Артемьев, Александр Алексеевич. Разработка технологии электрошлаковой наплавки порошковой проволокой с упрочняющими частицами TiB2

Краткое описание

Артемьев, Александр Алексеевич. Разработка технологии электрошлаковой наплавки порошковой проволокой с упрочняющими частицами TiB2 : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.10 / Артемьев Александр Алексеевич; [Место защиты: Волгогр. гос. техн. ун-т].- Волгоград, 2010.- 167 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/1538

Министерство образования и науки Российской Федерации
Волгоградский государственный технический университет
На правах рукописи
04201155505
Артемьев Александр Алексеевич
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ НАПЛАВКИ
ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ С УПРОЧНЯЮЩИМИ
ЧАСТИЦАМИ TiB2
05.02.10 «Сварка, родственные процессы и технологии»
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Соколов Геннадий Николаевич
Волгоград 2010
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ПРОЦЕССЫ ЭШН И МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И
ИНСТРУМЕНТА, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ АБРАЗИВНОГО ИЗНАШИВАНИЯ 14
1.1. Современные способы ЭШН плоских поверхностей изделий 14
1.2. Анализ абразивностойких сплавов и наплавочных материалов для
восстановления и упрочнения деталей машин и инструмента 23
1.2.1. Наплавочные абразивностойкие сплавы с карбидным, боридным и
карбоборидным упрочнениями 24
1.2.2. Способы формирования упрочняющих фаз в наплавленном металле 38
1.2.3. Порошковые проволоки для получения композиционных
абразивностойких сплавов 40
Выводы по 1 главе 44
2. МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ 46
2.1. Технологическое оборудование и материалы для изготовления порошковых
проволок 46
2.2. Методика ЭШН в токоподводящем кристаллизаторе 47
2.3. Методики моделирования и исследования процесса ЭШН в токоподводящем
кристаллизаторе 50
2.4. Методики металлографических и дюрометрических исследований
наплавленного металла 53
2.5. Методика испытаний наплавленного металла на абразивное изнашивание. 57
2.6. Методика исследования наплавленного металла способом склерометрии.... 58
2.7. Методики рентгеноструктурного и рентгеноспектрального анализов 63
3. РАЗРАБОТКА ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА, УПРОЧНЕННОГО ЧАСТИЦАМИ ДИБОРИДА ТИТАНА 67
3.1. Разработка порошковой проволоки для наплавки абразивностойкого композиционного сплава, упрочненного частицами ТШг 67
3.2. Исследование характера формирования композиционной структуры»
наплавленного металла и влияния на него гранулометрического состава и количества порошка TiB2 72
3.3. Исследование структуры и износостойкости наплавленного металла с низко-
и высокоуглеродистыми матрицами, упрочненными частицами ТіВ2 81
3.3.1. Исследование влияния количества вводимого в шихту ТіВ2на структуру
и свойства наплавленного металла 83
3.3.2. Исследование влияния количества углерода на структуру и свойства
наплавленного металла, упрочненного частицами ТіВ2 86
3.3.3. Исследование влияния наноразмерного порошка TiCN на структуру и
износостойкость композиционного наплавленного металла 90
3.4. Исследование процессов микропластического деформирования металла
методом склерометрирования 94
Выводы к 3 главе 106
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЭШН
і
ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ 109
4.1. Исследование электро- и теплофизических условий при ЭШН в
токоподводящем кристаллизаторе с полыми электродами 109
4.2. Конструктивно-технологические особенности установки для ЭШН плоских
поверхностей изделий 117
4.3. Разработка способа ЭШН плоских поверхностей в горизонтальном
положении с использованием токоподводящего кристаллизатора 123
4.4. Кинетика перехода частиц TiB2 в наплавленный металл из шихты
порошковой проволоки в процессе ее расплавления в шлаке 127
4.5. Технология ЭШН тонкого (3 мм) слоя металла шириной 54 мм на плоскую
поверхность 130
4.5.1. Основные технологические параметры режима ЭШН 130
4.5.2. Технология наплавки поверхности стальных пластин толщиной 9 мм. 135
Выводы к главе 4 140
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 142
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 144
ВВЕДЕНИЕ
Одним из эффективных методов изготовления новых и восстановления изношенных изделий является электрошлаковая наплавка (ЭШН). Технические особенности и преимущества ЭШН позволяют прставить ее в один ряд с самыми распространенными способами наплавки, а разнообразие форм применения дают возможность использовать ЭШН в тех случаях, когда другие способы использовать трудно или невозможно. Современные способы ЭШН позволяют с высокой производительностью обеспечить высококачественный литой наплавленный металл с выраженной ориентацией кристаллитов, обладающий повышенными служебными свойствами. Заложенные известными учеными в области'металлургии сварки и наплавки специальных сталей и сплавов И. К. Походней, Б. И. Медоваром, Ю. В. Латашом, Д. А. Дудко, И. И. Сущук-Слюсаренко научные1, основы, теории электрошлакового процесса способствовали интенсивному развитию ЭШН.
Выполненные Д. А, Дудко, Г. В- Ксендзыком, В. А. Быстровым, Ю. М. Кусковым, А. Я. Шварцером, D: Houl, U. Dakuort, A. Dilawaiy, D; Rawson и др. глубокие исследования- в области разработки материалов и технологий для упрочнения и восстановления с помощью электрошлаковой* наплавки металлургического инструмента и других, изделий поставили ЭШН в ряд технологических процессов, конкурирующих как по производительности, так и по качеству наплавленного металла с дуговой наплавкой. Вместе с тем возможности каждого способа наплавки, особенно с использованием кристаллизаторов, сравнительно ограничены минимально допустимой толщиной слоя наплавленного металла.
Многие детали различного оборудования, машин, а также инструмент эксплуатирующиеся в условиях значительного абразивного изнашивания, имеют небольшой ресурс, что требует применения для их восстановления и упрочнения новых способов наплавки, обеспечивающих получение тонких слоев из более эффективных типов наплавленного металла, чем современные абразивностойкие наплавочные сплавы. В этих условиях предпочтительны новые композиционные материалы, в качестве упрочняющих компонентов в которых применяют порошки различных твердых тугоплавких соединений, что обеспечивает получение в наплавленном- металле структуры- искусственного композита. -
Значимый вклад в разработку абразивностойких наплавочных материалов внесли исследования Е. И. Лейначука, Н. А. Гринберг, В. С. Попова, В. Д. Орешкина, Ю. А. Юзвенко, Б. В. Данильченко, А. П. Жудры, А. И. Белого и многих других, оказавшие большое влияние на развитие теории и практики создания композиционных наплавочных сплавов, упрочненных частицами тугоплавких соединений.
Востребованы новые технологии ЭШН; однако объем публикаций как отечественных, так и зарубежных авторов в области разработки новых процессов электрошлаковой наплавки невелик. Это объясняется сложностью формирования структуры и свойств наплавленного металла в тонком слое, что обусловлено неоднородностью теплового поля в шлаковой ванне и пониженной жидкотекучестью малых объемов^ металлического расплава сварочной ванны, а также необходимостью разработки^ новых специализированных для электрошлакового процесса наплавочных материалов, в том числе и наиболее эффективных — порошковых проволок, обеспечивающих гарантированный переход тугоплавких микрочастиц в наплавленный металл. В этой связи разработка1 нового материала и создание технологического процесса ЭШН, позволяющего получить качественный наплавленный металл, упрочненный частицами диборида титана^ (ТІВ2), представляет актуальную задачу сварочного производства.
Цель работы: повышение износостойкости тонких слоев наплавленного металла путем упрочнения его частицам ТіВ2 при электрошлаковой наплавке порошковой проволокой.
Исходя из цели работы были поставлены следующие научно¬технические задачи, решение которых выносится на защиту:
1. На основе исследования электрофизических процессов в шлаковой ванне и установления взаимосвязи между ними и формированием наплавленного металла разработать конструкцию токоподводящего кристаллизатора и технологию ЭШН в горизонтальном положении тонких слоев (от 3 мм) металла на плоские поверхности деталей.
2. На основе исследования влияния количества и дисперсности частиц порошка диборида титана (TiB2), введенного в состав шихты порошковой проволоки, на характер формирования композиционной структуры и эксплуатационные свойства абразивностойкого наплавленного металла разработать состав порошковой проволоки для ЭШН.
3. Установить влияние наноразмерных частиц карбонитрида титана TiCN на структуру и износостойкость наплавленного металла.
4. На основе результатов склерометрических испытаний наплавленного металла уточнить критерий оценки стойкости его к абразивному изнашиванию для экстраполяции измеренной величины микрообъема деформированного при скрабировании алмазным индентором наплавленного металла на значение относительной износостойкости.
Научная новизна полученных результатов заключается в установлении взаимосвязи^ между электрофизическими и технологическими параметрами процесса ЭШН и свойствами наплавленного металла со структурой искусственного композита, а именно:
1. Выявлен эффект перемещения зоны повышенного тепловыделения в шлаке к поверхности металлической ванны при размещении в токоподводящем кристаллизаторе диэлектрического элемента, что обусловливает снижение поверхностного натяжения металлического расплава и способствует качественному формированию тонкого слоя наплавленного металла на горизонтальной стальной поверхности.
2. Показано, что равномерное выделение тепла по ширине шлаковой ванны токоподводящего кристаллизатора достигается в результате введения в нее двух полых графитовых электродов, расположенных на расстоянии 1,7...2,4 от диаметра электродов <7Э при ширине ванны (4...5,5)с/э и заглубленных в шлак на величину, определяемую отношением с1э/(2,1.. .2,7).
3. Выявлено, что при содержании в порошковой проволоке тугоплавких частиц TiB2 с фракцией не менее 30 мкм, а также наноразмерных частиц TiCN в процессе ЭШН обеспечивается формирование структуры искусственного композита, состоящей из введенных в металлический расплав частиц TiB2, а также боридов, карбоборидов и карбонитридов других металлов, выделяющихся в матрице, что значительно повышает стойкость наплавленного металла к абразивному изнашиванию.
4. Установлено, что протекающие при ЭШН диффузионные процессы
между микрочастицами ТіВ2, матрицей сплава и выделившимися в процессе его кристаллизации железохромистыми боридами и карбоборидами, приводят к формированию прочных химических связей в образованном искусственном композите, модифицированном наноразмерными частицами TiCN, что повышает его относительную (по сравнению с эталоном^ — отожженной сталью 45) износостойкость до 12,5. .
Практическая ценность результатов работы:
Результаты исследований легли в основу разработанной технологии ЭШН деталей превенторов буровых установок. Новая технология внедрена в производство на ООО "ВМЗ Инжиниринг" с экономическим эффектом 300 тыс. руб. (доля автора 25 %). Разработаны способ ЭШН плоских поверхностей (патент РФ № 2397851), конструкции кристаллизаторов (патенты РФ № 82615, № 90727), наплавочная головка для ЭШН, состав порошковой проволоки (ТУ ВолгГТУ № 202 - 10), которые могут быть использованы для изготовления и восстановления различных деталей машин, механизмов и инструмента.
Публикации:
По результатам диссертационной работы опубликовано 3 статьи в рекомендованных ВАК РФ центральных рецензируемых научно-технических журналах, 2 статьи в зарубежных научно-технических журналах, 9 статей в сборниках научных трудов и материалах конференций, 3 тезиса докладов-на научно-практических конференциях, а также получены 4 патента РФ на изобретения и полезные модели.
1. Артемьев, А. А. Физическое моделирование процесса электрошлаковой наплавки в токоподводящем кристаллизаторе с полым катодом / А. А. Артемьев, Г. Н. Соколов, И. В. Зорин, В. И. Лысак // Известия вузов. Черная металлургия. - 2008. - № 1. - С. 32-35.
2. Зорин, И. В. Электрошлаковая наплавка торцовых поверхностей изделий с использованием двухконтурной схемы питания шлаковой ванны / И. В. Зорин, Г. Н. Соколов, А. А. Артемьев, В. И. Лысак // Автоматическая сварка. - 2008. - № 1. - С. 12-16.
3. Зорин, И. В. Формирование высокотемпературных областей в шлаке при электрошлаковой наплавке / И. В. Зорин, Г. Н. Соколов, А. А. Артемьев, В. И. Лысак // Сварка и,диагностика. - 2009'. - № 3. - С. 39-43.
4. Артемьев, А. А. Исследование структуры и износостойкости наплавленного металла, упрочненного гранулами'диборида титана / А. А. Артемьев, Ю. Н. Дубцов, Г. Н. Соколов // Известия Волгоградского государственного * технического университета: межвуз. сб. научн. ст. № 4(4). - Волгоград: ИУИЛ ВолгГТУ, 2010. - (Сер. Проблемы материаловедения, сварки и* прочности в машиностроении. Вып. 4). - С. 34-36.
5. Патент № 82615 РФ МПК7 В 23К 25/00. Устройство для электрошлаковой наплавки плоских поверхностей / Артемьев А. А., Соколов Г. Н., Зорин И. В., Потапов А. Н., Лысак В. И.; заявитель и патентообладатель Волгоград, гос. техн. ун-т. - № 82615; заявл. 17.12.08; опубл. 10.05.09.
6. Патент № 2376117 РФ МПК7 В 23К-25/00, С 22В 9/18. Устройство для электрошлаковой наплавки / Артемьев А. А., Соколов Г. Н., Зорин И. В., Лысак В. И.; заявитель и патентообладатель Волгоград, гос. техн. ун-т. — № 2376117; заявл. 09.01.08; опубл. 20.12.09.
7. Патент № 90727 РФ <МПК7 В 23К 25/00. Устройство с прижимом для электрошлаковой наплавки плоских поверхностей / Артемьев А. А., Соколов Г. Н., Зорин И. В., Лысак В. И.; заявитель и патентообладатель Волгоград, гос. техн. ун-т. -№ 90727; заявл. 27.07.09; опубл. 20.01.10.
8. Патент № 2397851 РФ МПК7 В 23К 25/00. Способ электрошлаковой наплавки плоских поверхностей / Соколов Г. Н., Артемьев А. А., Зорин И. В., Трошков А. С., Лысак В. И.; заявитель и патентообладатель Волгоград, гос. техн. ун-т. -№ 2397851; заявл. 17.12.08; опубл. 27.08.10.
9. Electroslag cladding of end surfaces of parts by using slag pool double-loop power circuit / И. В. Зорин, Г. H. Соколов, А. А. Артемьев, В. И. Лысак // Paton Welding Journal. - 2008. - № 1. — С. 9 - 12. - Англ.
10. Артемьев, А. А Физическое моделирование процесса электрошлаковой наплавки в секционном кристаллизаторе с полым электродом / А. А. Артемьев, Г. Н. Соколов, В. И. Лысак // Новые перспективные материалы и технологии их получения. НПМ-2007: сб. науч. тр. междунар. конф., Волгоград, 9-12 окт. 2007 г. — ВолгГТУ [и др.]. — Волгоград, 2007. - С. 109-110.
11. Артемьев, А. А. Исследование электрофизичеких явлений'на основе физического моделирования процесса электрошлаковой наплавки в секционном кристаллизаторе / А. А. Артемьев, И. В. Зорин, Г. Н. Соколов // Прогрессивные технологии в обучении и производстве: материалы IV Всерос. конф., г. Камышин, 18-20 октября 2006 г. / КТИ (филиал) ВолгГТУ и др. - Камышин, 2006. - Т.1. — С. 10.
12. Артемьев, А. А. Физическая модель и исследование электрошлакового процесса при двухконтурной схеме питания шлаковой ванны постоянным током / Артемьев А. А., Соколов Г. Н. // XI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области: тезисы докладов, г. Волгоград, 8-10 ноября 2006 г.: тез. докл. / ВолгГТУ и др. - Волгоград, 2007. - С. 166-167.
13. Артемьев, А. А. Моделирование процесса электрошлаковой наплавки в секционном кристаллизаторе с полым электродом / А. А. Артемьев,
Г. Н. Соколов, В. И. Лысак // Городу Камышину - творческую молодежь: матер, первой регион, науч.-практ. студ. конф., г. Камышин, 26-27 апреля 2007 г. / КТИ (филиал) ВолгГТУ и др. - Волгоград, 2007. - Т.1.-С. 157-159.
14. Артемьев, А. А. Электрошлаковая наплавка плоских поверхностей в токоподводящем кристаллизаторе / А. А. Артемьев, И. В. Зорин, Г. Н. Соколов, В. И. Лысак // Новые материалы и технологии. НМТ- 2008: матер. Всерос. науч.-техн. конф., г. Москва, 11-12 ноября 2008 г. / МАТИ. - Москва, 2008. - Т.1. - С. 28-29.
15. Зорин, И. В. Распределение тепловой мощности в процессе электрошлаковой наплавки при использовании двухконтурной схемы электропитания шлаковой ванны / И. В. Зорин, Г. Н. Соколов, А. А. Артемьев, А. С. Трошков // Новые материалы и технологии. НМТ- 2008: матер. Всерос. науч.-техн. конф., г. Москва, 11-12 ноября 2008 г. / МАТИ. - Москва, 2008. - Т. 1. - С. 34-35.
16. Артемьев, А. А. Разработка оборудования для электрошлаковой наплавки плоских поверхностей изделий / А. А. Артемьев,
A. С. Трошков // XIII Региональная конференция, молодых
исследователей Волгоградской области: тезисы, докладов /
Волгоградский гос. техн. ун-т; Редкол.: В.И. Лысак (отв. ред.) [и др.]. - Волгоград, 2009. - С. 154-155.
17. Артемьев, А. А. Технология электрошлаковой наплавки износостойких сплавов на плоские поверхности изделий / А. А. Артемьев, Ю. Н. Дубцов, Г. Н. Соколов // Наука. Технологии. Инновации: матер, всерос. науч. студенч. конф. молодых ученых (Новосибирск, 4-5 дек. 2009 г.). В 7 ч. Ч. 2 / ГОУ ВПО «Новосибир. гос. тех. ун-т». - Новосибирск, 2009. - С. 159-161.
18. Артемьев, А. А. Электрошлаковая наплавка износостойких сплавов, на плоские поверхности изделий / А. А. Артемьев, Г. Н. Соколов,
B. И. Лысак // XIV Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области: тезисы докладов / Волгоградский гос. техн. ун-
т; Редкол.: В.И. Лысак (отв. ред.) [и др.]. - Волгоград, 2010. - С. 115¬119.
19. Артемьев, А. А. Влияние микрочастиц TiB2 на структуру и свойства абразивностойкого наплавленного металла / А. А. Артемьев, Г. Н. Соколов, В. И. Лысак // Новые перспективные материалы и технологии их получения. НПМ-2010: сб. науч. тр. V междунар. конф., Волгоград, 14-16 сен. 2010 г. - ВолгГТУ [и др.]. - Волгоград, 2010. - С. 109-110.
20. Цурихин, С. Н. Материалы и технология дуговой наплавки деталей бурового оборудования / С. Н. Цурихин, Г. Н. Соколов, И. В. Зорин, А. А. Артемьев // Новые перспективные материалы и технологии их получения (НПМ-2010) : сб. науч. тр. V междунар. конф., Волгоград, 14¬16 сент. 2010 г. / ВолгГТУ [и др.]. - Волгоград, 2010. — С. 216-217.
21. Артемьев, А. А. Формирование композиционного износостойкого покрытия, упрочненного диборидом титана // Физико-химия и технология неорганических материалов: сб. статей VII Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников* и аспирантов, Москва, 8-11 ноября 2010 г. — М.: Интерконтакт Наука, 2010. — С. 482¬484.
Апробация работы:
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных внутривузовских (2007-2010 гг.) ВолгГТУ и на 9 международных, всероссийских и региональных конференциях: всероссийской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии. НМТ-2008" (Москва 2008), международных научных конференциях "Новые перспективные материалы и технологии их получения. НПМ-2007" и "НПМ-2010" (Волгоград 2007, 2010), всероссийской научной студенческой конференции молодых ученых "Наука. Технологии. Инновации" (Новосибирск 2009), Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов "Физико-химия и технология неорганических материалов" (Москва, 2010), XI, XIII, XIV и XIV
региональных конференциях молодых исследователей, Волгоградской области.**
Структура и объем диссертации:
Диссертационная работа состоит из введения,- 4 глав,' общих выводов и списка использованной литературы. Работа, содержит 160 страниц; 70' рисунков, 11 таблиц. Список использованной литературы содержит 138 наименований.
В первой главе сделан анализ современных способов ЭШН плоских поверхностей и обоснована перспектива разработки нового способа электрошлаковой наплавки, обеспечивающего формирование тонкого слоя наплавленного металла, упрочненного тугоплавкими компонентами, вводимыми в шлаковую ванну в составе наплавочных материалов. Рассмотрены структура и свойства композиционных наплавочных сплавов и приведены материалы, предназначенные для восстановления и упрочнения деталей машин и инструмента, работающих в условиях абразивного изнашивания.
Во второй главе приведены используемые материалы, оборудование, методы изготовления- порошковых проволок, методики ЭШН экспериментальных образцов наплавленного металла, моделирования электрофизических процессов в ’шлаковой ванне, а также методики склерометрических исследований и испытаний наплавленного металла на абразивное изнашивание. Рассмотрены современные- методы металлографических исследований с использованием оптической, электронной* и сканирующей зондовой микроскопии, методы рентгеноструктурного и микрорентгеноспектрального анализов.
В третьей главе представлен комплекс исследований, направленных на выявление закономерностей формирования композиционной структуры наплавленного металла, упрочненного частицами TiB2. Определено влияние химического и гранулометрического составов компонентов введенных в- состав шихты экспериментальных порошковых проволок (ПП) для ЭШН, на структуру и свойства наплавленного электрошлаковым способом металла:
Исследованы процессы его микропластического деформирования
абразивными частицами методом склерометрирования. Изучено
модифицирующее воздействие наноразмерного порошка TiCN на структуру и износостойкость композиционного наплавленного металла.
В четвертой главе
изложены результаты исследования на физической модели электро- и теплофизических условий при ЭШН в токоподводящем кристаллизаторе (ТПК) с полыми электродами, на основании которых предложена конструкция кристаллизатора, способ ЭШН, а также разработана технология наплавки, позволяющая формировать тонкие слои композиционного наплавленного металла на плоских поверхностях деталей машин, оборудования и инструмента. Показано влияние технологических параметров режимов наплавки на формирование тонкого (от 3 мм) слоя наплавленного металла.
В приложении приведена копия акта о внедрении научно-технических разработок на ООО “ВМЗ Инжиниринг” и технические условия на порошковую проволоку ПП-Нп-10.25.

Список литературы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. При размещении в ТПК диэлектрического элемента и введении в шлаковую ванну двух полых графитовых электродов на расстоянии между их центрами равном 1,7...2,5 от их диаметра формируется тепловой-центр в- шлаке вблизи фронта кристаллизации металлического расплава, а также выравнивается температурное поле в осевом сечении шлаковой ванны, что приводит к качественному формированию тонкого слоя наплавленного металла при минимальной и равномерной глубине проплавления изделия.
2. При погружении в шлак полых электродов на величину z = db/(2,1...2,7), где с/э - диаметр электродов, в процессе ЭШН в приэлектродном объеме шлака, ограниченном полусферой с диаметром (1,5...1,8)<7э, обеспечиваются значения плотности тока и температуры достаточные для плавления подаваемых через ■ полости электродов электронейтральных порошковых проволок, содержащих порошок Т1В2 в составе шихты.
4. Содержание в составе шихты ПП для ЭШН не менее 25 масс. %' частиц ТіВ2 со средним- размером не менее 35* мкм обеспечивает их гарантированный переход в наплавленный металл с формированием в нем структуры искусственного-композита.
5. Выявлено, что диффузионные процессы между частицами Т1В2, матрицей наплавленного металла и выделившимися в процессе его кристаллизации железохромистыми боридами и карбоборидами приводят к формированию прочных химических связей в образованном искусственном композите, что обеспечивает его относительную (к износостойкости отожженной стали 45) износостойкость до 9,3.
6. Установлено, что при введении в состав шихты ПП наноразмерных частиц карбонитрида титана TiCN в количестве 0,6 масс. % изменяются морфология и состав упрочняющих фаз, увеличивается объемная доля мелких высокотвердых включений TiC, TiCN, TiN (Ті, Fe)(C, В)- в эвтектической матрице сплава, что позволяет в 2 раза повысить относительную износостойкость композиционного наплавленного металла (є = 12,6), по сравнению с износостойкостью не модифицированного TiCN металла (в — 6).
7. Разработанный показатель износостойкости коррелирует с результатами испытаний наплавленного металла на стойкость к абразивному изнашиванию, что позволяет с достаточной достоверностью оценить его эксплуатационные свойства.
Основанная на результатах диссертационного исследования и 4 патентах на изобретения и полезные модели технология ЭШН деталей превенторов буровых установок внедрена в производство ООО "ВМЗ Инжиниринг" с экономическим эффектом 300 т. р. Разработаны ТУ на изготовление 1111, которая может быть использована для восстановления и изготовления различных деталей машин и инструмента, а также биметаллических заготовок для последующего технологического передела.