Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2022(13))

Среди современных технологий нанесения антифрикционных слоев все большее распространение находят методы наплавки, позволяющие решить проблему ликвации упрочняющей фазы, снизить припуск под механическую обработку и повысить адгезионную прочность антифрикционного слоя [1, 2]. Кроме того, высокие, по сравнению с литейными методами, скорости охлаждения позволяют получить дисперсную структуру, что способствует повышению усталостной прочности и, как следствие, увеличению износостойкости. Дополнительным фактором, влияющим на увеличение износостойкости, является введение в рабочий антифрикционный слой микронных, выполняющих роль опор между поверхностями трения, и субмикронных, увеличивающих зарождение и ограничивающих рост зерен матричного сплава, дискретных частиц [3-6]. Наплавка предусматривает нанесение расплавленного металла на минимально оплавленную металлическую поверхность с последующей его кристаллизацией для создания слоя с заданными свойствами и размерами. Для наплавки применяют специальные присадочные материалы в виде проволок, прутков и лент [7, 8]. Цель работы — выбор и опробование технологии для изготовления присадочных композиционных материалов из антифрикционного сплава А 020 -1 , упрочненного керамическими частицами микронного и субмикронного размеров, позволяющих получать функционально­ организованные композиционные материалы процессами дуговой наплавки [9]. Присадочные композиционные материалы в виде наплавочных прутков изготавливали методом экструзии заготовок из смеси композиционного состава. Смесь получали добавлением к матричному порошку антифрикционного промышленного сплава А020-1 (20 % Sn, 1 % Си, остальное — алюминий, ГОСТ 14113-78) частиц карбида кремния (SiQ со средним размером 40 мкм (ГОСТ 26327-84), а также керамических порошков титана (Т і С) производства ООО «Метсинтез» со средним размером 0,7 мкм и удельной поверхностью 1,8 м2/ г. Матричный порошок фракцией 300-400 мкм изготавливали обработкой стружки литой заготовки из сплава АО20-1 в планетарной мельнице RETSCH-PM100 при скорости вращения 300 об / мин в течение 2 ч. Для обеспечения равномерности распределения армирующих и модифицирующих частиц в матричном порошке предварительно подготовленные композиционные порошковые навески из них и сплава АО20-1 общей массой 80 г подвергали обработке в планетарной мельнице Retsch PM100. Перемешивание осуществляли в защитной среде газа Ar. Внешний вид и составы исходного матричного сплава, смеси из армирующих и модифицирующих порошков представлены на рис. 1 и в таблице. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 33-38. Transactions of the to la Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 33-38. Составы и режимы получения порошка баббита и композиционных смесей Состав Тип и размер исходных компонентов Режим обработки Промышленный сплав АО20-1 Стружка литой заготовки Скорость вращения 300 об / мин; длительность обработки 120 мин АО20-1 + 10 мас. % SiC + 1 мас. % TiC АО20-1: 300-400 мкм, SiC — 40 мкм, TiC — 0,7 мкм Скорость вращения 200 об / мин; длительность обработки 20 мин Структуру образцов исследовали на электронных микроскопах Crossbeam 1540 EsB, LEO 430i, Carl Zeiss 1540 EsB Gemini и оптическом микроскопе Leica DM ILM. Так, микроструктура промышленного антифрикционного сплава АО20-1 представляет собой включения олова, равномерно расположенные между зернами матричной основы (алюминия) (рис. 1, а ), поэтому по содержанию основных компонентов данный сплав условно можно считать двухкомпонентным. Такой состав сплава с сильно отличающимися температурами плавления (Гл. Al — 660 °С; Тпл. Sn — 232 °С) и не взаимодействующими между собой компонентами сложно экструдировать на длинномерный пруток. При выборе температуры экструзии, не превышающей температуру плавления алюминия, наблюдался сначала выход из фильеры уже жидкого © Михеев Р. С., Калашников И. Е., Быков П. А., Кобелева Л. И., Колмаков А. Г., 2022 34