ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Данная разработка является результатом научно-исследовательской работы.

Лаборатория электрофизики Отдела физических проблем при Президиуме БНЦ СО РАН занимается электронно(ионно-) - лучевыми технологиями с 1978 г.

Модифицирование поверхности металлов и сплавов позволяет увеличить срок службы и повысить надежность деталей Машин и инструмента. В настоящее время наряду с традиционными в современном машиностроении методами, повышающими твердость и износостойкость деталей, такими как цементация, азотирование, нитроцементация, борирование, хромирование и др., все больше используют пучковые технологии, например, обработку лазерным лучом и электронным пучком, Использование электронного нагрева с высокой (> 10 ⁹ Вт/м ²) удельной мощностью в вакууме имеет преимущества благодаря быстрому безынерционному достижению предельно высоких температур и легкости регулирования в широком диапазоне температур, Электронные пучки применяют для модификации поверхности металлов и сплавов, для формирования износостойких, коррозионно-стойких и прочных покрытий.

Предлагаемая разработка позволяет получать боридные слои на углеродистые стали 3, 20, 45, У8А, серого чугуна СЧ-20 с использованием состав насыщающих обмазок входили бор аморфный или карбид бора и органическое связующее-раствор 1:10 клея БФ-6 в ацетоне. Электронный нагрев осуществляется в вакуумной установке, содержащей мощную аксиальную электронную пушку ЭПА-60-04,2 с блоком управления электронным пучком и высоковольтный выпрямитель. Обработку проводится в течение 2-5 минут при мощности электронного пучка 150-300 Вт.

Толщина боридного слоя, сформированного из бора аморфного на стали 45 в течении 3 минут составляет 350-360 мкм. Бориды имеют различную форму: ромбическую, призматическую, дендритную. На поверхности располагается сплошная светлая пленка с иглами, направленными внутрь образца. Микротвердость ее составляет 1220 НV. Внутри находятся редкие (1-2) включения овальной формы с микротвердостью 1820 НV, Под пленкой располагаются первичные кристаллы и эвтектика с микротвердостью 860 НVи 520 НV, соответственно.

Боридный слой, сформированный из карбида бора на стали 45, имеет толщину 100-110 мкм. Он состоит из округлых боридных включений с микротвердостью 830 НVи эвтектики с микротвердостью 530 НУ.

После традиционного борирования, проведенного в порошковой смеси 97 мас.%. В ₄С и 3 мас.%KBF₄при температуре 950 ⁰ С в течении 4 часов, на стали 45 получен слой толщиной 70-90 мкм. Слой состоит из крупных боридных игл, и примыкающих к ним перистых выделений карбоборидной фазы. Микротвердость составляет - 1320 НVи 315 НVсоответственно.