Обработка поверхности сплавов при помощи сильноточных электронных пучков (СЭП) с целью формирования многослойной многофазной мелкодисперсной структуры. Влияние плотности энергии и длительности импульса СЭП на внутреннюю структуру твердого сплава.
Аннотация к работе
Изучение влияния сильноточных электронных пучков на изменения происходящие в твёрдых телах, имеет большое значение для развития науки и промышленности. Обработка поверхности инструментальных сплавов при помощи сильноточных электронных пучков сопровождается формированием многослойной многофазной мелкодисперсной структуры у поверхности материала [1]. Процессы, происходящие при воздействии сильноточных электронных пучков на поверхности и незначительной глубине обрабатываемого материала, позволяют проводить уникальную модификацию поверхности [2]. Литературный обзор 1.1 Метод КИБ (Конденсации с Ионной Бомбардировкой) Метод КИБ основан на генерации вещества катодным пятном вакуумной дуги сильноточного, низковольтного разряда, развивающегося исключительно в парах материала катода. Высокая плотность энергии в катодном пятне позволяет испарять любые электропроводящие материалы, в том числе тугоплавкие металлы IV-VI групп Периодической таблицы. Однако такая обработка малопроизводительна и не обеспечивает воспроизводства полученных результатов [6,7]. 1.2 Влияние плотности энергии и длительности импульса СЭП на внутреннюю структуру твёрдого сплава Т15К6 В работе [3] изучено влияние плотности энергии (10-80 Дж/см2) и длительности импульсов (100, 150 и 200 мкс) воздействия сильноточными электронными пучками (СЭП) на формирование слоистой внутренней структуры твердого сплава Т15К6, состоящей из зон полного проплавления и контактного плавления частиц карбидов, а также зоны со структурой исходного твердого сплава. Выявлено, что образование подобной структуры обуславливает повышение микротвердости и уменьшение коэффициента трения приповерхностных слоев твердого сплава в 3 и 3,5 раза соответственно. Следуя выявленному распределению температуры по глубине образцов, можно сделать предположение о формировании многослойной структуры твердого сплава, состоящей из областей полного проплавления и контактного плавления частиц карбидов, а также зон без изменения структуры исходных карбидов с и без плавления кобальтовой связки. Зоны (1) и (2) характеризуются столбчатой структурой, состоящей преимущественно из твердого раствора (Ti, W) C, границы при этом образованы вольфрамсодержащей фазой W2C. Характерной особенностью структуры этого слоя является увеличение относительной концентрации вольфрама на границах зёрен карбидов (Ti, W) C вследствие меньшей температуры плавления карбидов WC по сравнению с (Ti,W) C (Тпл (WC) = 3143К, Тпл ( (Ti,W) C) =3337К). Схема растрового электронного микроскопа приведена на Рисунок 2.3.1.1 Он состоит из следующих основных узлов: электронной пушки 1.3, эмитирующей электроны; электронно-оптической системы 4.10, формирующей электронный зонд и обеспечивающей его сканирование на поверхности образца 12; системы, формирующей изображение 11.17 [9].