Исследование баббитовых покрытий, полученных способом лазерной порошковой наплавки

В связи с непрерывным развитием техники важное значение имеют методы обработки и упрочнения поверхности, позволяющие снизить износ и повысить ресурс оборудования.

Одним из способов упрочнения изделий является лазерная порошковая наплавка (ЛПН) [1, 2]. Данный способ особенно актуален в связи с тем, что многие образцы отечественной техники выпущены давно и в значительной мере изношены. Метод ЛПН позволяет восстановить изношенные детали и снизить расходы на запасные части более чем в 1,5 раза [3].

Данная работа посвящена исследованию микроструктуры и микротвердости двух образцов, полученных в рамках разработки технологии ЛПН баббитовых покрытий [4, 5].

В качестве подложки использовалась сталь марки РС категории А (ГОСТ 52927-2008). Баббит Б83 подавался в виде порошка с размером частиц 50–100 мкм. В качестве защитного, обжимающего и транспортного газа использовался аргон (высший сорт, ГОСТ 1015779). В качестве источника излучения использовался волоконный лазер ЛС-1К.

Образец 1 наплавлялся без предварительного подогрева подложки, и поверхность подложки ничем не обрабатывалась.

Образец 2 наплавлялся с предварительным подогревом подложки лазерным лучом, и поверхность стали была предварительно облужена припоем ПОС61 по стандартной технологии.

Микроструктура исследовалась на металлографическом микроскопе Eclipse MA200 (NIKON, Япония). Микротвердость измерялась на микротвердомере HMV-G-FA-D (SHIMADZU, Япония).

На рисунках 1 и 3 представлены микроструктуры образцов. На рисунках 2 и 4 представлены результаты измерений микротвердости.

Образец 1 . На рис. 1 приведена микроструктура образца 1 при увеличении 100×.

Рис. 1. Микроструктура образца 1 при увеличении 100^×

Рис. 2. Микротвердость образца 1.

Образец 2. На рис. 3 приведена микроструктура образца 2 при увеличении 100×.

Рис. 3. Микроструктура образца 2 при увеличении 100^×

Рис. 4. Микротвердость образца 2.

На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:

• 1)    при нанесении баббита методом ЛПН на стальную основу без ее предварительного лужения и без подогрева характерно образование прожигов стальной основы и выбросов расплавленной стали в слой баббита. В данных условиях наплавка приводит к образованию неудовлетворительной структуры;

• 2)    подогрев стальной основы лазерным лучом непосредственно перед началом наплавки позволяет значительно снизить дефектность границы раздела «сталь-баббит». Таким образом, при невозможности по каким-либо причинам лужения стальной основы наплавка может производиться непосредственно на поверхность стали при условии предварительного подогрева. Применение лазерного нагрева в данном случае позволяет обойтись без дополнительного оборудования;

• 3)    микротвердость слоев баббита нанесенных методом ЛПН соответствует нормальному значению твердости для баббита.