Electrode materials for composite and multilayer electrospark-deposited coatings from Ni-Cr and Wc-Co alloys and metals

Abstract

The layer-by-layer electrospark deposition of Cu, In, Pb, Cd, and Sn group metals and Ti, V, and W metals, as well as their carbides and hardmetals of WC type, onto metallic surfaces is studied. This technique improves the quality and wear resistance of the surface layer compared to coatings without a sublayer. The sintered electrode materials containing 10–30 wt.% of the (Ni–Cr–Si–B)–WC6 alloy allow electrospark coatings with thickness up to 100 μm and microhardness 12.3–14.2 GPa to be formed. The wear resistance and service life of these coatings are substantially higher than of those made of standard hardmetal WC6. Among the Ni–Cr–Al alloys, the best effectiveness in worn-part recovery is shown by the alloy from the ternary eutectic region (50.3 wt.% Ni, 40.2 wt.% Cr, 9.5 wt.% Al), which may provide coating thickness up to 1.0 mm. The novel coating technique and proposed electrode materials increase the resistance of cutting tools and life of equipment parts. Досліджено метод пошарового нанесення на металеву поверхню електроіскрових покриттів із металів групи Cu, In, Pb, Cd, Sn і покриттів із Ti, V, W, карбідів або твердих сплавів типу ВК, що дозволило суттєво підвищити якість і зносостійкість поверхневого шару, порівняно з покриттями без підшару. Встановлено, що спечені електродні матеріали, які складаються з 10–30% (мас.) сплаву Ni–Cr–Si–B та твердого сплаву ВК6, дозволяють формувати електроіскрові покриття товщиною до 100 мкм з мікротвердістю 12,3–14,2 ГПа. Зносостійкість і довговічність таких покриттів істотно вищі, аніж покриттів, отриманих при використанні стандартного твердого сплаву ВК6. Серед сплавів системи Ni–Cr–Al найефективнішим для відновлення зношених деталей є сплав з області потрійної евтектики (50,3% (мас.) Ni, 40,2 Cr, 9,5% (мас.) Al), за допомогою якого можна досягти товщини покриття до 1,0 мм. Застосування розробленої технології та запропонованих електродних матеріалів дозволяє збільшити стійкість ріжучих інструментів і довговічність деталей обладнання.