Разработка и оптимизация процесса получения опытных образцов наномодифицированных СВС – электродов и нанесение покрытий методом электроискрового легирования.

Отчет 75 с., 1 ч., 58 рис., 9 табл., 11 источников, 1 прил. Перечень ключевых слов: Самораспространяющийся высокотемпературный синтез, СВС-экструзия, наноразмерные частицы, СВС-электроды, защитные покрытия, модифицирование. Целью работы является разработка и оптимизция процесса получения опытных образцов наномодифицированных СВС – электродов и их нанесение методом электроискрового легирования. В результате выполнения работ были получены следующие результаты: 1. Разработана и изготовлена пресс – оснастка для получения электродных материалов методом СВС – экструзии; 2. Установлено влияние добавления в исходную шихту наноразмерного порошкового Si3N4 на характеристики горения систем (Ti – B) и (Ti – B – Fe); 3. Найдены оптимальные режимы процесса СВС – экструзии и получены электродные материалы из систем (Ti – B) и (Ti – B – Fe), модифицированные 5 и 10 масс. % Si3N4, диаметром 3 - 4 мм, длиной о 310 мм; 4. В ходе материаловедческих исследований установлено, что Si3N4 в ходе процесса СВС разлагается с образованием новых фаз (TiN, Ti5Si3), а также способствует уменьшению размера зерна основных боридных фаз (TiB и TiB2); 5. Образование новых более твердых фаз, в сочетании с измельчением зерна TiB2 приводит к увеличению твердости электродных материалов. 6. Установлены и оптимизированы технологические режимы процесса электроискрового легирования, нанесения искровых покрытий СВС–электродными материалами, наномодифицированные нитридом кремния на металлических подложках из стали Р6М5 и титана ВТ1-0; 7. Плученные результаты сканирующей электронной микроскопии показали, что легированный слой состоит из покрытия (толщиной до 40 мкм), состав которого идентичен материалу электрода и переходного диффузионно - конвективного слоя (толщиной 10 – 50 мкм). 8. Установлено, что применение наномодифицированных СВС-электродов в процессе ЭИЛ приводит к увеличению показателей микротвердости металлической подложки до 5 раз. 9. По результатам трибологических испытаний покрытий, нанесенных модифицированными СВС-электродными материалами, выявлено повышение износостойкости у материалов с добавлением наноразмерных частиц нитрида кремния. Показано, что прирабатываемый участок покрытия, полученного с использованием наномодифицированных электродов сокращается в 1,5-2 раза при сравнении с немодифицированными и в 3 раза по сравнению с подложкой без покрытия. В результате работы получены лабораторные образцы модифицированных электродных материалов и покрытия на их основе. Практическое применение данных материалов в качестве электродов дл нанесения защитных износостойких покрытий актуально для недрения на предприятиях машиностроительной и сельскохозяйстенной техники. В рамках проделанной работы была подана заявка на патент рег.№ 2022109574 от 11.04.2022 г. на "Способ изготовления керамических материалов на основе Ti-B, модифицированных наноразмерными частицами Si3N4". Таким образом, цели и задачи, поставленные в рамках НИОКР достигнуты в полном объёме. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности применения СВС-материалов на основе Ti – B и Ti – B – Fe, модифицированных наноразмерными порошками нитрида кремния, в качестве электродов для электроискрового легирования.