Об электроискровой обработке подложек из белого чугуна при применении СВС-электродных материалов TiB2-ферросплав

Повышение стойкости дорогостоящих прокатных валков является актуальной технической задачей. Одним из путей решения данной задачи является  нанесение методом электроискрового легирования (ЭИЛ) многофункционального покрытия на поверхность валка. Проведенными в НУЦ СВС исследованиями электродный материал СТИМ-11 (TiB₂-NiAl) был рекомендован для упрочнения валков из белого чугуна марки СПХН-60. Для удешевления электродов решено в качестве связки использовать ферросиликохром марки ФХС 48.

Целью данной работы являлось получение электродных материалов на основе ферросиликохрома, изучение особенностей массопереноса, исследование структуры, состава и свойств сформированных покрытий.

В качестве электродов использовали материалы состава  (100-Х) % TiB₂ – Х % ФХС (где Х=20, 30, 40 %), изготовленные по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Формирование покрытий осуществляли на воздухе, на установке «ALIER-METAL G-53».

Проведен комплекс исследований структуры, состава и свойств разработанных сплавов и покрытий. Изучены особенности массопереноса СВС- электродных материалов. Установлено, что в СВС-сплавах наблюдаются следующие фазы: диборид титана TiB₂, силициды хрома CrSi₂, титана и железа FeTiSi₂,  титана Ti₅Si₃, (в сплавах с 20 и 30 % ФХС) или железа FeSi (в сплаве с 40 % ФХС). Выявлено, что при обработке происходит убыль массы подложек, что связано с эрозией и интенсивным обезуглероживанием чугуна в процессе ЭИЛ и образованием новых фаз. Обезуглероживание чугуна подтверждается образованием карбида титана в сформированных покрытиях. В поверхностных слоях (Е=0,4 Дж) обнаружены диборид титана TiB₂, борид железа Fe₂B, силицид железа  Fe₃Si, интерметаллид FeTi, оксид FeTiO₃ (< 6 %). Рельеф поверхностного слоя зависит от энергии обработки. При применении сплава TiB₂ – 30 % ФХС шероховатость покрытия (параметр Ra) изменяется от 4,8 мкм (Е=0,0625 Дж) до 15,48 мкм (Е=1,6 Дж). Показано, что электроискровая обработка способствует повышению износостойкости образцов из белого чугуна.

Научный руководитель  -  к.т.н. Кудряшов А. Е.