Контролируемая трибосинтезом FeWO4 адаптационная способность покрытий WC / инструментальная сталь

Сотрудниками лаборатории физики упрочнения поверхности ИФПМ СО РАН изучено влияние скорости скольжения на эволюцию приповерхностной структуры и трибоокисление покрытия из быстрорежущей стали, армированном WC, при трении по стальному контртелу без смазочного материала. Электронно-лучевые композиционные покрытия получали из смеси порошковой стали Р6М5 и WC. Трение покрытий исследовали в контакте с контртелом из стали ШХ15. Установлено, что структура покрытий представляет собой матрицу на основе γ+α' железа, армированную скелетообразными структурами из эвтектических карбидов. Наблюдали одновременное снижение коэффициента трения и скорости изнашивания покрытий при увеличении скорости скольжения от 0,8 м/с до 3,6 м/с. Это связано с трибохимическим образованием вольфраматов железа FeWO4 и Fe2WO6 при скоростях скольжения 2,4 м/с и 3,6 м/с, что затем позволяет сформироваться поверхностному механически перемешанному слою, в состав которого, помимо вольфраматов железа, входят фрагменты карбидов и металлических частиц матрицы покрытия. Такая структура поверхности трения обеспечивает эффект твёрдой смазки, а также защищает нижележащие структуры покрытия от разрушения. Специфика такого механизма адаптации заключается в том, что он реализовывается при относительно низких скоростях скольжения, что соответствует максимальной расчётной температуре вспышки около 290 °С. Обнаруженный механизм трибологической адаптации с образованием антифрикционных соединений тройных оксидов в системе Fe-W-O должен способствовать успешному применению электроннолучевых композиционный покрытий WC/инструментальная сталь в различных отраслях промышленности.

Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, тема номер FWRW-2021-0006. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Friction and Wear (Q3).

N.L. Savchenko, E.N. Moskvichev, S.Yu. Tarasov. Adaptability of WC/Tool Steel Coatings Controlled by Tribosynthesis of FeWO4. Journal of Friction and Wear, 2025, Vol. 46, No. 3, pp. 157–163 DOI: 10.3103/S106836662570045X