Влияние лазерной обработки на качественные параметры защитных антиабразивных покрытий

Abstract

Рассмотрена проблема износа шнеков центрифуг, которые широко используются на очистных сооружениях для обработки промышленных и бытовых сточных вод. Материалом защиты витков шнека от абразивного износа служит безвольфрамовый твердый сплав марки ТН-20. В качестве основного материала для изготовления шнеков центрифуг преимущественно используется сталь 12Х18Н10Т. В работе предложена комбинированная технология формирования защитных износостойких покрытий, включающая последовательное электроискровое легирование электродом из твердого сплава Т15К6, нанесение металлополимерного материала (МПМ) и окончательную лазерную обработку. Для армирования МПМ использован порошок в виде твердосплавной смеси ВК6, который небольшими порциями добавляли в двухкомпонентную эпоксидную систему, наполненную ферросиликоном, и тщательно перемешивали. Концентрация армирующего вещества составляла ~60%. Показано, что применение такой технологии позволяет сформировать покрытие толщиной до 600 мкм с микротвердостью 7,3–10,0 ГПа и сплошностью 100%. Испытания образцов стали 12Х18Н10Т с защитными износостойкими покрытиями на гидроабразивный износ показали, что их износостойкость в 7,5 раза выше, чем у образцов без покрытия. Розглянуто проблему зносу шнеків центрифуг, які широко використовуються на очисних спорудах для обробки промислових та побутових стічних вод. Матеріалом захисту витків шнека від абразивного зносу служить безвольфрамовий твердий сплав марки ТН-20. В якості основного матеріалу для виготовлення шнеків центрифуг переважно використовується сталь 12Х18Н10Т. В роботі запропонована комбінована технологія формування захисних зносостійких покриттів, що включає послідовне електроіскрове легування електродом з твердого сплаву Т15К6, нанесення металополімерного матеріалу (МПМ) і остаточну лазерну обробку. Для армування МПМ використаний порошок у вигляді твердосплавної суміші ВК6, який невеликими порціями додавали в двокомпонентну епоксидну систему, наповнену ферросіліконом, і ретельно перемішували. Концентрація армуючої речовини становила ~ 60%. Показано, що застосування такої технології дозволяє сформувати покриття товщиною до 600 мкм з мікротвердістю 7,3-10,0 ГПа і суцільністю 100%. Випробування зразків сталі 12Х18Н10Т з захисними зносостійкими покриттями на гідроабразивний знос показали, що їх зносостійкість в 7,5 рази вище, ніж у зразків без покриття.