Структура та властивості багатошарових покриттів, синтезованих методом електроіскрового легування

Анотація

Бронзи, зокрема олов’янисті та алюмінієві, широко застосовуються як антифрикційні матеріали у вузлах ковзання машинобудівного та енергетичного обладнання завдяки поєднанню низького коефіцієнта тертя, зносостійкості та корозійної стійкості. Однак їх експлуатаційна надійність обмежується інтенсивним зношуванням у період припрацювання, під час якого локальні перевантаження та мікронерівності поверхонь призводять до адгезійного зносу і задирів, що знижує ефективність роботи вузлів тертя. Метою роботи є дослідження структури та властивостей багатошарових покриттів, синтезованих методом електроіскрового легування (ЕІЛ) на бронзовій підкладці з використанням сірковмісної пасти. Зразки бронзи БрО10С10 обробляли на установці «Елітрон-22А» за різними режимами енергії розряду. Під час ЕІЛ пасту наносили перед легуванням сріблом і оловом у послідовності: паста → ЕІЛ сріблом → ЕІЛ оловом → паста → ЕІЛ сріблом. Визначали шорсткість і топографію поверхні, досліджували розподіл мікротвердості та елементів в поверхневому шарі, аналізували мікроструктуру багатошарового покриття. Використовували растрову і світлову мікроскопію. Результати показали формування багатошарової структури: зовнішній шар з мікротвердістю 140-150 МПа, світліший підшар – 1250-2270 МПа, зона термічного впливу – 778-1000 МПа. Виявлено інтенсивну дифузію матеріалів електродів (Sn, Ag) та проникнення сірки у бронзову підкладку. Використання сірковмісної пасти забезпечує кероване формування структури та складу, підвищує адгезію покриття. Дослідження підтверджують, що процес ЕІЛ дозволяє отримати покриття із заданими механічними характеристиками, що особливо важливо для вузлів тертя складної конфігурації та високих навантажень. Таким чином, застосування ЕІЛ із функціональними пастами є перспективним підходом для модифікації бронзових деталей, оптимізації процесу припрацювання та керування властивостями поверхневих шарів, відкриваючи можливості для створення покриттів з високою адгезією, підвищеною зносостійкістю та керованим складом для сучасного машинобудування й енергетики.