CC BY
50
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. Порошковая металлургия и композиционные материалы
УДК 621.09
М.П. Лебедев, С.В. Николенко, А.Д. Верхотуров, Н.А. Сюй
ЛЕБЕДЕВ МИХАИЛ ПЕТРОВИЧ - член-корреспондент РАН, доктор технических наук, директор Института физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН (Якутск). E-mail: [email protected] НИКОЛЕНКО СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ - доктор технических наук, старший научный сотрудник (Институт материаловедения ХНЦ ДВО РАН, Хабаровск). E-mail: [email protected]
ВЕРХОТУРОВ АНАТОЛИЙ ДЕМЬЯНОВИЧ - доктор
технических наук, профессор, главный научный сотрудник
(Институт водных и экологических проблем ДВО РАН,
Хабаровск). E-mail: [email protected]
СЮЙ НИКОЛАЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ - инженер (Институт
материаловедения ХНЦ ДВО РАН, Хабаровск).
E-mail: [email protected]
Создание и исследование электродов
на основе карбидов вольфрама и титана
для механизированного электроискрового легирования
Статья* посвящена разработке и исследованию вольфрамсодержащих и безвольфрамовых электродных материалов для электроискрового легирования с использованием добавок борсодер-жащего минерального сырья, а также нанопорошка оксида алюминия, полученного взрывом проводников с размерами частиц в пределах от 20 до 80 нм. Изучен процесс формирования ЛС на стали 45 с помощью механизированного ЭИЛ, представлены данные по исследованию поверхностных слоев, полученных на стали 45 методом ЭИЛ с использованием электродов из карбида титана с никель-молибденовой связкой и добавкой 0.5-3 мас.% минерального сырья (датолитового концентрата), электродов из карбида вольфрама с кобальтовой связкой и добавкой нанопорошка оксида алюминия 1, 3, 5 мас.%. Определены наиболее эффективные режимы ЭИЛ и состав формируемых ЛС: частота 500 Гц и длительность искрового разряда 20-80 мкс. Методами атомно-силовой микроскопии обнаружено формирование в процессе ЭИЛ в ЛС наноструктур, образованных из наночастиц TiC и WC. Введение датолитового концентрата и нанопорошка оксида алюминия во всех случаях увеличивают производительность процесса ЭИЛ и повышают микроабразивный износ ЛС.
Ключевые слова: электроискровое легирование, СВС-экструзия, порошковая металлургия, электродные материалы, наноструктуры.
© Лебедев М.П., Николенко С.В., Верхотуров А.Д., Сюй Н.А., 2014
*
В этом номере публикуется первая часть статьи. Окончание - в № 1 за 2015 г. [20]
Введение
Для повышения срока службы быстро изнашивающихся деталей машин и режущего инструмента в промышленности применяется метод электроискрового легирования (ЭИЛ). Достоинство метода: возможность нанесения на металлические поверхности любых токопроводящих материалов; высокая прочность сцепления наносимого слоя с материалом основы; низкая энергоемкость процесса; простота осуществления технологических операций.
Традиционно в качестве электродных материалов (ЭМ) в технологии ЭИЛ используют металлы, их сплавы, а также стандартные твердые сплавы, главным образом на основе карбидов вольфрама и титана, получаемые по технологии порошковой металлургии и СВС-экструзии [2, 10, 14, 22]. Однако такие твердые сплавы не всегда удовлетворяют требованиям, предъявляемым к электродным материалам, с их высокой эрозионной стойкостью, низким коэффициентом переноса и высокой стоимостью. В связи с этим для большей эффективности и масштабности применения электроискровых покрытий требуется создание специальных электродных материалов с учетом специфики их поведения в условиях искрового разряда.
Новым современным направлением в области создания многокомпонентных металлических и керамических порошковых материалов, получившим развитие в Институте материаловедения ХНЦ ДВО РАН, стало комплексное использование минерального сырья с целью создания новых ЭМ для ЭИЛ металлических поверхностей, а также введения добавок нанопорошков, выполняющих роль ингибиторов роста зерна в твердых сплавах.
Перспективным является использование в качестве электродных материалов для ЭИЛ сталей и сплавов, твердых сплавов на основе карбида титана и вольфрама, которые характеризуются высокими значениями твердости, износостойкости, тугоплавкости и т.д. Известен ряд работ [1, 3, 5-7, 12, 15, 20, 21] по созданию ЭМ из вольфрамсодержащих и безвольфрамовых твердых сплавов со связками Ni-Mo, №-&, Ni-Cr-Mo, TiC-TiзAlС2, а также добавками нанопорошка оксида алюминия. В связи с этим перспективным для получения электродных материалов является усовершенствование состава, структуры, свойств и технологии безвольфрамовых и вольфрамсодержа-щих твердых сплавов и сравнение их эффективности.
При создании ЭМ необходимо учитывать влияние межэлектродной среды и возможность образования карбидных и боридных фаз непосредственно в процессе легирования. Для уменьшения образования оксидных пленок в формируемой поверхности целесообразно в состав электрода вводить компоненты, выполняющие роль флюсов (бор, кремний, кальций, марганец, щелочные металлы). В качестве флюсов рационально введение минеральных ассоциаций, выполняющих одновременно роль микролегирующих добавок поверхностного слоя. Введение бора целесообразно и с целью уменьшения эрозионной стойкости легирующих электродов [7]. В этом аспекте представляет интерес использование в ЭМ добавок датолитового концентрата (ДТК).
Целью проводимых исследований была разработка вольфрамсодержащих и безвольфрамовых ЭМ, увеличивающих эффективность процесса ЭИЛ за счет уменьшения эрозионной стойкости ЭМ. Улучшение физико-химических и эксплуатационных характеристик легированных слоев (ЛС) происходит за счет введения добавки борсодержащего минерального сырья, ингибиторов роста, что снижает размеры зерна в ЭМ, полученных методами порошковой металлургии и СВС-экструзией, а также за счет возможности изменения параметров электроискрового разряда в широком диапазоне с целью получения наноструктурированных ЛС.
Оборудование, методики и материалы
Шихту для ЭМ на основе ТЮ изготавливали из реакционной смеси порошков титана, никеля, молибдена, датолитового концентрата и сажи путем смешения шихты в шаровой мельнице в течение 4 ч. Готовую шихту формовали в цилиндрические заготовки в пресс-форме предварительного прессования. Электроды получали в установке для СВС-экструзии (лаборатория СВС-экструзии, ИСМАН - г. Черноголовка).
Составы ЭМ представлены в табл. 1.
Таблица 1
Выборочный состав ЭМ на основе TiC—Ni-Mo с добавкой датолитового концентрата
Обозначение электродов Состав, мас. %
Д0 70% TiC + 30% (Ni + Mo)
Д1 70% TiC + 29.5% (Ni + Mo) + 0.5% ДТК
Д2 70% TiC + 29% (Ni + Mo) + 1.0% ДТК
Д5 70% TiC + 27% (Ni + Mo) + 3.0% ДТК
Электродные материалы на основе карбида вольфрама получали традиционными методами порошковой металлургии. Порошок A1203 был приготовлен взрывом проводников [8]. Удельная поверхность полученного порошка, по данным анализа БЭТ (Брунауер, Эммет, Теллер), составляет 50 м /г. Порошок WC-Co со средним размером 2.4 мкм был смешан с нанодисперсным порошком Л1203 (1, 3, 5 мас. %) в планетарной шаровой мельнице Retsch PM 400 в течение 15 мин при частоте 250 об/мин, отношение массы шаров к материалу 4:1. Затем данные смеси были спрессованы под давлением 150 МПа. Спекание производилось в вакууме и при давлении 10 Па. Выдержка при температуре 1450 °С составила 1 ч. Охлаждение производилось со скоростью 50 °С /мин. Полученные образцы ЭМ были отшлифованы и отполированы до зеркального состояния. Топография поверхности ЭМ изучалась на атомно-силовом микроскопе системы ЗНЛ NTEGRA. Исследования проводились в контактном режиме методами постоянной высоты и постоянной силы. Микроструктуру образцов исследовали на растровом электронном микроскопе EVO 40. Дилатометрические характеристики и С-ДТА определяли на дилатометре DIL402C.
Металлографический анализ шлифов электродов и легированных слоев проводился на микроскопе ММР-2Р, дюрометрический - на микротвердомере ПМТ-3М с нагрузкой 50 Н и с помощью автоматического структурного анализатора "EPIQVANT". Гранулометрический анализ продуктов эрозии осуществлялся по методике [9] на микроскопе МБС-10. Фазовый состав покрытий исследовали с помощью рентгеновского дифрактометра ДРОН-7 в CuKa-излучении. Для расшифровки дифрактограмм использовали программное обеспечение PDWin. Фазовый анализ проводили также с помощью просвечивающего электронного микроскопа ZEISS Libra-120, оснащенного HAADF-детектором и энергетическим Q-фильтром. Исследования проводились в режимах на просвет, темного поля и электронной микродифракции. Образцы для просвечивающей микроскопии подготавливались методом электролитической полировки и ионным травлением.
Микроскопические исследования проводились на атомно-силовом микроскопе (АСМ) AistNT SmartSPM, комбинационное рассеяние света изучалось на микроспектрометре OmegaScope, интегрированном с Aist-NT SmartSPM.
Шероховатость ЛС определяли профилометром модели 296, соединенным с компьютером с помощью аналого-цифрового преобразователя. Ошибка измерения высоты неровностей составляла ± 0.2 мкм. Параметры шероховатости рассчитывали согласно ГОСТ 2789-73.
Исследования ЛС на микроабразивный износ проводили на приборе CALOTEST CSM Instruments путем воздействия вращающегося стального шарика на плоский образец с добавлением эмульсии, содержащей абразивные частицы [17]. Испытание на износ осуществляли по схеме «шар-плоскость» при наклонном расположении образца с прижатием к нему вращающегося шарика за счет собственной массы. Износ обеспечивался добавлением абразивной суспензии, содержащей взвешенные в масле МС 20 частички A1203 (ёср ~ 6 мкм). После проведения испытаний диаметр эрозионной лунки измеряли с применением оптического микроскопа МБС-10.
В процессе ЭИЛ определялось изменение массы катода - стали 45 и эрозии анодов от удельного времени легирования с использованием различных электрических параметров.
Обработка велась электрическими импульсами от специально разработанного генератора импульсов модели "IMES" с возможностью управления от встроенного контроллера или внешнего компьютерного устройства [19] при электрических параметрах, указанных в табл. 2.
ВЕСТНИК ИНЖЕНЕРНОЙ ШКОЛЫ ДВФУ. 2014. № 4 (21)
Исследования временных зависимостей суммарных и удельных эрозий анода, а также суммарных и удельных привесов катода. Эффективность процесса формирования ЛС рассчитывалась по формуле у = ЕДкКср^х (см /мин). Здесь ¿х - порог хрупкого разрушения ЛС, т.е. время обработки, после которого возникает отрицательный удельный привес катода, Кср - коэффициент переноса материала за время Хх, равный отношению Кср = Дк/Да, где Дк и Да - привес катода и эрозия анода за каждую последующую минуту легирования.
Таблица 2
Параметры режимов электроискрового легирования
Электрические параметры Длительность искровых разрядов, мкс
10 20 40 60 80
1р, А 160 180 195 210 225
и, В 40 40 40 40 40
Частота импульсов, Гц 500 500 500 500 500
Скважность 200 100 50 33 25
Е, Дж 0.2 0.72 3.12 7.6 14.4
Примечание: 1Р - рабочий ток, и - напряжение, Е - максимальная энергия разряда.
Результаты и обсуждение
• Электродные материалы на основе карбида титана. Разработан и исследован новый класс безвольфрамовых ЭМ на основе карбида титана с никель-молибденовой связкой, модифицированной добавками датолитового концентрата (СаВ[8Ю4](ОН) - ГОСТ 16108-80).
Микроструктура электродов определяется сочетанием светлых зерен карбидов, округленной или неправильной формы, окруженных связкой эвтектики темного цвета (рисунки 1, 2).
Рис. 1. Микроструктура электродов на основе карбида титана с добавками ДТК: а - Д0; б - Д2 (700х);
в - электронная дифрактограмма карбида титана - Д0
в)
Рис. 2. Микроструктура электродов на основе карбида титана с добавками ДТК: а - Д3; б - Д5 (700х);
в - электронная дифрактограмма боридов титана - Д5
Данные по пористости, твердости и среднему размеру зерна материала электродов диаметром 2 и 5 мм приведены в табл. 3. Из табличных данных видно, что с повышением содержания ДТК наблюдается повышение пористости, что обусловлено увеличением оксидной фазы в шихте.
Исследование влияния борсодержащего сырья на величину зерна показало, что с повышением содержания связки в материале электродов зерно измельчается с 4.3-3.59 мкм для состава Д0 и до 2.26 мкм для состава Д4. Это можно объяснить ростом центров перекристаллизации в процессе высокотемпературного синтеза.
Таблица 3
Характеристики электродных материалов на основе Т1С с добавкой ДТК
для электродов 0 2 и 5 мм
Состав Пористость, % Размер зерна ТЮ, мкм* Размер зерна ТЮ, мкм** Твердость, ГПа
0 0 0 0 0 0 тт 200 тт 50 Нц тт 20 Нц
2 мм 5 мм 2 мм 5 мм 2 мм 5 мм зерна ТЮ эвтектики
Д0 3-5 4-6 3-18 9.0 4.33 3.59 12.42 16.7 7.96
Д1 5-6 6-7 1-11 7.5 3.08 3.13 10.85 16.42 9.77
Д2 - 7-8 1-8 5.5 - 3.03 9.0 16.13 6.0
Д3 - 8-10 1-7 3.5 - 2.54 9.2 23.03 -
Д4 - 10-11 1-4 2.7 - 2.26 11.09 22.79 -
* Определен на ПМТ-3.
** Определен структурным анализатором "EPIQVANT".
В поперечном сечении электрода размер зерен непрерывно изменяется. Меньшие значения средних размеров зерен наблюдаются у поверхности в связи с быстрым ее остыванием и особенностями напряженного состояния при сдвиговом деформировании материала. Средний размер зерен, дисперсия распределения и стандартное отклонение определялось по специальной программе.
Расшифровка рентгенограмм показала, что в композициях ТЮ-№-Мо-ДТК появляются бориды титана и никеля, а также карбиды кремния и бора. Электронограммы просвечивающей микроскопии (рис. 1, в, 2, в) подтвердили наличие карбидов и боридов титана различной стехиометрии (Т1В, Т1В2, Т12В5), наличие боридов никеля - №В, М2В, №3В, также выявили наличие интерметаллидных соединений №Т12, №3Т1281, Н4817Т14, Т156№288116.
Из приведенных экспериментальных данных можно сделать вывод, что с повышением содержания борсодержащего сырья в твердом сплаве его способность образовывать бориды увеличивается, что, в свою очередь, приводит к росту твердости зерен карбидов с 16.7 ГПа для Д0, до 23.03 ГПа для Д3.
Электродные материалы на основе карбида вольфрама
На рентгенограмме (рис. 3, а) у полученного сплава не обнаружено пиков фазы А1203. Это может означать, что нанопорошок А1203, полученный электровзрывом проводников в воде, не имеет четко выраженной кристаллической решетки. На дифрактограмме твердого сплава с добавкой А1203 присутствуют только пики карбида вольфрама (рис. 3, б). Это значит, что при спекании не происходит никаких изменений в кристаллической решетке карбида вольфрама, что подтверждается литературными данными об отсутствии взаимодействия между А1203 и WC в процессе спекания [16].
ВЕСТНИК ИНЖЕНЕРНОЙ ШКОЛЫ ДВФУ. 2014. № 4 (21)
I, имп/с
AUO3
И
140 120 100 80 60 40 20 0
19,25
21,45
12,05
23,85
37,6 45,8
39,45
лачс 60,8 ж 66,85
52,4 Д ,
77,4
10
—I—
20
—I—
30
40 50 60 70 80 90
2Theta, град.
Рис. 3. Дифрактограмма: а - нанопорошка Al2O3; б - спеченного твердого сплава на основе карбида вольфрама с добавкой нанопорошка Al2O3
Просвечивающей электронной микроскопией установлено (рис. 4), что размер нанопорошка оксида алюминия лежит в пределах от 20 до 80 нм.
Основной механизм роста зерен, который имеет место при спекании сплава ВК8, - перекристаллизация через жидкую фазу [11, 13]. Одним из следствий роста зерен по данному механизму является наличие четкой огранки у зерен WC, которая появляется, когда растворенные в жидкой фазе атомы вольфрама и углерода осаждаются на имеющихся зернах WC (рис. 5, а). Зерна WC в сплаве с добавкой А12О3 не имеют четких ровных граней (рис. 5, б). Это означает, что А12О3 препятствует растворению и осаждению вольфрама и углерода на зернах WC. Механизм данного явления неясен, однако можно предположить, что зерна А12О3 препятствуют диффузии вольфрама и углерода в кобальте.
Другим механизмом роста зерен в твердом сплаве является срастание, в результате которого несколько
Рис. 4. Электронная микрофотография
нанопорошка оксида алюминия, снятого с помощью просвечивающего электронного микроскопа ZEISS Libra-120
б)
зерен объединяются в одно крупное зерно (рис. 5, а). Таким образом, образуются наиболее крупные зерна, являющиеся концентраторами напряжений и снижающие прочность сплава. Третья фаза (А1203), равномерно распределенная по структуре твердого сплава, препятствует срастанию зерен. а) Наибольшее уменьшение размеров зерен
наблюдается при содержании добавки А1203 1% (рис. 6). В таком сплаве наночастицы А1203 не агломерируются, не наблюдается их скоплений. Увеличение содержания А120з более 1% приводит к менее существенному снижению диаметра зерна. Ингибитор роста зерна не может снизить размер меньше, чем размер зерен в исходном порошке, поэтому дальнейшее увеличение содержания А1203 ведет к менее существенному снижению размеров зерен карбида вольфрама. Кроме того, в структуре сплава увеличивается доля твердой фазы за счет увеличения содержания А1203, что непременно приведет к снижению прочности сплава. При содержании более 3% А1203 происходит срастание зерен А1203 и WC с образованием оксикарбидного скелета, что можно заметить на рис. 5, б. Добавка А1203 не только снижает средний размер зерна, но и препятствует образованию аномально крупных зерен размером 5-10 мкм. Такие зерна присутствуют в стандартном сплаве и являются концентраторами напряжений (рис. 5, а).
Таким образом, нанодисперсный оксид алюминия препятствует росту зерен WC срастанием и перекристаллизацией через жидкую фазу. Добавка 1% А1203 приводит к снижению среднего диаметра зерна в полученном сплаве в 1.5 раза. Дальнейшее увеличение содержания оксида алюминия до 5% хоть и приводит к уменьшению зерна в 3 раза, но отрицательно сказывается на структуре сплава, нарушая сплошность кобальтового скелета и увеличивая объем твердой фазы и пор.
Физико-химические и эксплуатационные характеристики ЛС, полученного ЭМ на основе карбида титана
Учитывая, что установление общих закономерностей эрозии металлов и тугоплавких соединений при ЭИЛ металлических поверхностей невозможно без анализа состава продуктов эрозии, были выполнены исследования продуктов эрозии материалов системы ТЮ-М-Мо-ДТК, позволившие определить характер разрушения материала анода. В табл. 4 показаны данные гранулометрического состава продуктов эрозии ЭМ. Данные табл. 4 иллюстрируют: при ЭИЛ стали 45 продукты эрозии в основе своей представлены частицами хрупкого разрушения.
Однако введение ДТК до 1-3% (Д2, Д5) повышает процентное содержание жидкофазной составляющей продуктов эрозии в сравнении со сплавом Д0, а также увеличивает количество сферических частиц с увеличением длительности импульсов с 20 до 80 мкс.
Таким образом, гранулометрический состав продуктов эрозии зависит от физико-химических свойств легирующего электрода, его структуры и характеризует фазовое состояние эродируемого вещества в процессе ЭИЛ.
Рис. 5. Структура сплава WC-8%Co с различными добавками нанодисперсного порошка Al2O3: а - без добавки; б - 5%
2 3
Содержание Д1 О %
Рис. 6. Влияние содержания Al2O3 на средний диаметр зерен в твердом сплаве ВК8
С ростом ковалентной составляющей межатомной связи состав продуктов эрозии смещается в сторону крупнодисперсной фракции частиц хрупкого разрушения, что свидетельствует об увеличении вклада твердой фазы в общем эрозионном эффекте. Такое смещение наблюдается при введении в состав материала легирующего электрода неметаллических добавок и при растворении в нем элементов внедрения (С, В, N О).
Исследование влияния содержания ДТК на кинетику процесса ЭИЛ позволило установить, что добавка ДТК в электродный материал существенно влияет на характеристики массопереноса (табл. 5).
Для сплавов системы ТЮ-№-Мо-ДТК с повышением содержания добавки суммарная эрозия анода и привес катода повышаются. Очевидно, что введение добавки концентрата снижает эрозионную стойкость сплавов ТЮ-№-Мо за счет охрупчивающего влияния оксидных компонентов, которые сегрегируют по границам зерен, ослабляя межзеренные контакты. Анализ параметров массопереноса показал, что при содержании добавок ДТК до3 мас. % повышение привеса катода объясняется увеличением доли эрозии электрода в жидкой фазе, что хорошо коррелирует с данными о продуктах эрозии.
Таблица 4
Гранулометрический состав продуктов эрозии электродного материала системы
Т1С-№-Мо-ДТК при ЭИЛ стали 45
Электрод Длительность, мкс Средний диаметр частиц, мкм Количественная доля сферических частиц, % Количественная доля осколочных частиц, %
сферических осколочных
Д0 20 10.86 32.86 18.8 81.2
Д0 80 9.53 39.57 24.4 75.6
Д2 20 7.96 24.28 26.9 73.1
Д2 80 7.58 23.34 44.7 55.3
Д5 20 10.48 21.92 17.1 82.9
Д5 80 6.75 27.03 43.3 56.7
Таблица 5
Параметры процесса механизированного ЭИЛ стали 45, частота 500 Гц
Длительность, мкс ХАкх10"4, см3 за время ^ £Аах10"4, см3 за время 1х Хх, мин Кср, мин-1 ух10"4, см3/мин
Электрод ТЮ-№-Мо
20 0.85 6.03 10 0.13 1.11
40 1.42 8.93 9 0.16 2.04
60 1.42 10.71 8 0.13 1.48
80 1.63 12.34 8 0.13 1.70
Электрод ПС-№-Мо + 0,5% ДТК
20 1.35 7.73 9 0.19 2.31
40 2.84 11.77 8 0.24 5.45
60 3.48 17.73 8 0.2 5.57
80 4.61 16.38 10 0.28 12.91
Электрод ТЮ-№-Мо + 1% ДТК
20 1.56 8.3 9 0.2 2.81
40 2.91 8.94 10 0.33 9.60
60 3.97 10.92 10 0.34 13.50
80 3.9 11.7 9 0.3 10.53
Электрод ТЮ-№-Мо + 3% ДТК
20 0.35 2.2 10 0.18 0.63
40 1.49 6.24 10 0.27 4.02
60 2.84 11.99 10 0.26 7.38
80 2.41 11.28 8 0.16 3.08
Анализ значений удельного привеса катода Ак и удельной эрозии анода Аа показал, что во всех
случаях отмечается положительное значение привеса катода. Максимальные значения эрозии анода и
2 „
привеса катода наблюдаются при ЭИЛ с временем легирования 1 мин/см обрабатываемой поверхности. При повышении времени легирования происходит закономерное уменьшение значений Ак, Аа. Это связано с тем, что на поверхности анода образуется устойчивая «вторичная структура», снижающая значения Аа, и, соответственно, Ак. Анализ зависимостей Аа = Ак = свидетельствует о циклическом характере хрупкого разрушения материала анода. Циклический характер изменения эрозии анода связан с образованием «вторичной структуры», которая с повышением времени обработки характеризуется увеличением плотности дислокаций и образованием экранирующей фазы на аноде. Внешние термомеханические воздействия, а также релаксация напряжений приводят к увеличению эрозионной способности электродного материала и разрушению «вторичной структуры».
Данные табл. 5 показывают, что при добавке 0.5% ДТК в ТЮ-№-Мо сплав увеличивается его суммарный массоперенос при длительности 80 мкс в 2.8 раза, и суммарная эрозия - в 1.33 раза по сравнению с той же длительностью для сплава Д0. Однако при добавке 3% ДТК в ТЮ-№-Мо сплав уменьшает суммарный массоперенос по сравнению со сплавом без добавки ДТК, что можно объяснить образованием боридов и повышением содержания хрупкой фазы. Однако увеличение частоты следования импульсов с 20 до 80 мкс во всех случаях увеличивает массоперенос и эффективность процесса ЭИЛ.
Результаты влияния ДТК на характеристики безвольфрамовых покрытий приведены в табл. 6. Металлографический анализ микроструктуры ЛС, полученных ЭИЛ электродами ТЮ-№-Мо-ДТК, показал, что повышение содержания ДТК до 3% несколько снижает твердость и толщину слоя при длительности импульсов 20 мкс, однако наличие концентрата в сплаве способствует улучшению характеристик формируемого слоя (рис. 7). Большей сплошностью нанесенного слоя обладают образцы, легированные сплавами Д2 и Д5, микротвердость ЛС наибольшая у сплава Д2 при длительности импульсов 80 мкс. Белый слой (БС) представляет собой аустенит, насыщенный дисперсными карбидами Т^ Сг, Мо, Fe. Под этим слоем находится зона термического влияния (ЗТВ), являющаяся зоной отпуска (твердость ЗТВ ниже твердости основы). Предполагается, что БС образуется из жидкой фазы путем перемешивания с основой и взаимопроникающей диффузии.
С повышением содержания ДТК в материале электрода увеличивается содержание кремния и бора. Кремний вызывает охрупчивание, образованием оксидов; бор, будучи поверхностно активным элементом, располагается в пограничных областях, затрудняя диффузию углерода и способствуя образованию интерметаллидов.
а) б)
Рис. 7. Характерный вид микроструктуры ЛС, полученного после ЭИЛ стали 45 материалом на основе карбида титана Д2 при длительности (700х): а - 20 мкс; б - 80 мкс
Введение ДТК в сплавы способствует улучшению характеристик ЛС. Коэффициент упрочнения К представлен в табл. 6. Видно, что наибольший эффект упрочнения достигнут при ЭИЛ сплавами Д2 и Д5 на максимальной длительности электрических импульсов.
Таблица 6
Характеристики покрытий, полученных при ЭИЛ стали 45
Материал электрода Микротвердость Нц50, ГПа Толщина слоя, мм Сплошность, % К * Av упр
Слой Основа
Д0 20 мкс 7.72 ± 1.35 2.53 ± 0.1 0.002-0.034 ср. 0.012 ± 0.002 74 3,1
Д0 80 мкс 6.09 ± 0.98 2.36 ± 0.18 0.002-0.052 ср. 0.018 ± 0.005 91 2,77
Д2 20 мкс 7.23 ± 0.1 2.23 ± 0.1 0.002-0.027 ср. 0.009 ± 0,002 72 3,3
Д2 80 мкс 11.83 ± 2.2 2.36 ± 0.15 0.002-0.098 ср. 0.020 ± 0.006 92 5
Д5 20 мкс 6.95 ± 0.61 2.66 ± 0.13 0.002-0.020 ср. 0.009 ± 0.001 94 2,57
Д5 80 мкс 9.33 ± 1.05 2.34 ± 0.19 0.002-0.038 ср. 0.014 ± 0.003 94 4,1
*Купр - коэффициент упрочнения, равный отношению Иц лс/ Ицоснова, где Нц - микротвердость легированного слоя и основы соответственно.
Учитывая, что ЛС имеют высокую шероховатость, а методы АСМ не допускают изучение таких поверхностей, предварительно все образцы были проанализированы на конфокальном микроскопе, совмещенном с АСМ. В результате по специально разработанной методике удалось отобрать не только образцы, пригодные для исследований методом АСМ, но и выделить области на поверхности ЛС, где, предположительно, происходило наностуктурирование в процессе ЭИЛ. Такие области отличались цветом вплоть до малинового (рис. 8, а) [18].
Из АСМ сканограммы, представленной на рис. 8, б, видно, что наименьший размер наноча-стиц был обнаружен в составе ЛС, полученном электродом Д2 с 1%-ной добавкой ДТК. Минимальный размер частиц составил менее 30 нм (рис. 8, б).
а б
Рис. 8. Конфокальное изображение и сканограмма ЛС: а - фотография поверхности ЛС в конфокальном
микроскопе; б - АСМ сканограмма размером 3*3 мкм
Свойства ЛС определяются фазовым составом покрытий, который отличается от состава материала электрода. По данным РФА, покрытия, кроме основной фазы TiC, содержат фазу FeNi (рис. 9).
ВЕСТНИК ИНЖЕНЕРНОЙ ШКОЛЫ ДВФУ. 2014. № 4 (21)
-пс
о
о х ш
II
о X а>
ТЮ
Л
I 14-
«чЛр
ПС
хгяи
Д2 500 Гц 60 мкс
Д5 500 Гц 60 мкс
ЫМи
ММ» 111>Ц»'1
.......А|ШЬн|11И.«м>ЕА*щ|» до 500 Гц 60 мкс
Д5 500 Гц 20 мкс
Д2 500Гц 20 мкс
20 30 40 50 60
2 ТЬе1а, градус
70
80
Рис. 9. Рентгеновские дифрактограммы ЭИЛ покрытий на стали 45 ЭМ на основе карбида титана с частотой импульсов 500 Гц и длительностью 20 и 60 мкс
Фазовый анализ покрытий уточнялся с помощью просвечивающей электронной микроскопии. На поверхности катода обнаружены интерметаллиды М-Мо-Бе, Бе36Мо10, Ni4Si7Ti4 и др. Образование интерметаллидов с участием никеля, молибдена и железа является следствием микрометаллургических процессов, протекающих на катоде в результате перемешивания и химического взаимодействия компонентов легирующего сплава с материалом катода. Электронная дифракция показала, что в покрытии, полученном электродом с трехпроцентной добавкой ДТК, появляются бориды титана различной стехиометрии - НВ2, Н2В5. Кроме основной фазы ТЮ появляются фазы №3Т и SiC.
Одним из главных недостатков покрытий, созданных методом электроискрового легирования, является шероховатость поверхности, формирующаяся за счет локальности воздействия разрядов и неравномерности распределения перенесенного вещества (табл. 7). Исследования параметров шероховатости поверхности показали, что высота неровностей лежит в пределах 29-60 мкм. В табл. 7 представлены значения среднего арифметического отклонения профиля Яа; наибольшей высоты профиля ^шах; высоты неровностей профиля по десяти точкам Яг. Более гладкая поверхность наблюдается у электроискровых покрытий с длительностью импульсов 20 мкс. Поэтому перед использованием изделия с данным покрытием в узлах трения потребуется дополнительная сглаживающая обработка.
Таблица 7
Характеристики шероховатости модифицированного поверхностного слоя стали 45
Материал анода Яа, мкм Яшах, мкм Я2, мкм
Д0 20 мкс 5.092 61.56992 55.64109
Д0 80 мкс 7.834 61.75469 60.13305
Д2 20 мкс 5.324 38.0832 31.43221
Д2 80 мкс 8.27 59.00039 51.32905
Д5 20 мкс 5 36.81992 29.43009
Д5 80 мкс 6.934 48.78672 45.38012
Исследования ЛС на микроабразивный износ приведены на рис. 10: наилучшей износостойкостью обладает покрытие с однопроцентной добавкой, полученное при частоте следования импульсов 500 Гц и длительности 80 мкс, что можно объяснить появлением в покрытии износостойкой фазы борида титана и наноструктурированием поверхностного слоя. Параметры микроабразивного износа при длительности импульсов 80 мкс на два порядка лучше, чем при длительности 20 мкс.
ё5
5 '3
о с, х ^
5 2 1 о
-ттве-
6,75
3,67
? чч
□ДО 500 Гц 20 мкс ■Д2 500 Гц 20 мкс ■Д5 500 Гц 20 мкс □без покрытия
а)
эоо ¡5 о™
1 Т?00
Ь ^оо 3^400 5 ^зоо
Х 200 100 о
360,95
46 78
2.¿5
□ ДО 500 Гц 00 мкс
■ Д2 500 Гц 80 мкс
■ Д5 500 Гц 00 мкс
□ без покрытия
б)
Рис. 10. Износостойкость ЛС на стали 45 с покрытиями из сплава Д0 и Д2, Д5 с добавкой датолитового концентрата: а - с длительностью импульсов 20 мкс; б - с длительностью импульсов 80 мкс, 500 - частота
следования электрических импульсов в Гц
Исследование жаростойкости покрытий, сформированных безвольфрамовыми твердыми сплавами, вызывает научный и практический интерес. С помощью термогравиметрии (ТГ) и дифференциально-термического анализа (ДТА) было проведено изучение термического поведения образцов стали 45 без покрытия и с покрытиями на воздухе. Были исследованы однослойные и двухслойные покрытия. В качестве ЭМ использовали составы Д0, Д5, также были нанесены покрытия, сформированные вышеперечисленными ЭМ и хромом. Хром использовали как сильно карбидообразующий элемент. Методом РФА на поверхности ЛС наряду с металлическим хромом обнаружен карбид хрома - Cr7C3.
Нагрев стали 45 до 1000 °С показал наличие структурно полиморфных превращений при 740 °С (рис. 11). На рис. 12 представлена термограмма процесса окисления стали 45 с покрытиями на основе карбида титана.
Анализ экспериментальных данных на ТГ кривых показывает, что удельный прирост массы увеличивается от 400 до 1000 °С. Это связано с ростом скорости диффузии кислорода при повышении температуры и образованием оксидных фаз на поверхности образца. На ТГ кривых видно: покрытие на образце, в состав которого входит хром, окисляется медленнее других покрытий, что показывает трехкратное уменьшение массы.
Рис. 11. ТГ и ДТА кривые окисления стали 45
Рис. 12. ТГ и ДТА кривые окисления стали 45: 1 - сталь 45 без покрытия; 2 - сталь с покрытием Д5+Сг; 3 - сталь с покрытием Д0+Сг
Металлографические исследования образцов стали 45 на жаростойкость на приборе NETZSCH STA 449 F3 показали, что поверхность всех образцов покрыта оксидным слоем толщиной до 30 мкм и что произошло обезуглероживание поверхности на глубину до 100 мкм (рис. 13). Также исследовали глубину коррозии (толщину оксидного слоя) образцов, легированных электродами на основе карбида титана. Установлено, что на поверхности стали 45, легированной электродом Д0 (рис. 14, а), образуется неравномерный слой окислов толщиной до 50 мкм, присутствует коррозионное повреждение, проходящее под поверхность слоя. Обезуглероживание происходит на глубину до 60 мкм.
Испытания жаростойкости при легировании в два слоя (карбид титана с никель-молибденовой связкой + хром) показали лучшие результаты по сравнению с ЭИЛ в один слой. Мы можем видеть (рис. 14, б), что сохранился легированный слой толщиной до 30 мкм. Образующиеся оксиды не пропустили коррозионное повреждение под ЛС и защитили основной металл от обезуглероживания.
Рис. 13. Микроструктура поверхности стали 45 после нагрева при температуре 1000 оС (х 300)
а б
Рис. 14. Микроструктура поверхности стали 45 после нагрева при температуре 1000 ОС (х 300), легированной электродами на основе ТЮ: а - Д0; б - Д0 + Сг
Металлографические исследования структуры поверхностных слоев, полученных ЭИЛ электродами Д5 и Д5 + Сг, представлены на рис. 15. Он иллюстрирует: ЛС, нанесенный электродом Д5 толщиной до 50 мкм, окислился, произошло обезуглероживание на глубину до 70 мкм (рис. 15, а). На рис. 15, б с двухслойным покрытием мы видим полное сохранение слоя и отсутствие обезуглероживания.
а б
Рис. 15. Микроструктура поверхности стали 45 после нагрева при температуре 1000 оС (х 300), легированной электродами на основе ТЮ: а - Д5; б - Д5 + ^
Полученные результаты позволяют рекомендовать дополнительное легирование хромом для защиты и увеличения ресурса работы стали 45, обработанной электродами на основе карбида титана. Модифицированный поверхностный слой стали 45, полученный последовательным ЭИЛ электродами Д0 + Сг и Д5 + Сг, не выгорел и защитил основной металл от коррозионного повреждения.
Таким образом, созданные безвольфрамовые композиционные ЭМ на основе карбида титана с никель-молибденовой связкой и добавкой борсодержащего минерального сырья (датолитово-го концентрата) позволяют получать поверхностные слои на стали 45 высокой микротвердости (6.09-11.83 ГПа), повышенной износостойкости (в сотни раз по сравнению со сталью 45) и повышенной жаростойкости (до трех раз по сравнению со сталью 45). Представляется перспективным использование технологии СВС-экструзии для производства электродных материалов для ЭИЛ. Также перспективно использование в качестве добавки в ЭМ ДТК, которая присутствует в нем в виде стеклофазы, повышающей триботехнические характеристики покрытий.
Авторы благодарят сотрудников Института материаловедения ХНЦ ДВО РАН за помощь в проведении и обсуждении результатов экспериментов.
Окончание статьи см. № 1 за 2015.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. А.с. № 1683347 от 14.07.89. СССР. Электродный материал на основе карбида титана для электроискрового легирования и шихта для его получения / А.Д. Верхотуров, Т.А. Шевелева, С.В. Николенко и др.
2. Верхотуров А.Д. Физико-химические основы процесса электроискрового легирования металлических поверхностей. Владивосток: Дальнаука, 1992. 180 с.
3. Ковальченко М.С., Паустовский А.В., Кириленко С.Н. и др. Электроискровое легирование стали безвольфрамовыми твердыми сплавами // Порошковая металлургия. 1984. № 6. С. 47-50.
4. Колгачев А.Е., Панин С.В., Почивалов Ю.И., Антипина Н.А. Влияние предварительного нано-структурирования поверхностного слоя на износостойкость титанового сплава ВТ6, подвергнутого химико-термической обработке // Изв. Том. политехн. ун-та. 2006. Т. 309, № 2. С. 144-148.
5. Кудряшов А.Е., Левашов Е.А., Ветров Н.В. и др. Новый класс электроискровых покрытий для изделий из титановых сплавов, работающих в экстремальных условиях эксплуатации // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2008. № 3. С. 34-45.
6. Левашов Е.А., Кудряшов А.Е., Погожев Ю.С. и др. Особенности формирования наноструктурирован-ных электроискровых защитных покрытий на титановом сплаве ОТ4-1 при использовании дисперсно-упрочненных наночастицами электродных материалов системы TiC-Ti3AlQ // Изв. вузов. Цветная металлургия. 2007. № 5. С. 54-64.
7. Муха И.М., Верхотуров А.Д., Гнедова С.В. Материал легирующих электродов на основе твердых сплавов WC-Co с микродобавками бора // Электронная обработка материалов. 1981. № 5. С. 24-27.
8. Назаренко О.Б. Электровзрывные нанопорошки: получение, свойства, применение / под ред. А.П. Ильина. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2005. 148 с.
9. Намитоков К.К. Электроэрозионные явления. М.: Энергия, 1978. 456 с.
10.Николенко С.В., Верхотуров А.Д. Новые электродные материалы для электроискрового легирования. Владивосток: Дальнаука, 2005. 219 с.
11.Панов В.С., Чувилин А.М. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. М.: МИСИС, 2001. 452 с.
12. Середа Н.Н., Ковальченко М.С., Белик И.Т. и др. Использование твердых сплавов на основе карбида титана в качестве износостойких материалов и лезвийного инструмента // Порошковая металлургия. 1977.№ 5. С. 94-97.
13. Третьяков В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. М.: Металлургия, 1976. 512 с.
14. Химухин С.Н., Ри Хосен, Верхотуров А.Д., Ри Э.Х. Формирование структуры слоя на металлах и сплавах при электроискровой обработке. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2010. 239 с.
15. Шевелева Т.А., Верхотуров А.Д., Николенко С.В. и др. Влияние добавок датолитового концентрата в электродные материалы TiC-Ni-Mo на свойства поверхностного слоя сталей после электроискрового легирования // Электронная обработка материалов. 1991. № 1. С. 26-30.
16. El-Eskandarany M.S., Fabrication and characterizations of new nanocomposite WC/Al2O3 materials by room temperature ball milling and subsequent consolidation, J. of Alloys and Compounds. 2005;(391)1-2:228-235.
17. Kusano Y., Acker K. Van, Hutchings I.M., Methods of data analysis for the micro-scale abrasion test on coated substrates, Surf. Coat. Technol. 2004;(183)2-3:312-327.
18.Nikolenko S.V., Kuz'menko A.P., Timakov D.I., Abakymov P.V., Nanostructuring a Steel Surface by Electrospark Treatment with New Electrode Materials Based on Tungsten Carbide, Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2011;(47)3:217-224.
19.Nikolenko S.V., Pyachin S.A., Burkov A.A., Formation of electrospark coatings of the VK8 hard alloy with the Al2O3 additive, Russian J. of Non-Ferrous Metals. 2011;(52)1:56-61.
20.Nikolenko S.V., Surface Nanostructuring of Steel 35 by Electrospark Machining with Electrodes Based on Tungsten Carbide and Added Al2O3 Nanopowder, Russian Engineering Research. 2011;(31)6:556-561.
21. Radek N., Bartkowiak K., Performance properties of electrospark deposited carbide-ceramic coatings modified by laser beam, Physics Procedia. 2010;(5):417-423.
22. Zamulaeva E.I., Levashov E.A., Kudryashov A.E. et al., Electrospark coatings deposited onto an Armco iron substrate with nano- and microstructured WC-Co electrodes: Deposition process, structure, and properties, Surface & Coatings Technology. 2008;(202):3715-3722.
THIS ARTICLE IN ENGLISH SEE NEXT PAGE
TECHNICAL SCIENCES. Materials science and materials technology
Lebedev M.P., Nikolenko S.V., Verchoturov A.D., Suy N.A.
MIHAIL P. LEBEDEV, Director of Institute of Physical and Technical Problems of the North, named after V.P. Larionov of Siberian Branch of RAS, Yakutsk, Russia, Corresponding member of RAS, Doctor of Technical Science, expert in the field of physics and chemistry of materials, e-mail: [email protected]; SERGEY V. NIKOLENKO, Doctor of Technical Sciences, e-mail: [email protected]; ANATOLY D. VERCHOTUROV, Doctor of Technical Sciences, Professor, Institute of Water and Environmental Problems, FEB RAS, Khabarovsk, Russia, e-mail: [email protected]; NIKOLAY A. SUY, Engineer, Institute of Materials Science, Khabarovsk Research Center, FEB RAS, Russia, e-mail: [email protected].
Studies on electrodes made on the basis of tungsten and titanium carbides for mechanised electrospark alloying
The article deals with the development and study of tungsten and tungsten-free electrodes for electrospark alloying (ESA) with the addition of boron minerals and aluminum oxide nanopowder obtained by the explosion of conductors with particles from 20 to 80 nm in size. There has been studied the process of generating alloy layers (AL) on the steel 45 with the usage of mechanised ESA and presented the data of the study on of the surface layers obtained from the steel 45 with the usage of the electrodes made of the titanium carbide with nickel molybdenum binder and the addition of 0.5-3 wt. % mineral (datolite concentrate (DTC)) as well as the electrodes made of tungsten carbide with cobalt binder and the addition of aluminum oxide nanopowder 1, 3, 5 wt. %. There have been determined the most effective modes of ESA and the composition of the formed AL: the 500 Hz frequency and the duration of the spark discharge of 20-80 microseconds. The method of atomic force microscopy has made it possible to reveal the formation of nanostructures generated from nanoparticles TiC and WC in the process of ESA and AL. In all cases, when adding DTC and aluminum oxide nanopowder, the productivity of the ESA process and the microabrasive wear of AL increase.
Key words: electrospark alloying, SHS extrusion, powder metallurgy, electrode material, nanostructures.
REFERENCES
1. A.S. Number 1683347 from 14.07.89. USSR. Electrode material based on titanium carbide for spark alloying and charge for its production, A.D. Verkhoturov, T.A. Sheveleva, S.V. Nikolenko et al. (in Russ). [A.S. № 1683347 ot 14.07.89. SSSR. Jelektrodnyj material na osnove karbida titana dlja jelektroiskrovogo legirovanija i shihta dlja ego poluchenija / A.D. Verhoturov, T.A. Sheveljova, S.V. Nikolenko i dr.].
2. Verkhoturov A.D., Physico-chemical foundations of electrospark alloying metal surfaces. Vladivostok, Dal'nauka, 1992, 180 p. (in Russ). [Verhoturov A.D. Fiziko-himicheskie osnovy processa jelektroiskrovogo legirovanija metallicheskih poverhnostej. Vladivostok: Dal'nauka, 1992. 180 s.].
3. Koval'chenko M.S., Paustovsky A.V., Kirilenko S.N., et al, Electric alloying steel hardmetal, Powder metallurgy. 1984;6:47-50. (in Russ). [Koval'chenko M.S., Paustovskij A.V., Kirilenko S.N. i dr. Jelektroiskrovoe legirovanie stali bezvol'framovymi tverdymi splavami // Poroshkovaja metallurgija. 1984. № 6. S. 47-50].
4. Kolgachev A.E., Panin S.V, Pochivalov Y.I., Antipina N.A., Effect of prenanostructuring of the surface layer on the wear resistance of the titanium alloy VT6 subjected to chemical and thermal treatment, Math. Tomsk Polytechnic. Univ. 2006;(309)2:144-148. (in Russ). [Kolgachev A.E., Panin S.V., Pochivalov Ju.I., Antipina N.A. Vlijanie predvaritel'nogo nanostrukturirovanija poverhnostnogo sloja na iznosostojkost' ti-tanovogo splava VT6, podvergnutogo himiko-termicheskoj obrabotke // Izv. Tom. politehn. un-ta. 2006. T. 309, № 2. S. 144-148].
5. Kudryashov A.E., Levashov E.A., Vetrov N.V. et al., A new class of electric-spark coatings for products made of titanium alloys, working in extreme conditions, Math. universities. Powder metallurgy and func-
tional coatings. 2008;3:34-45. (in Russ). [Kudrjashov A.E., Levashov E.A., Vetrov N.V. i dr. Novyj klass jelektroiskrovyh pokrytij dlja izdelij iz titanovyh splavov, rabotajushhih v jekstremal'nyh uslovijah jeksplu-atacii // Izv. vuzov. Poroshkovaja metallurgija i funkcional'nye pokrytija. 2008. № 3. S. 34-45].
6. Levashov E.A., Kudryashov A.E., Pogozhev Yu.S. et al., Features of formation of nanostructured electric-
spark coatings on titanium alloy OT4-1 using dispersion-strengthened nanoparticles electrode materials systems TiC-Ti3AlC2, Math. universities. Non-ferrous metallurgy. 2007;5:54-64. (in Russ). [Levashov E.A., Kudrjashov A.E., Pogozhev Ju.S. i dr. Osobennosti formirovanija nanostrukturirovannyh jel-ektroiskrovyh zashhitnyh pokrytij na titanovom splave OT4-1 pri ispol'zovanii dispersno-uprochnennyh nanochasticami jelektrodnyh materialov sistemy TiC-Ti3AlC2 // Izv. vuzov. Cvetnaja metallurgija. 2007; № 5. S. 54-64].
7. Muha I.M., Verkhoturov A.D., Gnedova S.V., Material alloy electrodes on the basis of hard alloys WC-Co with microaddings boron, Electronic Materials Processing. 1981;5:24-27. (in Russ). [Muha I.M., Ver-hoturov A.D., Gnedova S.V. Material legirujushhih jelektrodov na osnove tvjordyh splavov WC-Co s mikrodobavkami bora // Jelektronnaja obrabotka materialov. 1981. № 5. S. 24-27].
8. Nazarenko O.B., Electroexplo nanopowders: preparation, properties, applications, ed. A.P. Ilyin. Tomsk, Tomsk Univ. Press, 2005, 148 p. (in Russ). [Nazarenko O.B. Jelektrovzryvnye nanoporoshki: poluchenie, svojstva, primenenie / pod red. A.P. Il'ina. Tomsk: Izd-vo Tom. un-ta, 2005. 148 s.].
9. Namitokov K.K., EDM phenomenon. M., Energiya, 1978. 456 p. (in Russ). [Namitokov K.K. Jelektrojerozionnye javlenija. M.: Jenergija, 1978. 456 s.].
10.Nicolenco S.V., Verkhoturov A.D., New electrode materials for electric-spark alloying. Vladivostok, Dal'nauka, 2005, 219 p. (in Russ). [Nikolenko S.V., Verhoturov A.D. Novye jelektrodnye materialy dlja jelektroiskrovogo legirovanija. Vladivostok: Dal'nauka, 2005. 219 s.].
11. Panov V.S., Chuvilin A.M., Technology and properties of sintered hard alloys and products made of them. M., MISA, 2001, 452 p. (in Russ). [Panov V.S., Chuvilin A.M. Tehnologija i svojstva spechennyh tverdyh splavov i izdelij iz nih. M.: MISIS, 2001. 452 s.].
12.Sereda N.N., Koval'chenko M.S., Belik I.T. et al., The use of hard alloys based on titanium carbide as a wear-resistant materials and tool blade, Powder metallurgy. 1977;5:94-97. (in Russ). [Sereda N.N., Koval'chenko M.S., Belik I.T. i dr. Ispol'zovanie tverdyh splavov na osnove karbida titana v kachestve iznosostojkih materialov i lezvijnogo instrumenta // Poroshkovaja metallurgija. 1977. № 5. S. 94-97].
13.Tretyakov V.I., Fundamentals of physical metallurgy and production technology of sintered hard alloys. M., Metallurgy, 1976, 512 p. (in Russ). [Tret'jakov V.I. Osnovy metallovedenija i tehnologii proizvodstva spechennyh tverdyh splavov. M.: Metallurgija, 1976. 512 s.].
14.Khimukhin S.N., Rea Hosen, Verkhoturov A.D., Rea E.H., Formation of the structure layer on metals and alloys under electric discharge machining. Khabarovsk, Univ DVGUPS, 2010, 239 p. (in Russ). [Himuhin S.N., Ri Hosen, Verhoturov A.D., Ri Je.H. Formirovanie struktury sloja na metallah i splavah pri jel-ektroiskrovoj obrabotke. Habarovsk: Izd-vo DVGUPS, 2010. 239 s.].
15.Sheveleva T.A Verkhoturov A.D., Nikolenko S.V. et al., Influence of additives et al datolite concentrate electrode materials TiC-Ni-Mo on the properties of the surface layer of steel after spark alloying, Electronic Materials Processing. 1991;1:26-30. (in Russ). [Sheveleva T.A., Verhoturov A.D., Nikolenko S.V. i dr. Vlijanie dobavok datolitovogo koncentrata v jelektrodnye materialy TiC-Ni-Mo na svojstva pover-hnostnogo sloja stalej posle jelektroiskrovogo legirovanija // Jelektronnaja obrabotka materialov. 1991. № 1. S. 26-30].
16.El-Eskandarany M.S., Fabrication and characterizations of new nanocomposite WC/Al2O3 materials by room temperature ball milling and subsequent consolidation, J. of Alloys and Compounds. 2005;(391) 1-2:228-235.
17.Kusano Y., Acker K. Van, Hutchings I.M., Methods of data analysis for the micro-scale abrasion test on coated substrates, Surf. Coat. Technol. 2004;(183)2-3:312-327.
18.Nikolenko S.V., Kuz'menko A.P., Timakov D.I., Abakymov P.V., Nanostructuring a Steel Surface by Electrospark Treatment with New Electrode Materials Based on Tungsten Carbide, Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2011;(47)3:217-224.
19.Nikolenko S.V., Pyachin S.A., Burkov A.A., Formation of electrospark coatings of the VK8 hard alloy with the Al2O3 additive, Russian J. of Non-Ferrous Metals. 2011;(52)1:56-61.
20.Nikolenko S.V., Surface Nanostructuring of Steel 35 by Electrospark Machining with Electrodes Based on Tungsten Carbide and Added Al2O3 Nanopowder, Russian Engineering Research. 2011;(31)6:556-561.
21.Radek N., Bartkowiak K., Performance properties of electrospark deposited carbide-ceramic coatings modified by laser beam, Physics Procedia. 2010;(5):417-423.
22.Zamulaeva E.I., Levashov E.A., Kudryashov A.E. et al., Electrospark coatings deposited onto an Armco iron substrate with nano- and microstructured WC-Co electrodes: Deposition process, structure, and properties, Surface & Coatings Technology. 2008;(202):3715-3722.
End of the article: N1, 2015.
