Упрочнение корпуса резца дорожной фрезы путем нанесения электроискрового покрытия на основе твердого сплава ВК8

Цель. Разработка технологического процесса упрочнения корпуса резца дорожной фрезы путем нанесения электроискрового покрытия на основе сплава ВК8.

Методы. Для выполнения поставленной цели применялись современные приемы и оборудование. Нанесение покрытий производилось на предварительно подготовленные образцы, изготовленные из резца дорожной фрезы КЗТС А6/20, на установке электроискрового легирования UR-121. Технологические параметры: анод - наконечник резца (твердый сплав ВК8); катод - корпус резца (конструкционная легированная сталь); напряжение искрообразования 70 В; рабочая температура 18-20°С; технологический режим NORMA 100 Гц; амплитуда вибрации вибратора VIBRATION 11; электрический режим обработки MODE 3.

Для изучения элементного состава и микроструктуры упрочняющего покрытия осуществлены снимки при помощи энергодисперсионного анализатора рентгеновского излучения фирмы EDAX, встроенного в растровый электронный микроскоп Quanta 600 FEG.

Испытание микротвердости по Виккерсу образцов до и после упрочнения проводили с помощью микротвердомера AFFRI DM-8.

Для испытания прочности, стойкости к царапанью и определения механизма разрушения образца использовали скретч-тестер Revetest.

Результаты. В результате эксперимента были получены электроискровые упрочняющие покрытия на основе сплава ВК8 на корпусе резца дорожной фрезы. Осуществлен рециклинг отходов наконечников резцов путем нанесения износостойких покрытий на корпус резца КЗТС А6/20 методом электроискрового легирования.

Установлено, что упрочняющее покрытие не имеет пор, трещин и других дефектов, основными элементами его являются Fe, W, Mn, Cr, O. Микротвердость покрытия в 1,6 раз выше микротвердости подложки. При царапании покрытие на образцах истирается, но нет отслоек, то есть разрушается по когезионному механизму.

Заключение. Выполненное исследование позволит разработать рекомендации к практическому применению ресурсосберегающих технологий по восстановлению и упрочнению корпусов резцов дорожной фрезы, осуществить процесс рециклинга.

1. Астапов Е.С., Борилко А.С. Создание одно- и двухслойных электроискровых окалиностойких покрытий на вольфрамокобальтовых твердых сплавах // Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: материалы Всероссийской молодежной научной конференции. Благовещенск: Амур. гос. ун-т, 2012. С. 59-62.

2. Бурумкулов Ф.Х., Иванов В.И. Состояние и развитие электроискровых технологий и оборудования в России и за рубежом // Труды ГОСНИТИ. 2012. Т. 109, № 2. С. 127-139.

3. Верхотуров А.Д., Муха И.М. Технология электроискрового легирования металлических поверхностей. Киев: Техника, 1982. 184 с.

4. Верхотуров А.Д., Коневцов Л.А., Востриков Я.А. Формирование износостойкого покрытия методом ЭИЛ твердыми сплавами и переходными металлами IV - VI групп // Вестник института тяги и подвижного состава. 2014. № 10. С. 3-8.

5. Кузнецов К.Ю., Колмыков В.И., Кузнецова Л.П. Способы восстановления поверхности резцов дорожной фрезы // Современные автомобильные материалы и технологии (САМИТ - 2023): сборник научных статей 15-й Международной научно-технической конференции. Курск: Университетская книга, 2023. С. 119-122.

6. Иванов В.И., Бурумкулов Ф.Х. Упрочнение и увеличение ресурса объектов электроискровым методом: классификация, особенности технологии // Электронная обработка материалов. 2010. № 5 (265). С. 27-36.

7. Кузнецов К.Ю. Исторический аспект развития металловедения и ресурсосберегающих технологий // Исторические, философские, методологические проблемы современной науки : сборник статей 6-й Международной научной конференции молодых ученых. Курск: Университетская книга, 2023. С. 20-24.

8. Исследование элементного состава компонентов резцов дорожной фрезы методом рентгенофлуоресцентного анализа / Л.П. Кузнецова, К.Ю. Кузнецов, В.И. Колмыков, Б.А. Семенихин // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2023. Т. 13, № 3. С. 44-60. https://doi.org/10.21869/2223-1528-2023-13-3-44-60

9. Кузнецов К.Ю., Кузнецова Л.П. Твердосплавные резцы для дорожной фрезы // Технологии, машины и оборудование для проектирования, строительства объектов АПК: сборник научных статей Международной научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов, магистров и бакалавров. Курск: Университетская книга, 2023. С. 229-232.

10. Кузнецов К.Ю., Кузнецова Л.П. Износ резцедержателей дорожной фрезы // Перспек-тивы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении: сборник научных статей Всероссийской научно-технической конференции. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2023. С. 203-208.

11. Кузнецов К.Ю., Колмыков В.И., Кузнецова Л.П. Подготовка образцов из резца дорожной фрезы для нанесения упрочняющих покрытий // Современные автомобильные материалы и технологии (САМИТ - 2023): сборник научных статей 15-й Международной научно-технической конференции. Курск: Университетская книга, 2023. С. 122-126.

12. Кузнецов К.Ю., Колмыков В.И., Кузнецова Л.П. Износ резцов дорожной фрезы // Современные проблемы и направления развития металловедения и термической обработки металлов и сплавов: сборник научных статей 4-й Международной научно-практической конференции, посвященной памяти академика А.А. Байкова. Курск: Университетская книга, 2023. С. 76-79.

13. Validation of secondary fluorescence excitation in quantitative X-ray fluorescence analysis of thin alloy films / A. Wahlisch, C. Streeck, P. Honicke, B. Beckhoff // J. Anal. At. Spectrom. 2020. Vol. 35. P. 1664-1670. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ja/d0ja00171f

14. Основы универсальности и эффективности электроискрового легирования и перспективы его развития / В.И. Иванов, А.Е. Гитлевич, А.Ю. Костюков, Л.А. Коневцов // Труды Кольского научного центра РАН. 2018. Т. 9, № 2-2. С. 641-646.

15. Агеев Е.А., Серебровский В.И. Разработка и исследование технологии восстановления и упрочнения изношенных деталей машин композиционными гальваническими покрытиями с применением в качестве упрочняющей фазы вольфрамсодержащих электроэрозионных порошков микро- и нанофракций // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2021. Т. 11, № 2. С. 42-86.

16. Казанцева А.Е., Новиков А.А. Повышение поверхностного упрочнения низкоуглеродистых сталей методом электроискрового легирования // Техника и технологии машиностроения: материалы IV Международной студенческой научно-практической конференции. Омск: Омск. гос. техн. ун-т, 2015. С. 89-92.

17. Микроструктура диффузионного покрытия, полученного одновременным насыщением бором, хромом и титаном углеродистой стали 45 / А.М. Гурьев, С.Г. Иванов, М.А. Гурьев, Е.В. Черных // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2018. Т. 15, № 2. С. 283-288.

18. Перевай Т.А. Измерение микротвердости по сечению наплавленного слоя методом газопорошковой наплавки // Инженерный вестник Дона. 2022. № 11(95). С. 748-754.

19. Адгезионная прочность твердых антифрикционных покрытий узлов трения автомобильной техники / А.Ю. Родичев, А.Н. Новиков, М.А. Токмакова, И.В. Родичева // Мир транспорта и технологических машин. 2022. № 3-1(78). С. 3-12.

20. Осипов С.П., Школьный А.Н., Бида К.Б. Оценка экономической эффективности своевременной замены резцов дорожных фрез // Механизация строительства. 2014. № 9(843). С. 22-25.