СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПОЗИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЯМИ НАПЛАВКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНЕРТНОГО ГАЗА И МИКРОВОЛНОВОГО ГИБРИДНОГО НАГРЕВА

В настоящем исследовании техники наплавки с применением вольфрамового инертного газа (TIG) и гибридного нагрева микроволнами (MHH) использовались для создания толстых слоев покрытия из никелевых сплавов толщиной 1 мм на подложке из титанового сплава 31. При наплавке TIG ток рассматривали как переменную процесса, тогда как при наплавке MHH в качестве переменной процесса рассматривалось время выдержки. Сканирующая электронная микроскопия (SEM) с энергодисперсионной спектроскопией (EDS) используется для анализа закономерностей структуры обоих плакированных слоев. Для определения твердости используется метод вдавливания по Виккерсу. Результат показал, что технологический ток при TIG и время выдержки при наплавке MHH оказывают значительное влияние на качество плакированного слоя. Было обнаружено, что средняя твердость слоя, покрытого TIG, в 1,6 раза выше, чем слоя, обработанного MHH. Рентгеноструктурный анализ подтвердил наличие интерметаллических фаз Ni₄W, TiNi и TiC. Фазы TiNi и TiC отвечают за металлургическую связь в плакированном слое.

1. Courant B., Hantzpergue J.J., Benayoun S. Surface treatment of titanium by laser irradiation to improve resistance to dry-sliding friction. Wear. 1999, vol. 236, pp. 39–46. https://doi.org/10.1016/S0043-1648(99)00254-9

2. Wang H.M., Liu Y.F. Microstructure and wear resistance of laser clad Ti5Si3/NiTi2 intermetallic composite coating on titanium alloy. Materials Science and Engineering. 2002, vol. 338, pp. 126–32. https://doi.org/10.1016/ j.surfcoat.2022.128727

3. Altus E., Konstantino E. Optimum laser surface treatment of fatigue damaged Ti–6Al–4V alloy. Materials Science and Engineering. 2001, vol. 302, pp. 5. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(00)01360-5

4. Bruni S., Martinesi M., Stio M., Treves C., Bacci T., Borgioli F. Effects of surface treat-ment of Ti–6Al–4V titanium alloy on biocompatibility in cultured human umbilical vein endothelial cells. Acta biomaterialia. 2005, vol. 1, pp. 223–234. https://doi.org/10.1016/ j.actbio.2004.11.001

5. Wang W.M., Yang B., Du L.Z., Zhang W.G. Diffusion research between Ni3Al coating and titanium alloy produced by plasma spraying process. Applied surface science. 2010, vol. 256, pp. 3342–3345. https://doi.org/ 10.1016/j.apsusc.2009.12.031

6. Costa M.Y.P., Venditti M.L.R., Cioffi M.O.H., Voorwald H.J.C., Guimarães V.A., Ruas R. Fatigue behavior of PVD coated Ti–6Al–4V alloy. International journal of fatigue. 2011, vol. 33, pp. 759–765. https://doi.org/ 10.1016/j.ijfatigue.2010.11.007

7. Zhu Y.H., Wang W., Jia X.Y., Akasaka T., Liao S.S., Watari F. Deposition of TiC film on titanium for abrasion resistant implant material by ion-enhanced triode plasma CVD. Applied surface science. 2012, vol. 262, pp. 156–158. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.03.152

8. Emamian A., Corbin S.F., Khajepour A. Tri-bology characteristics of in-situ laser deposi-tion of Fe–TiC. Surface coatings and technology. 2012, vol. 206, pp. 4495–4501. http://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.01.051

9. Cooper D.E., Blundell N., Maggs S., Gibbons G.J. Additive layer manufacture of Inconel625 metal matrix composites, reinforcement material evaluation. Journal of Materials processing technology. 2013, pp. 2191–2200, https:// doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2013.06.021

10. Farahmand P. Laser cladding assisted by in-duction heating of Ni–WC composite enhanced by nano-WC and La2O3. Ceramics International. 2014, vol. 40, pp. 15421–15438. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2014.06.097

11. Farayibi P.K., Folkes J., Clare A., Oyelola O. Cladding of pre-blended Ti–6Al–4V and WC powder for wear resistant applications. Surface and coatings technology. 2011, vol. 206, pp. 372–377. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat. 2011.07.033

12. Aytekin H., Akcin Y., Characterization of borided Incoloy 825 alloy. Materials & Design. 2013, vol. 50, pp. 515–521. https:// doi.org/10.1016/j.matdes.2013.03.015

13. Yan H., Zhang P., Yu Z., Lu Q., Yang S., Li C. Microstructure and tribological properties of laser-clad Ni–Cr/TiB2 composite coatings on copper with the addition of CaF2. Surface coatings and technology. 2012, vol. 206, pp. 404. http://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.03.086

14. Patel P., Mridha S., Baker T.N. Influence of shielding gases on preheat produced in surface coatings incorporating SiC particulates into microalloy steel using TIG technique. Materials science and technology. 2014, vol. 30, pp. 1506–1514. http://doi.org/10.1179/1743284713Y.0000000481

15. Chakraborty G., Kumar N., Das C.R., Albert S.K., Bhaduri A.K., Dash S. Study on microstructure and wear properties of different nickel base hardfacing alloys deposited on austenitic stainless steel. Surface and coatings technology. 2014, vol. 244, pp. 180–188. http://dx.doi.org/10.1016/ j.surfcoat.2014.02.013

16. Kaushal S., Gupta D., Bhowmick H. On processing of Ni-WC based functionally graded composite clads through microwave heating. Materials and Manufacturing processes. 2018, vol. 33, pp. 822–828. https://doi.org/10.1080/10426914.2017.1401724

17. Gupta D., Sharma A.K. Development and microstructural characterization of microwave cladding on austenitic stainless steel. Surface coatings and technology. 2011, vol. 205, pp. 5147–5155. https://doi.org/10.1016/j. surf-coat.2011.05.018

18. Gupta D., Sharma A.K. Microwave cladding: a new approach in surface engineering. Journal of manufacturing processes. 2014, vol. 16, pp. 176–82. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2014.01.001

19. Zafar S., Sharma A.K., Development and characterisations of WC–12Co microwave clad. Materials characterization. 2014, vol. 96, pp. 241–248. https://doi.org/10.1016/j.matchar. 2014.08.015

20. Gupta D., Sharma A.K., Investigation on sliding wear performance of WC10Co2Ni cladding developed through microwave irradiation. Wear. 2011, vol. 271, pp. 1642–50. https://doi.org/ 10.1016/j.wear.2010.12.037

21. Gupta D., Sharma A.K. Microstructural characterization of cermet cladding developed through microwave irradiation. Journal of materials engineering and performance. 2012, vol. 21, pp. 2165–2172. https://doi.org/ 10.1007/s11665-012-0142-2