Публикации автора

Titanium alloys are indispensable in the aerospace, nuclear and automotive industries due to their high specific strength, excellent creep resistance and corrosion resistance, but their use is seriously limited due to poor wear resistance. The method of еlectrospark deposition using a non-localized electrode consisting of a mixture of titanium granules with the addition of 6 –12 vol.% boron carbide powder was used to obtain metalloceramic coatings Ti-TiB2 / TiC onto Ti-6Al-4V titanium alloy. The results of the study show that the coatings contain αTi, TiB, TiB2 and TiC phases. It was found that with an increase in the content of boron carbide powder in the electrode to 12 vol.%, the total ceramics concentration increases to 93 vol.%. According to the metallographic analysis data, the coating thickness varied from 43.6 to 57.6 μm. The Vickers microhardness of the coatings increased monotonically from 8.13 to 12.02 GPa with increasing ceramic concentration. The use of the developed coatings allows increasing the wear resistance of the surface of the Ti-6Al-4V titanium alloy by 48 and 71 times at loads of 25 and 50 N, respectively. The technology is proposed for applying metal-ceramic coatings to the Ti-6Al-4V alloy using B4C powder, which surpasses the corresponding laser coatings in hardness and wear resistance due to a many times higher concentration of reinforcing phases: TiB2 and TiC.

В работе электроэрозионным диспергированием сплава Т5К10 в масле получен порошок, который был нанесен на заготовки из стали 35 методом электроискрового легирования нелокализованным электродом, исследованы состав, структура и свойства полученных покрытий. Определены химический и фазовый составы и микроструктура полученных частиц. Установлено, что при электроэрозионном диспергировании в образующихся частицах порошка происходит полное растворение исходного карбида вольфрама в кубическом карбиде (Ti, W)C. Исследования кинетики массопереноса при электроискровом легировании нелокализованным электродом показали, что полученный порошок наносится вместе со стальными гранулами со скоростью 1,9-2,6 мг/(см2×мин). Полученные покрытия состоят из вольфрам-содержащих и железосодержащих фаз, элементы которых равномерно распределены по глубине покрытия. Концентрация элементов W, Ti, Co в покрытиях зависит от соотношения масс порошка и стальных гранул в наносимом порошке. Испытания показали, что, благодаря высокой концентрации легирующих элементов в покрытиях, они обладают высокой твердостью (6,4 ГПа-9,2 ГПа) и пониженной скоростью износа (0,13×105-0,39×105 мм3/Нм) по сравнению с исходной сталью 35 (2,6 ГПа и 2,47×105-2,65×105 мм3/Нм соответственно).

Покрытия на основе Ti-WSi способны обеспечить жаростойкость конструкционных материалов, а также устойчивость к коррозии и изнашиванию. Методом электроискрового легирования титанового сплава Ti6Al4V в анодной смеси из титановых гранул c добавлением 2, 6 и 10 об. % порошка дисилицида вольфрама получены металлокерамические Ti-WSi покрытия. Структуру покрытий изучали методами ренгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии и микрорентгеноспектрального анализа. Испытания на жаростойкость проводились при температуре 900 °С в течении 100 часов. Износостойкость покрытий исследовались в условиях сухого трения при нагрузке 25 Н. По данным рентгенофазового анализа в составе покрытий присутствуют низкотемпературный WSi2, αTi, Ti5Si3 и высокотемпературный WSi2. С ростом содержания WSi2 в анодной смеси микротвердость покрытий монотонно возрастала с 11,93 до 13,24 ГПа. Средние значения коэффициента трения покрытий находились в диапазоне от 0,75 до 0,86. По результатам испытаний, износостойкость покрытий была от 3 до 7 раз выше, чем у сплава Ti6Al4V. Применение электроискровых Ti-WSi покрытий позволяет повысить жаростойкость титанового сплава Ti6Al4V от 7 до 14 раз.