Разработка технологии синтеза беспористых покрытий на крупногабаритных стальных конструкциях методом электронно-лучевой наплавки порошковых композиций, содержащих медь

Осуществлена разработка технологии получения беспористого антифрикционного покрытия с применением нового, высокопроизводительного экономичного способа, основанного на использовании промышленных ускорителей электронов, генерирующих релятивистские электронные пучки в диапазоне энергий 1 - 2 МэВ. Производство данных ускорителей налажено в Институте ядерной физики СО РАН. При реализации данной технологии сфокусированный релятивистский пучок с помощью специального устройства выпускается в атмосферу. Аналогов данной установке нет ни в России, ни в мире. Перед обработкой пучком на поверхность стального листа наносится смесь порошков легирующих компонентов, железа и флюса для защиты от атмосферного воздействия. Заготовка поступательно перемещается под сканирующим электронным пучком. Энергия электронов в пучке позволяет ему одновременно пронизывать слой порошка и верхний слой стальной основы, быстро переводить их в жидкое состояние с формированием однородной ванны расплава, которая ускоренно кристаллизуется после прохождения пучка. Толщина беспористого антифрикционного слоя образовавшегося сплава достигает 1,5 - 3 мм. Производительность наплавки составляет 5 см²/с или 1,8 м²/ч и может быть увеличена до 3,5 м²/ч. На первом этапе проекта для анализа влияния наплавленного покрытия на свойства формируемого материала исследован литой материал, соответствующий по составу получаемым покрытиям. Для этого методом дуговой плавки в защитном газе на установке Бюлер получены массивные заготовки литых материалов на основе железоуглеродистых сплавов, легированных медью, алюминием и оловом с последующим исследованием структуры, механических и антифрикционных свойств этих материалов. Представлены результаты изучения влияния меди на структуру, механические и антифрикционные сплавы на основе железа, выбраны составы, наиболее подходящие для получения беспористого антифрикционного покрытия на стальных заготовках.