Катодная боронитроцементация и анодное полирование малоуглеродистой стали 20 в электролизной плазме

Кусманов С.А., Тамбовский И.В., Мухачева Т.Л., Силкин С.А., Горохов И.С.

Abstract

УДК 544.558+66.088

Показана возможность повышения износостойкости и коррозионной стойкости поверхности малоуглеродистой стали после катодной электролитно-плазменной боронитро-цементации в растворе борной кислоты, глицерина и хлорида аммония и последующего анодного электролитно-плазменного полирования в растворе сульфата аммония за счет образования модифицированной структуры. Последняя состоит из плотного оксидного слоя и диффузионного слоя под ним, в котором содержится до 0,87% углерода, 0,80% азота и 0,87% бора при достижении микротвердости до 970±20 HV. Выявлено конкурирующее влияние эрозии поверхности под действием разрядов и высокотемпературного окисления на морфологию и шероховатость поверхности. Установлено положительное влияние снижения шероховатости поверхности при образовании плотного оксидного слоя на поверхности и твердого диффузионного слоя под ним на уменьшение коэффициента трения и массового износа, а также снижения шероховатости и дополнительного окисления поверхности при полировании на уменьшение плотности тока коррозии.

Ключевые слова: катодная электролитно-плазменная обработка, боронитроцементация, полирование, шероховатость, микротвердость, износостойкость, коррозионная стойкость.

The paper discusses a possibility of increasing the wear and corrosion resistance of a low carbon steel surface after cathodic plasma electrolytic boronitrocarburising in a solution of boric acid, glycerin, and ammonium chloride, with the subsequent anodic plasma electrolytic polishing in an ammonium sulfate solution due to the formation of a modified structure consisting of a dense oxide layer and a diffusion layer below it, which contains up to 0.87% carbon, 0.80% nitrogen, and 0.87% boron upon reaching microhardness up to 970±20 HV. The competitive influence of the surface erosion under the action of discharges and high-temperature oxidation on the morphology and roughness of the surface is revealed. A positive effect of reducing the surface roughness during the formation of a dense oxide layer on the surface and a hardened diffusion layer under it on reducing the friction coefficient and mass wear, as well as reducing the roughness and additional oxidation of the surface during polishing on reducing the corrosion current density, has been established.

Keywords: cathodic plasma electrolytic treatment, boronitrocarburising, polishing, surface roughness, microhardness, wear resistance, corrosion resistance.

Download full-text PDF. 260 downloads

Menu

Vol. 58 (2022), Issue 5, p. 1-7

Катодная боронитроцементация и анодное полирование малоуглеродистой стали 20 в электролизной плазме

Abstract