Серия «Металлургия»

Приведены экспериментальные данные по структуре, твердости и износостойкости компактов, полученных из смесей микропорошка восстановленного железа Fe (средний размер частиц 2–8 мкм) и нанопорошка молибдена Mo (средний размер частиц 20–25 нм). Такие материалы используются во многих перспективных областях применения, в том числе и для изготовления деталей и элементов конструкционного назначения в тормозных системах, в узлах микромашин и микро-механизмов. Были исследованы две порошковые композиции – Fe + 10 % Mo и Fe + 15 % Mo. Массовая доля молибдена в этих смесях составляла 10 и 15 % от общей массы. Импульсное прессование проводилось с использованием модифицированной методики Кольского, удобной для практического применения и исследования механики процесса динамического уплотнения порошковых материалов. Эта схема позволяет получать компакты высокого качества с однородной структурой и высокой плотностью.
Кинематические параметры – амплитуда и длительность импульсов давления – находились в пределах 1000–2000 МПа и 100−400 мкс соответственно. Экспериментально установлены оптимальные режимы компактирования и получены качественные компакты с относительной плотностью 85 % для смеси (Fe + 10 % Mo) и 89 % для (Fe + 15 % Mo). Металлографические исследования проводились на электронном микроскопе TESCAN VEGA II. Было установлено, что полученные компакты обладают достаточно однородной мелкозернистой структурой. Общая картина распре-деления пор достаточно равномерная, наблюдаемые формы пор многообразны и в основном близки к сферической. Рентгеноспектральныий микроанализ проводился на энергодисперсионном спектрометре INCA Energy 250 в режиме сканирования по линии поверхности полученных компактов. Показано, что динамическое прессование не приводит к заметному изменению распределения элементов Fe, Mo и O по объему образцов. Микротвёрдость прессовок измерялась стандартным твердомером ПМТ-3. Плотность компактов определялась путем измерения их массы и объема. Объем вычислялся методом гидростатического взвешивания. Определение начальной массы компактов и измерение потери массы образцов при износе проводилось путем их взвешивания на аналитических весах Ohaus Explorer EX124 с точностью 0,1 мг. Результаты показали, что с увеличением массовой доли Mo плотность материала на основе железа увеличивается, а твердость показывает тенденцию к росту. Испытания компактов на износостойкость проводились в режиме сухого трения по схеме «вращающийся диск − неподвижный образец». Представлены зависимости потери массы компактов от времени испытания. Экспериментально установлено, что максимальная износостойкость наблюдается
у компактов Fe + 15 % Mo.

порошковая смесь; импульсное прессование; метод Кольского; компакты; микротвердость; износостойкость