Свойства электроискровых покрытий AlB$_{12}$–Al на алюминиевом сплаве Д1
А. П. Уманский$^{1}$, М. С. Стороженко$^{1}$, В. Е. Шелудько$^{1}$, В. Б. Муратов$^{1}$, В. В. Кременицкий$^{2}$, И. С. Марценюк$^{1}$, М. А. Васильковская$^{1}$, А. Д. Костенко$^{1}$, А. А. Васильев$^{1}$, А. Е. Терентьев$^{1}$, Д. С. Каменских$^{3}$
$^{1}$Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, ул. Академика Кржижановского, 3, 03142 Киев, Украина
$^{2}$Технический центр НАН Украины, ул. Покровская, 13, 04070 Киев, Украина
$^{3}$Институт биоорганической химии и нефтехимии им. В. П. Кухаря НАН Украины, ул. Мурманская, 1, 02094 Киев, Украина
Получена: 05.05.2021. Скачать: PDF
Статья посвящена исследованию структуры и свойств электроискровых покрытий из алюмоматричного композиционного электродного материала AlB$_{12}$–50% масс. Al на алюминиевом сплаве Д1. Оценена принципиальная возможность получения таких покрытий путём теоретического расчёта критерия Палатника (0,59). Коэффициент теплопроводности и теплоёмкость композита рассчитаны или определены экспериментально. Исследована кинетика массопереноса при электроискровом легировании (ЭИЛ). Учитывая достаточно высокие значения привеса катода, для дальнейшего исследования было выбрано покрытие, нанесённое на шестом режиме ($E$ = 2,52 Дж, $\tau$ = 700 мкс) установки ALIER-52. Для него определены: толщина ($h$ = 380 мкм), микротвёрдость ($H_{\mu}$ = 1,86 ГПа, ПМТ-3, $P$ = 0,05 Н) и износ при сухом трении (13,7 мг/(км$\cdot$см$^{2}$), машина трения МТ-68, схема трения штифт–диск, $V$ = 4 м/с, $P$ = 0,2 МПа, путь трения $S$ = 3 км). Фазовый состав покрытия изучен дифрактометром ДРОН-3М, а элементный рентгеноспектральный анализ поверхности и поперечного сечения проводили на сканирующем электронном микроскопе JEOL JSM-6490 LV, снабжённом системой энергодисперсионного рентгеновского микроанализа и дифракции отражённых электронов. РФА в покрытии обнаружены Al, Al$_2$O$_3$, следы B, B$_2$O$_3$, Fe$_2$O$_3$, AlFeO$_3$, AlB$_2$ и AlB$_{10}$. Содержание Al (в некоторых участках оно достигает 89,92% масс.) превышает содержание остальных фаз, что, в конечном итоге, влияет на устойчивость покрытия в условиях сухого трения. Обращает на себя внимание отсутствие фазы AlB$_{12}$, что является следствием термоокислительной деструкции додекаборида алюминия в жёстких условиях ЭИЛ.
Ключевые слова: AlB$_{12}$–Al, кинетика массопереноса, структура, фазовый состав, микротвёрдость, износ.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i11/1443.html
PACS: 62.20.Qp, 68.55.Nq, 81.05.Je, 81.05.Mh, 81.15.Rs, 81.40.-z