ДОСЛІДЖЕННЯ СТІЙКОСТІ ДО ЗНОСУ КАРБОНІЗОВАНОЇ 45 СТАЛІ ЗА ДОПОМОГОЮ ТЕХНОЛОГІЇ ОСАДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПРОВОДУ
Анотація
Електроіскрове осадження (ЕІО) - це екологічно чистий метод виробництва, який є більш енергоефективним, ніж традиційні методи термічної обробки, і має мінімальне забруднення навколишнього середовища. ЕІО забезпечує швидке навуглецювання металевих поверхонь графітовим електродом. Таким чином, покращується зносостійкість металевої поверхні. EІО може зневуглецювати поверхню великих сталевих конструкцій у сільському господарстві, покращуючи зносостійкість і термін служби. Традиційний процес цементації коштує багато грошей і його важко досягти. Електрохімічне зневуглецювання може заощадити багато грошей і навіть зневуглецювати часткову поверхню деталі. Традиційний процес цементації не може цього досягти. У цьому дослідженні було використано обладнання для швидкого електроерозійного зневуглецювання з обертовими електродами для поверхневого зневуглецювання сталі №45. В експериментах використовувався метод факторного планування ортогональних матриць Тагуті. Було протестовано чотири критичні фактори процесу електроерозійної обробки, такі як енергія, робочий цикл, напруга і частота. Чотири параметри і чотири рівні були використані для проведення шістнадцяти груп експериментів з цементації. Порошок графіту у вільному стані був видалений з поверхні осаджених зразків. Осаджені поверхні були проаналізовані методом рентгенівської дифракції (XRD). За дифракційною картиною порівнювали склад матеріалу. Було виявлено, що зносостійкий Fe3 C і модифікований спечений графіт. Експерименти з лінійного зворотно-поступального сухого тертя при кімнатній температурі проводили з 6-міліметровим фрикційним шариком CrO2 під тиском 15 Н. Для дослідження експериментальних поверхонь використовували надглибокий польовий мікроскоп, а параметри характеризації базувалися на слідах стирання. Параметри були охарактеризовані за допомогою надглибокого польового мікроскопа та проаналізовані відповідно до слідів стирання. Сліди стирання можуть допомогти отримати три можливих технологічних рішення для осадження. Нарешті, було проведено розрахунок екстремальних значень Taguchi OA по ширині слідів стирання. Оптимізоване технологічне рішення було отримано і перевірено експериментально. У цій статті показано, що метод слідів стирання може краще характеризувати зносостійкість матеріалів, ніж інші методи. Метод слідів стирання виявився більш зручним, коли межа розділу між покриттям і підкладкою (наприклад, обвуглені матеріали) не була очевидною. Технологічна схема може допомогти підприємствам вирішити процес карбюризації великих деталей з вуглецевої сталі.
Посилання
2. Chen, L., Meng, H.-M., Huang, L.-L., & Liu, J.-Y. (2013). Microstructure and wear property of multi-layer YG8 ESD coating on 45 steel. Transactions of Materials and Heat Treatment, 34(11), 170-175. doi:CNKI:SUN:JSCL.0.2013-11-033
3. Dai, Y., Kang, L., Han, S., Li, Y., Liu, Y., Lei, S., & Wang, C. (2022). Surface hardening behavior of advanced gear steel C61 by a novel solid-solution carburizing process. Metals, 12(3), 379. doi:https://doi.org/10.3390/met12030379
4. Edenhofer, B., Joritz, D., Rink, M., & Voges, K. (2015). Carburizing of Steels. In Thermochemical surface engineering of steels (pp. 485-553): Elsevier.
5. Gaponova, O. P., Tarelnyk, V. B., Antoszewski, B., Radek, N., Tarelnyk, N. V., Kurp, P., . . . Hoffman, J. (2022). Technological features for controlling steel part quality parameters by the method of electrospark alloying using carburezer containing Nitrogen—Carbon components. Materials, 15(17), 6085. doi:https://doi.org/10.3390/ma15176085
6. Karavaev, D., Matygullina, E., Doshchennikov, M., & Sinyushov, D. (2019). Wear resistance of steel parts after electrospark alloying by graphite electrodes. Russian Engineering Research, 39(10), 889-891. doi:https://doi.org/10.3103/S1068798X19100113
7. Kirik, G., Gaponova, O., Tarelnyk, V., Myslyvchenko, O., & Antoszewski, B. (2018). Quality analysis of aluminized surface layers produced by electrospark deposition. Powder Metallurgy Metal Ceramics, 56(11), 688-696. doi:https://doi.org/10.1007/s11106-018-9944-6
8. Krishnia, L., Kumari, R., Kumar, V., Singh, A., Garg, P., S Yadav, B., & K Tyagi, P. (2016). Comparative study of thermal stability of filled and un-filled multiwalled carbon nanotubes. Advanced Materials Letters, 7(3), 230-234. doi:https://doi.org/10.5185/amlett.2016.6149
9. Mikhailyuk, A., & Gitlevich, A. (2010). Application of graphite in electrospark technologies. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 46(5), 424-430.
10. Nakayama, K. (1992). An overview of the excess carburizing process. International Journal of Materials Product Technology, 7(3), 245-256. doi:https://doi.org/10.1504/IJMPT.1992.036511
11. Padgurskas, J., Kreivaitis, R., Rukuiža, R., Mihailov, V., Agafii, V., Kriūkienė, R., . . . Technology, C. (2017). Tribological properties of coatings obtained by electro-spark alloying C45 steel surfaces. 311, 90-97. doi:https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2016.12.098
12. Reséndiz-Calderón, C., Farfan-Cabrera, L., Oseguera-Peña, J., & Rodríguez-Castro, G. (2020). Wear and friction of boride layer in CoCrMo alloy under different micro-abrasion modes (rolling and grooving abrasion). Materials Letters, 279, 128500. doi:https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.128500
13. Shevchenko, O. (2020). Ultrasound effect on electrospark cementation process. Paper presented at the IOP Conference Series: Materials Science and Engineering.
14. Stavitskii, B. I. (2010). Glimpses of the history of electrospark machining of materials. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 46(2), 178-191. doi:https://doi.org/10.3103/s1068375510020183
15. Tarelnyk, V., Haponova, O. P., & Konoplianchenko, Y. V. (2022). Electric-spark Alloying of Metal Surfaces With Graphite. Progress in Physics of Metals, 23(1), 27-58. doi:https://doi.org/10.15407/ufm.23.01.027
16. Tarelnyk, V., Konoplianchenko, I., Gaponova, O., Radionov, O., Antoszewski, B., Kundera, C., . . . Gerasimenko, V. (2022). Application of wear-resistant nanostructures formed by ion nitridizing & electrospark alloying for protection of rolling bearing seat surfaces. Paper presented at the 2022 IEEE 12th International Conference Nanomaterials: Applications &
Properties (NAP).
17. Tarelnyk, V., Martsynkovskyy, V., Gaponova, O., Konoplianchenko, I., Dovzyk, M., Tarelnyk, N., & Gorovoy, S. (2017). New sulphiding method for steel and cast iron parts. Paper presented at the IOP Conference Series: Materials Science and Engineering.
18. Tarelnyk, V., Paustovskii, A., Tkachenko, Y. G., Martsinkovskii, V., Belous, A., Konoplyanchenko, E., & Gaponova, O. (2018). Electrospark Graphite Alloying of Steel Surfaces: Technology, Properties, and Application. Surface Engineering Applied Electrochemistry, 54(2), 147-156. doi:http://doi.org/10.3103/s106837551802014x
19. Weiwei, C., Ying, Z., Hui, K., Ping, Q., Ruijun, W., & Xiaoou, H. (2007). Study on thickness of WC-8co reinforcing layer deposited by new EDM system on TC1 alloy surface. New Technology & New Process, 5(3), 93-94,112. doi:10.3969/j.issn.1003-5311.2007.05.032
20. Xiang, H., Ke, F., Tan, Y.-f., Wang, X.-l., & Hua, T. J. T. o. N. M. S. o. C. (2017). Effects of process parameters on microstructure and wear resistance of TiN coatings deposited on TC11 titanium alloy by electrospark deposition. 27(8), 1767-1776. doi:https://doi.org/10.1016/S1003-6326(17)60199-7
21. Zhu, T., Shipway, P., & Sun, W. (2019). The dependence of wear rate on wear scar size in fretting; the role of debris (third body) expulsion from the contact. Wear, 440-441, 203081. doi:https://doi.org/10.1016/j.wear.2019.203081
ISSN 
ISSN 
