Стороженко М. С. Фізико-технологічні засади створення композиційних матеріалів системи "сплав на основі Ni(Fe)-MeB2" для покриттів з високим рівнем зносостійкості

Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-технічної проблеми підвищення зносостійкості покриттів в умовах тертя ковзання та абразивного зношування шляхом розробки та апробації нових підходів до створення композиційних матеріалів системи «сплав на основі Ni(Fe) – MeB2» з керованим структурно-фазовим складом. Для отримання композиційних порошкових матеріалів систем TiB2−(Fe−Mo) та NiFeCrBSiC−MeB2 пропонується метод рідкофазного спікання спресованих заготовок в вакуумі з подальшим подрібненням та класифікацією. При такому способі отримання порошків процеси міжфазної взаємодії між сплавом та тугоплавкою сполукою визначають структуру і властивості покриттів. Тому вибір оптимального складу композиційних матеріалів систем TiB2−(Fe−Mo) та NiFeCrBSiC−MeB2 здійснено шляхом вивчення закономірностей змочування та міжфазної взаємодії між тугоплавкими сполуками та металевим сплавом. В процесі рідкофазного спікання композиційних матеріалів TiB2−(Fe−13мас.%Mo) відбувається хімічна взаємодія з утворенням in-situ складних боридів Mo2FeB2. За рахунок високої твердості (22−24 ГПа) бориди Mo2FeB2 ефективно підвищують зносостійкість газотермічних та електроіскрових покриттів в умовах абразивного зношування та тертя ковзання. За рахунок оптимального співвідношення зміцнюючих частинок боридів (ТіВ2 та Mo2FeB2) та металевої матриці плазмові та детонаційні покриття з розробленого композиційного матеріалу TiB2−40мас.%(Fe−13мас.%Mo) характеризуються зносостійкістю вищою за покриття з стандартного твердого сплаву ВК-6. За результатами вивчення змочування та контактної взаємодії для зміцнення серійних самофлюсівних сплавів NiCrBSiC (ПГ-СР3) та FeNiCrBSiC (ПГ-Ж14) обрано добавки ТіВ2 та CrB2. Встановлено що в результаті хімічної взаємодії при рідкофазному спіканні в системах NiFeCrBSiC−MeB2 відбувається утворення in-situ складних боридів та карборидів хрому, які за рахунок високої твердості (20-24 ГПа) зміцнюють структуру покриттів. Запропоновані в роботі технологічні рішення дають можливість керувати структурно-фазовим складом композиційних матеріалів та газотермічних покриттів систем NiFeCrBSiC−MeB2, а саме кількістю та розміром утворених in-situ боридних та карбоборидних фаз. В умовах тертя ковзання при підвищених температурах (200−400 °С) розроблені покриття систем NiFeCrBSiC−MeB2 характеризуються зносостійкістю в 2−3 рази вищою порівняно з серійними покриттями ПГ-СР3, ПГ-Ж14 та ПС-12НВК-01. Розроблені газотермічні та електроіскрові покриття пройшли випробування на промислових підприємствах України.