ул. Академическая, 12, г. Минск 220072, Беларусь
Akademicheskaya Street, 12, Minsk 220072, Belarus
ул. Академическая, 12, г. Минск 220072, Беларусь
Akademicheskaya Street, 12, Minsk 220072, Belarus
Исследована структура, фазовый состав, твердость и триботехнические свойства композиционных газотермических покрытий 50 % Сu – 50 % (Al–Si) в различных условиях трения. Показано, что в процессе высокоскоростной металлизации происходит активное взаимодействие расплавленных алюминиевых и медных частиц, приводящее к образованию твердых растворов и интерметаллидных соединений в напыленных покрытиях. В частности, в покрытиях 50 % Сu – 50 % (Al–Si) помимо матричных фаз Cu и Al, регистрируются интерметаллиды Cu9Al4, CuAl2, Cu3Al. Твердость и микротвердость композита составляют 180 HV 1 и 180—190 HV 0,025, соответственно. Установлено, что композиционное покрытие из 50 % Сu – 50 % (Al–Si) имеет более высокую износостойкость в различных условиях трения, чем широко используемое покрытие из антифрикционной бронзы БрОФ10-1, полученное центробежной индукционной наплавкой. В частности, в среде смазочного материала И-20А износостойкость композиционного покрытия превышает износостойкость бронзы в ≈ 1,2 раз, в среде пластичного смазочного материала Литол-24 — в ≈ 1,4 раза, а при сухом трении до ≈ 2,8 раз. Показано, что в процессе граничного трения в алюминиевых частицах композита происходит накопление дислокаций, а в медных частицах при повышенных давлениях испытаний протекает преимущественное образование субзеренной структуры. На основании проведенных исследований сделано заключение, что повышенная износостойкость композита обусловлена наличием в нем твердых интерметаллидных соединений, твердорастворным упрочнением, присутствием кремния в алюминиевых прослойках, а также дислокационным упрочнением алюминиевых прослоек и образованием субзеренной структуры в медных прослоек.
The structure, phase composition, hardness and tribological properties of composite gas-thermal coatings 50 % Cu – 50 % (Al–Si) under various friction conditions were studied. It has been shown that during the process of high-speed metallization, active interaction of molten aluminum and copper particles occurs, leading to the formation of solid solutions and intermetallic compounds in sprayed coatings. In particular, in 50 % Cu – 50 % (Al–Si) coatings, in addition to the matrix phases Cu and Al, intermetallic compounds Cu9Al4, CuAl2, Cu3Al are recorded. The hardness and microhardness of the composite are 180 HV 1 and 180—190 HV 0.025, respectively. It has been established that a composite coating of 50 % Cu – 50 % (Al–Si) has higher wear resistance under various friction conditions than the widely used coating of antifriction bronze CuSn11P-C, obtained by centrifugal induction surfacing. In particular, in the environment of the lubricant I-20A, the wear resistance of the composite coating exceeds the wear resistance of bronze by ≈ 1,2 times, in the environment of the plastic lubricant Litol-24 — by ≈ 1,4 times, and with dry friction up to ≈ 2,8 once. It has been shown that during boundary friction, dislocations accumulate in aluminum particles of the composite, while in copper particles at elevated test pressures, a predominant formation of a subgrain structure occurs. Based on the studies conducted, it was concluded that the increased wear resistance of the composite is due to the presence of solid intermetallic compounds in it, solid solution strengthening, the presence of silicon in aluminum interlayers, as well as dislocation strengthening of aluminum interlayers and the formation of a subgrain structure in copper interlayers.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.