Разработка комбинированной технологии обработки поверхности стальных изделий электролитно-плазменным химико-термическим упрочнением и полированием

Объектом исследования является технология поверхностной обработки металлических поверхностей путем комбинирования химико-термической обработки и полирования в условиях электролизной плазмы. Целью работы являлось совершенствование технологии электролитно-плазменной обработки изделий из стали и титановых сплавов диффузионным насыщением и полированием и создание основ технологии поверхностной модификации сталей и титановых сплавов для повышения их коррозионной стойкости и износостойкости. Электролитно-плазменному диффузионному насыщению и последующему полированию подвергались цилиндрические образцы из стали 20 и 45, титановых сплавов ВТ6 и ВТ1-0. Обработка выполнялась в цилиндрическом электролизере с симметричным продольным обтеканием образца электролитом, подаваемым через патрубок в дне электролизера, разработанном в первый год реализации проекта РНФ 18-79-10094. Морфология поверхности и структура модифицированного поверхностного слоя исследовались с помощью оптического металлографического микроскопа Микромед МЕТ и сканирующего электронного микроскопа Quanta 3D 200i с возможностью энергодисперсионного элементного анализа (EDX). Микротвердость образцов измерялась на микротвердомере Falcon 503 при нагрузке 50 г. Шероховатость поверхности исследовалась на приборе TR200. Изменение массы образцов определялось на электронных аналитических весах CitizonCY224C с точностью ±0,0001 г после промывания образцов дистиллированной водой для удаления следов солей. Трибологические испытания проводились при сухом трении боковой поверхности цилиндрического образца по диску из стали ХВГ. Профиль дорожек трения и параметры микротопологии поверхности измерялись с помощью прибора TR200. Сопротивление коррозии образцов оценивалось потенциодинамическими поляризационными кривыми в 3,5%-ном растворе хлорида натрия, 1М растворе соляной кислоты и 0,5М растворе серной кислоты для стальных образцов и растворе Рингера и 3,5%-ном растворе хлорида натрия для титановых образцов с помощью потенциостата-гальваностата Biologic SP-150 в стандартной трехэлектродной ячейке при скорости сканирования 1 мВ/с. Механизм коррозионных процессов изучался методом спектроскопии электрохимического импеданса. Исследовано структурно-фазовое состояние, морфология и шероховатость поверхности углеродистых сталей 20 и 45 после их диффузионного насыщения азотом, углеродом и бором в условиях катодной электролитно-плазменной обработки, титановых сплавов ВТ6 после катодного азотирования и ВТ1-0 после анодной нитроцементации и последующего анодного электролитно-плазменного полирования в различных электролитах и условиях. Выявлены зависимости условий электролитно-плазменной обработки на структурно-фазовое состояние модифицированного слоя и морфологию поверхности, описан механизм процессов. Установлены закономерности изнашивания углеродистых сталей и титановых сплавов после их диффузионного насыщения с последующим полированием в зависимости от условий трибологических испытаний. Определены закономерности коррозии углеродистых сталей и титановых сплавов после их диффузионного насыщения с последующим полированием в различных средах.