zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2019-85-7-36-40zldm-1027Research ArticleИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ. ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯTESTING OF STRUCTURE AND PARAMETERS. PHYSICAL METHODS OF TESTING AND QUALITY CONTROLИсследование структуры покрытия сталемедной проволоки, полученного методом «намораживания»Study of the structure of coating of the copper-clad steel wire obtained by «freezing-out» methodКадошниковВ. И.KadoshnikovVladimir I.

455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина 38

pr. Lenina 38, Magnitogorsk, 455000

КуликоваЕ. В.KulikovaEkaterina V.

455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина 38

pr. Lenina 38, Magnitogorsk, 455000

АндросенкоМ. В.AndrosenkoMarina V.

455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина 38

pr. Lenina 38, Magnitogorsk, 455000

ДемаР. Р.DemaRoman R.

455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина 38

pr. Lenina 38, Magnitogorsk, 455000

НефедьевС. П.NefedevSergei P.

455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина 38

pr. Lenina 38, Magnitogorsk, 455000

ЛатыповО. Р.LatupovOleg R.

455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина 38

pr. Lenina 38, Magnitogorsk, 455000

latolegraf@list.ruРоманенкоЕ. Ф.RomanenkoEkaterina F.

119049, Москва, Ленинский пр. 4

Leninsky pr. 4, Moscow, 119049

Магнитогорский государственный технический университет имени Г. И. НосоваРоссияNosov State Technical UniversityRussian FederationНациональный исследовательский технологический университет «МИСИС»РоссияNational University of Science and Technology «MISIS»Russian Federation2019110820198573640Copyright © Кадошников В.И., Куликова Е.В., Андросенко М.В., Дема Р.Р., Нефедьев С.П., Латыпов О.Р., Романенко Е.Ф., 20192019Кадошников В.И., Куликова Е.В., Андросенко М.В., Дема Р.Р., Нефедьев С.П., Латыпов О.Р., Романенко Е.Ф.Kadoshnikov V.I., Kulikova E.V., Androsenko M.V., Dema R.R., Nefedev S.P., Latupov O.R., Romanenko E.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1027

Представлены результаты исследования структуры покрытий, полученных методом «намораживания» с предварительной подготовкой поверхности, включающей нанесение подслоя способом плакирования гибким инструментом (ПГИ) (вращающейся цилиндрической металлической щеткой). Влияние технологических параметров на качество формируемого покрытия исследовали, анализируя структуру границы раздела системы сталь — медь и микротвердости медного слоя и стального сердечника. Упругонапряженные состояния в приповерхностном слое сердечника и в медном покрытии оценивали методом рентгеновской тензометрии способом наклонной съемки. Влияние подслоя из таких материалов, как медь, латунь, олово, оловяносвинцовый сплав, на сцепление основного медного покрытия с сердечником после «намораживания» исследовали с помощью адгезиметра. Также провели фрактографический анализ разрушенных поверхностей покрытий. Приведены данные по распределению металлов в приграничных зонах соединения сталь — медь. Структуру зон на наличие интерметаллидов исследовали с помощью растрового электронного микроскопа Camscan и рентгеноспектрального микроанализатора Link exL. Разработанная методика нанесения покрытия методом «намораживания» с предварительным нанесением подслоя способом ПГИ относительно проста и малоэнергоемка. Она позволяет исключить экологически вредные и затратные гальванические операции.

The results of studying the structure of the coating obtained by «freezing-out» method with a preliminary surface preparation including application of the underlayer or precoat by cladding with a flexible tool (CFT) are presented. The CFT procedure consists in coating with a rotating cylindrical metal brush. The developed technology of coating using «freezing-out» with the preliminary application of the precoat makes it possible to exclude harmful and labor-consuming galvanic operations. The effect of technological parameters on the quality of CFT-formed coating, i.e., the structure of the interface between the steel-copper system and data of durometric measurements of the microhardness of the copper layer and the steel core were analyzed. Elastic-stress states in the surface layer of the core and in the copper coating were determined using X-ray tensometry by the method of oblique survey. The effect of the underlayer of various materials (copper, brass, tin, tin-lead alloy) on the adhesion of the main copper coating to the core after «freezing-out» copper was studied using an adhesimeter. A fractographic analysis of the destroyed coating surfaces was also carried out. The distribution of metals in the border zones of the steel-copper compound is determined. Camscan scanning electron microscope and X-ray microanalyzer Link exL are used to examine the zone structure for the presence of intermetallic compounds. The developed «freezing-out» procedure with a preliminary application of the undercoat by CFT method is environmentally friendly, easy to use and low-power-consuming technology.

биметаллсталемедная проволокананесение покрытияплакированиеповерхностьbimetalsteel-copper wirecoatingcladdingsurfaceReferencesПотапов И. Н., Лебедев В. Н., Кобелев А. Г. и др. Слоистые металлические композиции. — М.: Металлургия, 1986. — 217 с.Potapov I. N., Lebedev V. N., Kobelev A. G., et al. Laminated metal compositions. — Moscow: Metallurgiya, 1986. — 217 p. [in Russian].Кадошников В. И. Модель формирования покрытия на поверхности стальной при взаимодействии с расплавом меди / Черные металлы. 2006. № 12. С. 10 – 13.Kadoshnikov V. I. Model of the formation of the coating on the surface of the steel in the interaction with the molten copper / Chern. Metally. 2006. N 6. P. 10 – 13 [in Russian].Кадошников В. И., Вдовин К. Н., Куликова Е. В. Модель образования корочки покрытия на поверхности сердечника при прохождении его через расплав / Вестник МГТУ. 2004. № 4(8). С. 10 – 14.Kadoshnikov V. I., Vdovin K. N., Kulikova E. V. Model of the formation of a coating crust on the surface of the core as it passes through the melt / Vestnik MGTU. 2004. N 4(8). P. 10 – 14.Ямпольский А. М. Меднение и никелирование. — Л.: Машиностроение, 1977. — 57 с.Yampolsky A. M. Copper plating and nickel plating. — Leningrad: Mashinostroenie, 1977. — 57 p. [in Russian].Кардонина Н. Г., Россина А. С., Юровских А. С. Защитные покрытия. — Екатеринбург: Изд-во урал. ун-та, 2014.Kardonina N. G., Rossina A. S., Yurovskih A. S. Protective coatings. — Yekaterinburg: Izd. Ural. Univ., 2014 [in Russian].Кадошников В. И., Вдовин К. Н., Кадошникова И. Д. и др. Подготовка поверхности металлических изделий перед нанесением покрытий / Процессы и оборудование металлургического производства. 2002. С. 56 – 65.Kadoshnikov V. I., Vdovin K. N., Kadoshnikova I. D., et al. Surface preparation of metal products before coating / Proiz. Oborud. Metallurg. Proizv. 2002. P. 56 – 65 [in Russian].Кадошников В. И., Вдовин К. Н., Куликова Е. В. и др. Проектирование нового способа изготовления сталемедной композиции. — Магнитогорск: МГТУ, 2006. — 107 с.Kadoshnikov V. I., Vdovin K. N., Kulikova E. V., et al. Designing a new method for the manufacture of steel-copper composition. — Magnitogorsk: MGTU, 2006. — 107 p. [in Russian].Кадошников В. И., Вдовин К. Н., Куликова Е. В. и др. Проектирование устройства для подготовки поверхности сердечника механическим способом / Вестник МГТУ. 2006. № 1(13). С. 19 – 22.Kadoshnikov V. I., Vdovin K. N., Kulikova E. V., et al. Designing a device for preparing the surface of the core mechanically / Vestnik MGTU. 2006. N 1(13). P. 19 – 22 [in Russian].Belevskii L. S., Kadoshnikov V. I., Ismagilov R. R., et al. Improving the performance of metallic components by frictional plating / Steel in Translation. 2011. Vol. 41. N 2. P. 175 – 178.Belevskii L. S., Kadoshnikov V. I., Ismagilov R. R., et al. Improving the performance of metallic components by frictional plating / Steel in Translation. 2011. Vol. 41. N 2. P. 175 – 178.Белевский Л. С. Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом. — Магнитогорск: Лицей РАН, 1996. — 231 с.Belevskii L. S. Plastic deformation of the surface layer and the formation of the coating when applied with a flexible tool. — Magnitogorsk: Litsei RAN, 1996. — 231 p. [in Russian].Белевский Л. С., Исмагилов Р. Р., Кадошников В. И. и др. Улучшение служебных характеристик металлических изделий способом фрикционного плакирования / Станочный парк. 2011. № 11. С. 30 – 32.Belevskii L. S., Ismagilov R. R., Kadoshnikov V. I., et al. Improving the performance characteristics of metal products by friction cladding / Stanoch. Park. 2011. N 11. P. 30 – 32 [in Russian].Басинюк В. Л., Леванцевич М. А., Максимченко Н. Н. и др. Улучшение триботехнических свойств и снижение шума зубчатых передач плакированием функциональных покрытий на рабочий профиль сопрягаемых зубьев / Трение и износ. 2013. Т. 34. № 6. С. 575 – 582.Basinyuk V. L., Levantsevich M. A., Maksimchenko N. N., et al. Improving tribological properties and reducing noise by cladding functional coatings on the working profile of mating gear teeth / Trenie Iznos. 2013. Vol. 34. N 6. P. 575 – 582 [in Russian].Кривоглаз М. А. Дифракция рентгеновских лучей и нейтронов в неидеальных кристаллах. — Киев: Наук. думка, 1983. — 408 с.Krivoglaz M. A. Diffraction of X-rays and neutrons in non-ideal crystals. — Kiev: Nauk. Dumka, 1983. — 408 p. [in Russian].Багрянский К. В., Добротина З. А., Хренов К. К. Теория сварочных процессов. — Киев: Вища школа, 1976. — 424 с.Bagryansky K. V., Dobrotina Z. A., Khrenov K. K. Theory of welding processes. — Kiev: Vishcha shkola, 1976. — 424 p. [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.