Use of carbon-vibro-arc hardening to increase wear resistance of chisels for plowshares | Применение карбовибродугового упрочнения для повышения износостойкости долот лемехов плугов

English. The aim of the study is to determine the wear resistance of cermet coatings produced with carbon-vibro -arc hardening using cermet pastes of different composition, and to identify the rational composition of a paste to improve wear resistance of chisels for plowshares. The PG-10N-01 steel powder was used as a matrix material of the cermet pastes studied. Aluminum oxides Al2O3, silicon oxidesSiO2 and boron carbide B4C were used as ceramic components. In accordance with the preliminary studies results, the content of ceramic components in paste composition was taken to be equal to 30 %, and cryolite Na3AlF6 – 10 %. The thickness of the applied paste layer was 2-2.5 mm. After application, the pastes were dried to solidification and melted using the unit in the following modes: current intensity is 70-80˚A, frequency and vibration amplitude of a carbon electrode - 25 Hz and 0.5 mm, respectively. Microstructure studies of the resulting cermet coatings were carried out on the cross-sectional samples prepared with the standard techniques using an ultra-high resolution electronic microscope of. The duration of the tests was 10 hours. Quartz sand of 0.16-0.32 mm in the size was used as an abrasive material. Reference samples were made of the 65 G steel. The amount of wear was determined as the sample mass decrease when weighing on an analytical balance with an accuracy of 0.1 mg before and after testing. From the laboratory wear tests results, it was determined that cermet coatings produced with the use of pastes containing 60% of the PG-10N steel matrix powder, 30% of boron carbide and 10% of cryolite showed the greatest wear resistance. Field tests of the plowshare chisels for confirmed that the given composition of the cermet paste was rational and showed an increase in wear resistance and resource of chisels on average 2.1 times.

Russian. Цель – определение износостойкости металлокерамических покрытий, полученных при карбовибродуговом упрочнении с использованием металлокерамических паст различ-ного состава, и выявление рационального состава пасты, обеспечивающего повышение износостойкости долот лемехов плугов. В качестве матричного материала исследуемых металлокерамических паст использовали стальной порошок ПГ-10Н-01, керамических компонентов – оксиды алюминия Al2O3, кремния SiO2 и карбид бора B4C. Содержание керамических компонентов в составе паст по результатам предварительно проведенных исследований принимали равным 30%, а содержание криолита Na3AlF6 – 10%. Толщина нанесенного слоя пасты составляла 2-2,5 мм. После нанесения пасты высушивали до затвердевания и расплавляли с использованием установки на следующих режимах: си-ла тока 70-80 А, частота и амплитуда вибрации угольного электрода – 25 Гц и 0,5 мм соответственно. Исследования микроструктуры полученных металлокерамических по-крытий проводили на подготовленных по стандартным методикам поперечных шлифах образцов на электронном микроскопе сверхвысокого разрешения. Длительность испы-таний составляла 10 ч. В качестве абразивного материала использовали кварцевый пе-сок размером 0,16-0,32 мм. Эталонными служили образцы, изготовленные из стали 65 Г. Величину износа определяли по уменьшению массы образца путем его взвешива-ния на аналитических весах с точностью 0,1 мг до и после проведения испытаний. По результатам лабораторных испытаний на изнашивание установлено, что наибольшую износостойкость обеспечивают металлокерамические покрытия, полученные с исполь-зованием паст, содержащих 60% стального матричного порошка ПГ-10Н-01, 30% карбида бора и 10% криолита. Полевые испытания долот лемехов плугов подтвердили, что данный состав металлокерамической пасты является рациональным и обеспечивает увеличение износостойкости и ресурса долот в среднем в 2,1 раза.