Г.Г. // Сб. статей конф. «IX - Лавренть-евские чтения». - Якутск, 2005. - Т.1. - С. 223-228.

5. Винокуров, Г.Г. Разработка статистического подхода для описания изнашивания газотермических покрытий при трении скольжения / Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Попов О.Н. // Физическая мезомеханика. - 2006. - №2. - С. 73-77.

6. Винокуров, Г.Г. Исследование газотермических покрытий из порошковых проволок / Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Васильева М.И., Лебедев Д.И., Федоров М.В. // Тр. III Евразийского симп. по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата. - Якутск, 2006,-4.2.-С. 65.

7. Винокуров, Г.Г. Исследование влияния химического и фазового состава на микротвердость газотермических покрытий из порошковых проволок / Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Васильева М.И. // Тр. междн. конф. по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов «MESOMECH'2006». - Томск: ИФПМ СО РАН, 2006.-С. 216-218.

8. Стручков, Н.Ф. Исследование влияния химического состава на микротвердость газотермических покрытий из порошковых проволок / Стручков Н.Ф., Винокуров Г.Г., Васильева М.И. // Материалы междн. симп. «Принципы и процессы создания неорганических материалов (III Самсо-новские чтения)». - Хабаровск, 2006. - С. 225.

9. Стручков, Н.Ф. Исследования износостойкости газотермических покрытий из порошковых проволок / Стручков Н.Ф., Винокуров Г.Г., Федоров М.В., Лебедев Д.И. // Сб. статен конф. «X Лаврентьевские чтения». -Якутск, 2006.-Т. 1.-С. 180-185.

10. Кычкин, А.К. Перспективы применения порошковых материалов с минеральными модифицирующими добавками для восстановления и упрочнения деталей техники Севера / Кычкин А.К., Винокуров Г.Г., Яковлева

С.П., Махарова С.Н., Стручков Н.Ф. // Сб. научных тр. форума «Научно-' инновационный потенциал Республики Саха (Якутия)». - Якутск, 2006. -С.181-184.

11. Винокуров, Г.Г. Исследования процессов изнашивания газотермических покрытий из порошковых проволок при трешш скольжения / Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Федоров М.В., Лебедев Д.И., Кычкнн А.К.// Наука и образование. - 2007. - №1. - С. 33-37.

12. Кычкнн, А.К. Исследование износостойкости покрытий / Кычкин А.К., Винокуров Г.Г., Яковлева СЛ., Махарова С.Н., Стручков Н.Ф. // Материалы 9-й Междн. практической конференции «Технология ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки». - СПб.: Изд-во Политехи. ун-та, 2007. - 4.1. - С. 158 - 164.

13. Винокуров, Г.Г. Состав, структура и свойства газотермичсских покрытий из порошковых проволок и их влияние на процессы изнашивания при трении скольжения / Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Федоров М.В., Яковлева С.П. // Физическая мезомеханика. - 2007. - №4. - С. 97-105.

14. Struchkov, N.F. Structure and properties of wear-resistant coatings obtained by arc spraying / Struchkov N.F., Kychkin A.K., Vinokurov G.G., Yakovleva S.P., Makharova S.N. // Materials of international VIII Russia-China Symposium "Modem materials and technologies 2007". - Khabarovsk: Pacific national university, 2007. - Vol.2. - P. 185-188.

15. Стручков, Н.Ф. Исследование состава, структуры н свойств газотермических покрытий из порошковых проволок / Стручков Н.Ф., Винокуров Г.Г. // Сб. тр. XIII Междн. научно-технической конф. «Проблема ресурса и безопасной эксплуатации материалов». - СПб.: СПбГУНиПТ, 2007. -С. 336-342.

16. Кычкин, А.К. Применение порошковых проволок с минеральными модифицирующими добавками для получения износостойких покрытий / Кычкин А.К., Винокуров Г.Г., Яковлева С.П., Махарова С.Н., Стручков Н.Ф., Федоров М.В. // Материалы 10-й Междн. практической конф. «Технология ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки». -СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2008. - 4.1. - С. 74-82.

17. Федоров, М.В. Анализ состава, микроструктуры и свойств рабочего элемента землеройной техники севера для выбора способов повышения его износостойкости / Федоров М.В., Винокуров Г.Г., Кычкин А.К., Васильева М.И., Стручков Н.Ф., Лебедев Д.И. // Сб. тр. XIV междн. научно-технической конф. «Проблемы ресурса и безопасной эксплуатации материалов и конструкций». - СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. - С. 214-219.

18. Стручков, Н.Ф. Исследование влияния дополнительной термической обработки на износостойкость газотермических покрытий / Стручков Н.Ф., Винокуров Г.Г. // Сб. тр. XIV междн. научно-технической конф. «Проблемы ресурса и безопасной эксплуатации материалов и конструкций». -СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. - С. 225-230.

19. Винокуров, Г.Г. Использование минеральных модифицирующих добавок в износостойких электрометаллизационных покрытиях из порошковых проволок / Винокуров Г. Г., Кычкин А. К., Яковлева С. П., Махарова С. Н., Стручков Н. Ф. // Технология металлов. - 2008. - №10. - С.28-32.

20. Винокуров, Г.Г. Статистическое описание микрогеометрии поверхности износа порошковых покрытий и материалов при трении скольжения / Винокуров Г.Г., Попов О.Н., Стручков Н.Ф. // Физическая мезомеханика. -2009,-№2.-С. 59-65.

21. Винокуров, Г.Г. Исследование триботехнических характеристик газотермических покрытий с ультрадисперсными модифицирующими добавками / Винокуров Г.Г., Васильева М.И., Кычкин А.К., Стручков Н.Ф., Федоров М.В., Лебедев Д.И. // Материалы 11-й междн. практической конференции «Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня». - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2009. - 4.1. - С. 44-49.

22. Винокуров, Г.Г. Исследование влияния термообработки на износостойкость покрытий из порошковых проволок с тугоплавкими добавками / Винокуров Г.Г., Кычкин А.К., Стручков Н.Ф. // Материалы 11-й междн. практической конференции «Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня». - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2009. - 4.1. - С. 50-55.

23. Винокуров, Г.Г. Влияние дополнительной термообработки на износостойкость электрометаллизационных покрытий из порошковых проволок / Винокуров Г.Г., Кычкин А.К., Стручков Н.Ф. // Тр. седьмой междн. научно-практической конф. «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2009.-С. 181-182.

24. Винокуров, Г.Г. Исследование формирования микрогеометрии поверхности износа электрометаллизационных покрытий при трении скольжения / Винокуров Г.Г., Попов О.Н., Стручков Н.Ф. // Металлы. - 2009. -№4.-С. 101-107.

25. Винокуров, Г.Г. Влияния термообработки на износостойкость напыленных покрытий из порошковых проволок с тугоплавкими добавками / Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф. // Упрочняющие технологии и покрытия. -2009.-№11.-С. 21-24.

Формат 60x84 '/к,. Бумага офсетная. Печать офсетная. Гарнитура «Тайме» Усл.п.л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ № 77.

Издательство ЯИЦ СО РАН

677980, г. Якутск, ул. Петровского, 2, тел./факс: (411-2) 36-24-96 E-mail: ivan_fdorov@maiI.ru

Введение.

Глава 1. Порошковые материалы для получения износостойких покрытий высокоэнергетическими методами и методы исследования их структуры.

1.1. Порошковые материалы для получения износостойких покрытий и материалов, их модифицирование.

1.2. Порошковые проволоки для высокоэнергетических технологий обработки материалов.

1.3. Исследование структуры износостойких покрытий.

В настоящее время для упрочнения поверхности деталей машин и механизмов широкое применение получили различные технологии порошковой металлургии. Наиболее перспективными из них являются высокоэнергетические способы нанесения износостойких покрытий (плазменное и газопламенное напыление, электродуговая металлизация проволок и др.). Как показывает анализ работ, для восстановления изношенных деталей техники в промышленных масштабах ремонтного производства по технико-экономическим показателям наиболее эффективна технология электродуговой металлизации порошковых проволок. Для высокоэнергетических технологий нанесения износостойких покрытий в основном используются самофлюсующиеся сплавы на никелевой или кобальтовой основе и их смеси с модификаторами из тугоплавких металлов, карбидов, нитридов, оксидов и др., которые обеспечивают образование упрочняющих фаз и улучшают структуру. Покрытия из порошковых проволок характеризуются высокой степенью неоднородности структуры — выделениями избыточных дисперсных и коагулированных фаз, слоистым строением и пористостью. Это обусловлено спецификой высокоэнергетических технологических процессов, заключающейся в быстропр отекаюос * щем (10"-10" с) высокотемпературном (до температуры плавления) нагреве частиц порошкового материала и их последующем высокоскоростном охлаждении и застывании.

Физико-механические свойства упрочняющих фаз в структуре покрытий из порошковых проволок существенно влияют на эксплуатационные характеристики обработанной поверхности деталей машин и механизмов. Поэтому исследование структуры порошковых покрытий, распределения, состава и свойств фаз позволяет оценить износостойкость упрочненной поверхности. При этом следует выявить, как особенности структуры покрытия из порошковой проволоки, будут проявляться в процессе изнашивания его поверхности трения.

Таким образом, исследование взаимосвязи состава, структуры и свойств износостойких покрытий из порошковых проволок с характеристи4 ками износа поверхности трения является актуальной проблемой, позволяет научно обосновать технологию получения покрытий с заданными физико-механическими свойствами, обеспечивает разработать пути повышения их эксплуатационных характеристик. Анализ исследований показывает, что для разработки способов повышения износостойкости порошковых покрытий, остаются также актуальными работы по использованию методов последующей термической обработки с целью улучшения их структуры.

Исходя из вышеизложенного сформулирована цель работы: выявление закономерностей формирования структуры покрытий при электродуговой металлизации из порошковой проволоки с тугоплавкой добавкой А12Оз для повышения их износостойкости.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Обзор и анализ порошковых материалов, используемых для получения износостойких покрытий высокоэнергетическими методами; выбор порошковых проволок для исследования роли тугоплавких добавок в обеспечении износостойкости электрометаллизационных покрытий.

2. Исследование структуры и распределения микротвердости электрометаллизационных покрытий из порошковых проволок с тугоплавкими добавками, изучение и идентификация основного упрочняющего состава.

3. Определение уровня износостойкости и закономерностей формирования профиля фрикционных поверхностей покрытий из порошковых проволок с тугоплавкими добавками, полученных электродуговой металлизацией.

4. Исследование влияния термической обработки покрытий с тугоплавкими добавками, полученных электродуговой металлизацией, для повышения их износостойкости.

5. Проведение профилометрических исследований. поверхности трения тер-мообработанных покрытий при изнашивании.

1. ПОРОШКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИХ СТРУКТУРЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Применение тугоплавкой добавки приводит к образованию металлизированного слоя композиционной структуры дисперсного типа, неоднородной по составу и микротвердости. Установлено, что тугоплавкие добавки из А12Оз в процессе напыления покрытия не успевают полностью расплавиться и выделяются в виде отдельных включений между расплавленными металлическими прослойками.

2. Показано, что микротвердость покрытия из порошковой проволоки разработки ИФТПС имеет одномодальное распределение в интервале от 3500 до 6900 МПа, что свидетельствует о возможности получения однородной структуры износостойкого покрытия с тугоплавкими добавками А12Оз.

Установлено, что износостойкость газотермических покрытий из порошковой проволоки определяется значениями микротвердости фазовых составляющих поверхности трения при условии их существенной разницы, обусловленной основным химическим составом.

3. Установлено, что при одинаковых условиях трения уровень износостойкости покрытия из проволок с тугоплавкими добавками А12Оз выше по сравнению с износостойкими покрытиями из промышленных проволок САВ51 и САВ21. Таким образом, обоснована перспективность применения порошковой проволоки с тугоплавкими добавками А12Оэ для получения износостойких покрытий методом электродуговой металлизации.

4. Термическая обработка металлизированного слоя стабилизирует микроструктуру, повышает однородность и уменьшает толщину фазово-структурных границ. Разработана технология дополнительной закалки металлизированного покрытия и оптимизированы режимы обработки.

5. Выявлено, что упрочнение структуры газотермических покрытий из порошковой проволоки с тугоплавкими добавками А12Оз термической обработкой приводит к снижению и стабилизации средней шероховатости поверхности трения на участке приработки. Это способствует снижению износостойкости термообработанного покрытия из порошковой проволоки по сравнению с исходными покрытиями на стадии приработки до 40-50%. Изнашивание термообработанных покрытий из стадии приработки протекает более плавно, без существенного изменения интенсивности изнашивания, и переходит в установившийся режим со снижением интенсивности изнашивания по сравнению с исходными покрытиями на 20-25%.

Полученные практические результаты используются при выполнении проекта № 6781 Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.

1. Борисов Ю.С., Харлампьев Ю.А., Сидоренко СЛ., Ардатовская Е.Н. Газотермические покрытия из порошковых материалов: Справочник. — Киев: Наукова думка, 1987. 544 с.

2. Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление. М.: Машиностроение, 1985.-240 с.

3. Заявка Великобритании 2028847 МКИ3 С 23 С 7/00. Проволока для плазменного распыления. Опубл. 1980.

4. Drzenick Н., Steffens Н., Beczkowiak J. Introduction of cored wires to arc spraing // DVS Berichte. - 1983. - Bd.80. - P. 136-138.

5. А.с. 729279, МКИ3 С 23 С 7/00. Проволока для получения покрытий напылением / В.П. Мурзаев, М.Б. Гольденберг. Опубл. 25.04.80, БИ №15.

6. Демидов Н.А. Исследование структуры наплавленного порошкового материала с модифицирующими добавками // Тезисы докладов XI Всероссийской науч. конф. студентов-физиков «ВНКСФ-11». Екатеринбург: АСФ России, 2005. - С.556-557.

7. Стручков Н.Ф. Сравнительные металлографические исследования структуры и свойств газотермических покрытий из порошковых проволок // Тезисы докладов XI Всероссийской науч. конф. студентов-физиков «ВНКСФ-11». Екатеринбург: АСФ России, 2005. - С.593-594.

8. П.Гуляев Б.Б. Теоретические основы литейного производства. -Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1976. 214с.

9. Ершов Г.С., Черняков В.А. Строение и свойства жидких и твердых металлов. М.: Металлургия, 1978. — 248с.

10. Неймарк В.Е. Модифицированный стальной слиток. — М.: Металлургия, 1978.-248с.

11. Миллер Т.Н., Бориова А.Л., Ткаченко А.А. и др. Получение и свойства композиционного порошка для газотермического напыления // Порошковая металлургия. — 1991. — №1. С. 23-26.

12. Миллер Т.Н., Борисова А.Л., Ткаченко А.А. и др. Свойства покрыIтий из композиционного порошка на основе железа и ультрадисперсного нитрида кремния // Порошковая металлургия. 1991. - №3. - С. 65-68.

13. Дампилон В.Г., С.А. Шамин С.А., А.Н. Березин А.Н. Влияние ультразвуковых колебаний на процесс волочения порошковой проволоки // Сварочное производство. 2005. - №2. - С. 41-42.

14. Петецкий В.Н. Влияние физических свойств шлака на его формирование при сварке бесшовной порошковой проволокой // Сварочное производство. 1994. - №12. - С. 17-19.

15. Шлепаков В.Н., Котельчук А.С., Наумейко С.М., Билинец А.В. Влияние состава сердечника порошковой проволоки и защитного газа на стабильность процесса дуговой сварки // Автоматическая сварка. — 2005. — №6. — С. 18-22.

16. Болотина Н.П., Ларионов В.П., Милохин С.Е., Шевченко В.Г. Влияние составов порошковых проволок на основе железа на структуру и износостойкость плазменно-напыленных покрытий // Физика и химия обработки материалов. 1990. - №2. - С.65-69.

17. Козьяков И.А., Коржик В.Н., Борисов Ю.С., Куницкий Ю.А. Магнитные свойства газопламенных покрытий, полученных с использованием порошковых проволок «Амотек 102» // Автоматическая сварка. — 1996. — №12.-С. 21-25.

18. Жудра А.П., Кривчиков С.Ю., Петров В.В. К вопросу выбора бор-содержащих шихтовых материалов для сердечника порошковой проволоки // Автоматическая сварка. 2004. - №4. - С. 55-56.

19. Ильющенко А.Ф., Шевцов А.И., Ивашко B.C., Изоитко В.М., Буй-кус К.В. Исследование износостойкости защитных покрытий в условиях граничной смазки // Тр. 5-й междн. конф. "Пленки и Покрытия '98м. СПб: Полиплазма, 1998.-С. 105-108.

20. Литовченко Н.Н., Сергеев В.В., Спиридонов Ю.Л. Восстановление коленчатых валов автотракторных двигателей электродуговой металлизацией // Тр. 5-й междн. конф. "Пленки и Покрытия '98". СПб.: Полиплазма, 1998. -С. 105-108.

21. Роянов В.А., Псарас Г.Г. Наплавка бронзы Бр.АЖ9-4 тремя разнородными проволоками в аргоне // Автоматическая сварка. — 2001. №8. - С. 16-17.

22. Лялякин В. П. Научно обоснованные технологии восстановления коленчатых валов автотракторных двигателей // Сварочное производство. 1994. - №12. - С. 17-19.

23. Дубень Л.В., Дикун В.Н., Дубень Н.И., Рыбаков Ю.В., Новокреще-нов М.М. Новый метод изготовления бесшовной порошковой проволоки // Сварочное производство. — 1992. — №6. С. 20-21.

24. Орлов Л.Н., Голякевич А.А., Новикова Д.П., Пелешко В.Н., Симо-ненко В.В. Порошковые проволоки для сварки и заварки дефектов литья стали 110Г13Л // Автоматическая сварка. 2004. - №1. - С. 57-59.

25. Орлов JI.H., Голякевич А.А., Упырь В.Н., Гиюк С.П. Порошковая проволока для сварки в судостроении // Автоматическая сварка. — 2005. — №6. -С. 52-53.

26. Коржик В.Н. Порошки и проволоки «АМОТЕК» для газотермического напыления // Тр. 5-й междн. конф. "Пленки и Покрытия '98". — СПб.: Полиплазма, 1998.-С. 105-108.

27. Грецкий Ю.Я., Максимов С.Ю. Повышение устойчивости дуги, горящей в воде, при сварке порошковой проволокой // Автоматическая сварка. 2004. - №2. - С. 11-15.

28. Квасницкий В.Ф., Драган С.В., Гавриленко Е.Д., Романчук Н.П., Мазур А.А. Оценка эффективности применения тонких порошковых проволок при сварке судокорпусных конструкций // Автоматическая сварка. —1999. -№11.-С. 4-7.

29. Чигарев В.В., Макаренко Н.А., Кондрашов К.А., Воропай Н.М. Особенности плавления электродной проволоки при наплавке способом ПЛАЗМА-МИГ // Автоматическая сварка. 2001. - №8. - С. 12-15.

30. Похмурский В.И., Студент М.М., Довгунык В.М., Сидорак И.И. Порошковые проволоки систем FeCrB + А1 и FeCr + А1 + С для электродуговой металлизации // Автоматическая сварка. 2002. — №3. — С. 32-35.

31. Козьяков И.А., Коржик В.Н., Борисов Ю.С. Триботехнические характеристики аморфизированных газопламенных покрытий, напыляемых порошковыми проволоками системы Fe-B // Автоматическая сварка. 1996. -№10.-С. 24-28.

32. Кононенко В.Я., Корсун А.О. Структура и механические свойства сварных соединений, выполненных под водой порошковыми проволоками // Автоматическая сварка. 2004. - №5. - С. 25-29.

33. Бакман А., Густавсон Б.-У. Электроды и порошковые проволоки для сварки высокопрочных сталей концерна «ЭСАБ» // Сварочное производство. 1993. - №5. - С. 20-23.

34. Ивашко B.C., Белоцерковский М.А., Буйкус К.В. Восстановление деталей узлов трения активированной дуговой металлизацией // Автоматическая сварка. 1999. - № 4. - С. 47-49.

35. Кудинов В.В., Пекшев П.Ю., Белащенко В.Е., Солоненко О.П., Са-фиуллин В.А. Нанесение покрытий плазмой. М.: Наука, 1990. - 408с.

36. Кудинов В.В., Калита В.И., Коптева О.Г. Исследование процесса формирования макро- и микроструктуры частиц газотермических покрытий // Физика и химия обработки материалов. 1992. — №4. — С. 88-92.

37. Шмаков A.M. Формирование газотермических покрытий на порошковых материалах // Физика и химия обработки материалов. — 1986. -№4.-С. 51-57.

38. Кудинов В.В., Пузанов А.А., Замбржицкий А.П. Оптика плазменных покрытий. -М.: Наука, 1981. 188 с.

39. Солоненко О.П., Лягушкин В.П., Пекшев П.Ю., Сайфуллин В.А. Комплексное исследование процессов при формировании покрытий турбулентной плазменной струей // Сб. Генерация потоков электродуговой плазмы. -Новосибирск.: ИТФ СО АН СССР, 1987.-С.359-382.

40. Пекшев П.Ю., Сайфуллин В.А. Пористость плазменно-напыленного оксида алюминия // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1988. -№18. -Вып.5. — С. 99-110.

41. Пекшев П.Ю., Губченко В.В. Структура и пористость плазменно-напыленных материалов на основе диоксида циркония // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1988.-№18. - Вып.5. - С. 111-119.

42. Кудинов В.В., Калита В.И., Коптева О.Г. Металлографические исследования структуры пятна напыления // Физика и химия обработки материалов. 1992. - №4. - С. 93-96.

43. Калита В.И., Комлев Д.И., Астахова Г.К., Абрамычева Н.А. Структура и физико-химические свойства аморфных магнитомягких плазменных покрытий // Физика и химия обработки материалов. 1995. — №6. - С. 43—50.

44. Калита В.И., Комлев Д.И., Корольков Н.В., Лейтус Г.М. Формирование микроструктуры при плазменном напылении покрытия с аморфной структурой // Физика и химия обработки материалов. 1996. - №3. - С. 6270.

45. Пат. 2048273 РФ. Порошковая проволока для получения покрытий / Болотина Н.П., Милохин С.Е., Ларионов В.П., Шевченко В.Г., Виноградов А.В. // Опубликовано 20.11.1995.

46. Винокуров Г.Г., Суздалов И.И., Васильева М.И., Стручков Н.Ф. Исследование структуры и свойств газотермических покрытий из порошковых проволок // Вестник ЯГУ. 2005. - Т.2, № 3. - С.57-61.

47. Стручков Н.Ф., Винокуров Г.Г. Сравнительные металлографические исследования структуры и свойств газотермических покрытий из порошковых проволок // Сб. статей конф. «IX Лаврентьевские чтения». — Якутск, 2005. - Т.1. - С. 223-228.

48. Суздалов И.П., Винокуров Г.Г. Обзор и анализ работ по моделированию структуры порошковых материалов // Тезисы докладов конф. «ВНКСФ-9». Красноярск: АСФ России, 2003. - С. 707-709.

49. Винокуров Г.Г., Ларионов В.Щ Суздалов И.П. Статистическиеподходы к описанию структуры покрытий из порошковых материалов // Физика и химия обработки материалов. 2004. - №4. — С. 43-47.

50. Суздалов И.П., Винокуров Г.Г. Исследование структуры порошковых материалов для определения их свойств // Тезисы докладов XVI межд. интернет-конференция молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения «МИКМУС-2004». М.: . ИМАШ РАН, 2004. - С. 57.

51. Винокуров Г.Г., Суздалов И.П., Попов О.Н. Разработка статистического подхода к.описанию структуры порошковых покрытий и материалов // Физическая мезомеханика. 2004. — Т.7, Спец. выпуск. — 4.2. — С. 65-68.

52. Винокуров Г.Г. Компьютерное моделирование статистических характеристик макроструктуры газотермических покрытий // Физика и химия обработки материалов. 2002. - №3. - С. 29-32.

53. Винокуров Г.Г., Архангельская Е.А., |Ларионов В.П.| Статистическое моделирование формирования макроструктуры газотермических покрытий // Тр. 6-й междн. конф. «Пленки и Покрытия '2001». — СПб.: Полиплазма, 2001. С. 67-70.

54. ГОСТ 9.304-87. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия газотермические. Общие требование и методы контроля. Введ. 01.01.89.-М.: Изд-во стандартов, 1988. - 14 с.

55. ГОСТ 28844-90. Покрытия газотермические упрочняющие и восстанавливающие. Общие требования. — Введ. 01.01.92. — М.: Изд-во стандартов, 1991. -15 с.

56. Харламов Ю.А., Борисов Ю.С. Влияние микрорельефа поверхности на прочность сцепления с газотермическими покрытиями // Автоматическая сварка. 2001. - №6. - С. 19-26.

57. Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Попов О.Н. Разработка статистического подхода для описания изнашивания газотермических покрытий при трении скольжения // Физическая мезомеханика. 2006. - №2. - С. 73-77.

58. Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Федоров М.В., Яковлева С.П. Состав, структура и свойства газотермических покрытий из порошковых проволок и их влияние на процессы изнашивания при трении скольжения // Физическая мезомеханика. — 2007. — №4. — С. 97—105.

59. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. — 526 с.

60. Справочник по триботехнике / под ред. М. Хебды, А.В. Чичинадзе. -М.: Машиностроение, 1989. -Т.1. -400 с.

61. Мур Д. Основы и применения трибоники. М.: Изд-во «Мир», 1978. -487 с.

62. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М. Механическое изнашивание сталей и сплавов: Учебник для вузов. М.: Недра, 1996. — 364 с.

63. ГОСТ 17367-71. Металлы. Метод испытания на абразивное изнашивание при трении о закрепленные абразивные частицы. Введ. 01.01.73. - М.: Изд-во стандартов, 1972. - 5 с.

64. Тушинский Л.И., Плохов А.В. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий. Новосибирск: Изд-во Наука, 1986. — 200 с.

65. Тушинский Л.И., Плохов А.В., Токарев А.О., Синдеев В.И. Методы исследования материалов: Структура, свойства и процессы нанесения неорганических покрытий. М.: Мир, 2004. - 384 с.

66. Хрущов М.М. Исследование приработки подшипниковых сплавов и цапф. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1946. - 146 с.

67. Дьяченко П.Е., Слинко Б.Л. Влияние микрогеометрии поверхностей цапф на работу подшипников из свинцовистой бронзы. — В кн.: Трение и износ в машинах. М.: Изд-во АН СССР, 1950. - 25 с.

68. Кислик В.А. Износ деталей паровозов. М.: Трансжилдориздат, 1948.-332 с.

69. Пузанков В.В. Исследование оптимальной чистоты поверхности трущихся пар. В кн.: Качество поверхности деталей машин. Сб. № 4. — М.: Изд-во АН СССР, 1959. - 32 с.

70. Трение и смазки при обработке металлов давлением. А.П. Грудев, Ю.В. Зильберг, В.Т. Тилик. Справ. Изд. М.: Металлургия, 1982. - 312 с.

71. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения. — Введ. 01.01.75. — М.: Изд-во стандартов, 1974. 6 с.

72. ГОСТ 23.208-79. Обеспечение износостойкости изделий. Метод испытания материалов на износостойкость при трении о нежестко закрепленные абразивные частицы. Введ. 01.03.81. — М.: Изд-во стандартов, 1980. — 6 с.

73. ГОСТ 23.201-78. Обеспечение износостойкости изделий. Метод испытания материалов и покрытий на газоабразивное изнашивание с помощью центробежного ускорителя. — Введ. 01.01.79. М.: Изд-во стандартов, 1978. — 10 с.

74. ГОСТ 23.207-79. Обеспечение износостойкости изделий. Метод испытаний машиностроительных материалов на ударно-абразивное изнашивание. -Введ. 01.01.81. -М.: Изд-во стандартов, 1980. 8 с.

75. ГОСТ 23.212-82. Обеспечение износостойкости изделий. Метод испытаний материалов на изнашивание при ударе в условиях низких температур. -Введ. 01.07.83. -М.: Изд-во стандартов, 1982. 11 с.

76. Шеховцева Е.В. Методов повышения износостойкости зубчатых колес // Упрочняющие технологии и покрытия. 2006. - №4. - С. 51-53.

77. Фархшатов М.Н. Повышение износостойкости покрытий при восстановлении деталей // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2006. №6. — С. 17-20.

78. Тюрин Ю.Н., Головенко С.И., ДудаИ.М., Гарькавый Н.И. Упрочнение шеек крупногабаритных коленчатых валов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2008. - №9. - С. 39-42.

79. Смелянский В.М., Земсков В.А. Технологическое повышение износостойкости деталей методом электроэрозионного синтеза покрытий // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2005. — №1. — С. 27-35.

80. Табаков В.П., Смирнов М.Ю., Циркин А.В., Чихранов А.В. Износостойкие покрытия'для поверхностного упрочнения режущих инструментов // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2005. №8. - С. 21-26.

81. Кутергина Т.В., Данилюк Н.И. Параметры оценки экономической эффективности упрочняющих технологий // Упрочняющие технологии и покрытия. 2005. - №9. - С. 46-48.

82. Витязь П.А., Азизов P.O., Белоцерковский М.А., Кукареко В.А. Повышение качества газотермических покрытий из проволочных материалов методами химико-термической обработки // Трение и износ. — 2003. №6. - С. 666-672.

83. Семенов Я.С., Лебедев М.П. Технология повышения износостойкости материалов, подверженных сколу при трении // Трение и износ. 2006. -№3. - С. 309-312.

84. Кроха В.А., Геккер Ф.Р. Технологический способ повышения абразивной износостойкости деталей // Трение и износ. 1998. - №2. — С. 247-253.

85. Болотина Н.П. Повышение износостойкости поверхностей с использованием высококонцентрированных потоков энергии и порошковых материалов: Дисс. доктора техн. наук. Якутск. — 269 с.

86. Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Федоров М.В., Лебедев Д.И., Кычкин А.К. Исследования процессов изнашивания газотермических покрытий из порошковых проволок при трении скольжения // Наука и образование. — 2007. №1. — С. 33-37.

87. Винокуров Г. Г., Кычкин А. К., Яковлева С. П., Махарова С. Н., Стручков Н. Ф. Использование минеральных модифицирующих добавок в износостойких электрометаллизационных покрытиях из порошковых проволок // Технология металлов. — 2008. №10. - С.28-32.