О применении углеродсодержащих электродных материалов в технологии электроискрового легирования. Часть 2. Структура и свойства двухслойных покрытий

О применении углеродсодержащих электродных материалов в технологии электроискрового легирования.

Часть 2. Структура и свойства двухслойных покрытий

*А. Е. Кудряшов, Ж. В. Еремеева, Е. А. Левашов, В. Ю. Лопатин, А. В. Севостьянова, Е. И. Замулаева

Научно-учебный центр СВС МИСиС-ИСМАН, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Ленинский проспект, 4, г. Москва, 119049, Россия, e-mail: aekudr@yandex. ru

Электроискровую обработку титанового сплава ОТ4-1 осуществляли последовательно твердосплавным электродом СТИМ-20Н (TiC-20%Ni) и углеродсодержащим материалом (графиты, композитные материалы на основе углерода). Проведен комплекс исследований структуры, состава и свойств сформированных покрытий. Установлено, что в зависимости от применяемого углеродсодержащего материала электроискровая обработка может способствовать снижению коэффициента трения покрытий, повышению износостойкости и жаростойкости титанового сплава.

Ключевые слова: электроискровое легирование, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, электродный материал, покрытие, импульсный разряд, углеродсо-держащие материалы, износостойкость, жаростойкость, коэффициент трения.

Б01: 10.5281/7епоао.1051312 УДК 621.9.048.4

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшими преимуществами титановых сплавов перед другими конструкционными материалами являются их высокие удельная прочность и жаропрочность в сочетании с высокой коррозионной стойкостью. Титановые сплавы имеют малую плотность, хорошо свариваются, парамагнитны, что делает их перспективными для применения в авиастроении, ракетостроении, судостроении, химическом, пищевом и транспортном машиностроении [1-3]. В последнее время титановые сплавы широко применяются в медицине [4, 5].

Применение титановых сплавов наиболее целесообразно в диапазоне 250-600 °С, когда легкие алюминиевые и магниевые сплавы уже не могут работать, а стали и никелевые сплавы уступают им по удельной прочности [1]. В то же время титановые сплавы характеризуются низкими твердостью и износостойкостью, а также задиростойкостью.

Повысить надежность изделий из титановых сплавов можно различными технологиями поверхностной инженерии: ионной имплантацией, пластическим деформированием, лазерным упрочнением, аргонодуговой наплавкой, электроискровым легированием т.д. [6-10].

Применительно к титановым сплавам применение технологии ЭИЛ может обеспечить [8]:

- увеличение твердости, коррозионной стойкости, износо- и жаростойкости;

- снижение способности к схватыванию поверхностей при трении, особенно при высоких температурах или в вакууме;

- получение стабильного коэффициента трения в узлах, работающих в переменных условиях (переменные температуры, различные газовые среды и вакуум, режим многократных пуск-остановок и т.п.);

- снижение коэффициента трения в парах, где непригодны обычные методы нанесения антифрикционных материалов.

Цель данной работы - исследование структуры, состава и свойств электроискровых покрытий на титановом сплаве ОТ4-1, нанесенных последовательно твердосплавным электродным материалом СТИМ-20Н и углеродсодержа-щими материалами.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве материала подложек использовали титановый сплав ОТ4-1. Размер образцов составлял 10^10x5 мм. Покрытия наносили на поверхность площадью 1 см2, для исследования жаро-

© Кудряшов А.Е., Еремеева Ж.В., Левашов Е.А., Лопатин В.Ю., Севостьянова А.В., Замулаева Е.И., Электронная обработка материалов, 2017, 53(6), 38-48.

стойкости покрытий обрабатывали всю поверхность образцов.

В качестве электрода-анода применяли сплав СТИМ-20Н [11] и различные углеродсодер-жащие материалы.

Подробно применяемые материалы, оборудование и режим электроискровой обработки приведены в части 1.

Время обработки образцов для исследования жаростойкости и трибологических испытаний составляло: твердым сплавом - 3 мин/см2, угле-родсодержащим электродом - 3 мин/см2.

Исследование микроструктуры проводили на растровых электронных микроскопах JSM-6480LV фирмы JEOL с приставкой для энергодисперсионной спектрометрии INCA ENERGY Dry Cool фирмы OXFORD INSTRUMENTS и «Hitachi S-3400N» (Япония), оснащенных рентгеновским энергодисперсионным спектрометром NORAN.

Металлографический анализ шлифов выполнен на оптическом микроскопе «Neophot-32». Определение толщины покрытий проводили при увеличении 500х, а сплошности -при 200х.

Шлифы изготавливали на полировальной машине фирмы «Struers» «Roto Pol-21» с приставкой для работы в автоматическом режиме «Roto Force 1» с применением суспензий с дисперсностью поликристаллических алмазов 6, 3, 1 мкм.

Для выявления структуры покрытий использовали травление раствором 2% HNO3 + 2% HF + 96% дистиллированной воды в течение 30-60 секунд.

Исследования микротвердости выполнены на микротвердомере ПМТ-3 по всей ширине шлифа при нагрузке 50 г по ГОСТ 9450-76.

Испытания на жаростойкость проведены в электропечи марки SNOL 7,2/1200 (Литва) при температуре 750°С и выдержке 51 ч. Весовой показатель окисления (Квес) (изменение массы образца в результате окисления, отнесенное к единице поверхности) определяли по формуле [12]:

Квес =

где т0 - начальная масса образца, г; mi - масса образца с продуктами окисления, г; S0 - площадь поверхности образца, м2.

Съемка рентгеновских спектров проводилась на автоматизированном дифрактометре марки ДРОН с использованием монохроматизирован-ного Co-Ка излучения. Съемка велась по точкам (шаговое сканирование) в интервале углов 29 10°-110°, шаг съемки составлял 0,1°, экспозиция - 2-4 с. Качественный и количественный

фазовый анализы выполнялись путем обработки полученных спектров по методике [13].

Трибологические свойства покрытий проводили на трибометре фирмы «CSM Instruments» (Швейцария) по схеме pin-on-disk [14]. В качестве контртела использовали шарики из сплава WC-6% Co диаметром 3 мм. Линейная скорость вращения образцов с покрытием составляла 10 см/с, нагрузка - 5,0 Н. Зависимость коэффициента трения трущейся пары от длины пробега контртела (150 м) строилась на компьютере с помощью программного обеспечения InstrumX».

Профиль дорожки износа образцов после трибологических испытаний исследовали на оптическом профилометре «Veeco WYKONT NT 1100».

Скорость износа рассчитывали по формуле:

W = sxL/

где W - скорость износа, мм3*Н-1*м-1; L - длина окружности, мм; s - площадь сечения износа канавки, мм2; Н - нагрузка, Н; l - путь трения (длина пробега контртела), м.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В результате электроискровой обработки твердосплавным электродом СТИМ-20Н на титановом сплаве ОТ4-1 формируется сплошное покрытие толщиной 30 мкм и твердостью 9,9 ГПа (табл. 1). В зависимости от типа применяемого углеродсодержащего материала твердость покрытий снижается до 6,1-7,7 ГПа. Толщина покрытий, обработанных углеродсо-держащими материалами, составляет 19-30 мкм. Из табл. 1 видно, что обработка твердосплавным электродом СТИМ-20Н повышает твердость титанового сплава более чем в 5 раз, последующая обработка углеродсодержащими материалами - в 2,9-4,0 раза.

На рис. 1 приведена зависимость твердости покрытия, обработанного последовательно электродами СТИМ-20Н и 3D-композитом, от времени обработки углеродсодержащим материалом (1, 5, 10 мин). Видно, что с увеличением продолжительности обработки твердость покрытия заметно снижается.

С помощью микрорентгеноспектрального анализа (МРСА) был изучен элементный состав покрытий. Исследуемые области представлены на рис. 2, а сам элементный состав поверхности покрытий приведен в табл. 2. Покрытие, нанесенное СВС-электродом, более однородное в отличие от покрытий, сформированных после легирования углеродсодержащими электродами. Неоднородность покрытий после вторичной обработки связана с наличием областей, в которых преимущественно находится углерод. Например, в области 2 на рис. 2б обнаружено до 71 (вес.) % углерода.

Таблица 1. Результаты металлографического анализа образцов с электроискровыми покрытиями СТИМ-20Н+углеродсодержащий материал

Электродный Сплошность, Толщина, мкм Твердость*, ГПа Ку**

материал %

СТИМ- 20Н 100 30 9,9 5,2

Силицированный графит 100 24 7,1 3,7

Пирографит 100 24 7,4 3,8

Крупнозернистый графит 100 28 7,5 3,9

Углеродный графитированный ма- 100 19 7,7 4,0

териал, пропитанный сплавом оло-

во-свинец

Графит БЮЯАЕШЕ ЕК 23 100 24 6,7 3,5

3Б-композит 100 30 5,6 2,9

МПГ-6 100 30 6,8 3,6

Углерод-углеродный композицион- 100 19 7,5 3,9

ный материал

Нигран-В 100 26 7,4 3,8

Химанит-Т 100 24 6,1 3,2

* Твердость материала подложки (сплав ОТ4-1) - 1,9 ГПа.

** Ку - коэффициент упрочнения, равный отношению твердости покрытия к твердости подложки [9].

НУ, ГПа

1, мин

Рис. 1. Зависимость твердости покрытия от времени вторичной обработки. Электродные материалы: СТИМ-20Н и 3Б-композит.

Из табл. 2 видно, что применение обработки углеродсодержащими электродами способствует увеличению содержания углерода в покрытии. После обработки СВС-сплавом СТИМ-20Н обнаружены кислород и азот, а в покрытиях после вторичной обработки наблюдается только кислород. В покрытии, сформированном материалом, пропитанным сплавом РЬ-8п, выявлены РЬ и 8п.

Можно предположить, что при ЭИЛ-обработке как твердосплавным электродом СТИМ-20Н, так и углеродсодержащими электродами в покрытии образуется твердый раствор Т1(С,К,0).

Морфология покрытий на титановом сплаве ОТ4-1 приведена на рис. 3. Поверхность покры-

тия из СТИМ-20Н состоит из растекшихся капель. После обработки углеродсодержащими материалами капель не выявлено, но видны эрозионные лунки. С ростом длительности вторичной обработки количество лунок (пористость) увеличивается, с чем, вероятно, и связано снижение микротвердости покрытий.

Применение съемки при более высоком увеличении (*20 000) позволило обнаружить в покрытиях композиционные частицы размером 150-300 нм (рис. 4). Вероятно, они являются конгломератами более мелких частиц.

На рис. 5 представлена микроструктура покрытия, нанесенного электродом СТИМ-20Н (шлиф). Видно, что на поверхности формируется сплошной слой из хорошо спеченных между

Рис. 2. Области МРСА поверхности ЭИЛ-покрытий: СТИМ-20Н (а); СТИМ-20Н + Нигран В (б); СТИМ-20Н + МПГ-6 (в); СТИМ-20Н + углеродный графитированный материал, пропитанный сплавом РЪ-Бп (г).

Таблица 2. Элементный состав поверхности покрытий

Электродный материал С-К О-К А1-К ТьК №-К Бп-Ь РЪ-М

СТИМ-20Н 10,1 - 1,3 0,3 70,9 17,4 - -

СТИМ-20Н + Нигран В 31,4 - 4,2 0,5 53,1 10,8 - -

СТИМ-20Н + Нигран В (область 2) 71,0 — 5,0 - 15,9 8,1 - -

СТИМ-20Н + МПГ-6 34,6 - 3,6 0,4 51,3 10,1 - -

СТИМ-20Н + углеродный графитированный материал, пропитанный сплавом РЪ-Бп 32,3 10,5 0,3 36,6 7,6 1,4 11,3

*-1-1-1-1-1-1-1-1-1

Спектральная линия азота N (К-серия) совпадает со спектральной линией Т (Ь-серия) и затрудняет определение содержания азота.

Рис. 3. Микроструктура (а-г) ЭИЛ с покрытий; СТИМ-20Н (а); СТИМ-20Н + Ниган В (б); СТИМ-20Н + МПГ-6 (в); СТИМ-20Н + углеродный графитированный материал, пропитанный сплавом РЪ-Бп (г).

Рис. 4. Микроструктура ЭИЛ-покрытия. СТИМ-20Н + углеродный графитированный материал,

пропитанный сплавом РЬ-Бп.

Рис. 5. Микроструктура ЭИЛ-покрытия, полученного из электрода СТИМ-20Н (шлиф).

Таблица 3. Элементный состав (вес.%) электроискрового покрытия (шлиф), полученного из электрода СТИМ-20Н

Область С-К 0-К А1-К Т1-К Мп-К №-К

1 9,3 - 1,8 0,4 77,2 - 11,1

2 5,6 - 1,5 0,6 85,6 0,5 6,2

3 - - - 0,7 98,7 0,6 -

*-1-1-1-1-1-1-1-1

Спектральная линия азота N (К-серия) совпадает со спектральной линией Т1 (Ь-серия) и затрудняет опреде-

ление содержания азота.

собой частиц. Элементный состав покрытия в различных областях приведен в табл. 3.

Распределение элементов Т1, С, N1 в покрытиях после вторичной обработки графитом марки МПГ-6, приведено на рис. 6. Видно, что максимальное содержание графита находится на поверхности.

Результаты испытаний на жаростойкость в виде зависимости весового показателя окисления (Квес) от времени приведены на рис. 7. Максимальные значения Квес 26,9 г/м2 и 26,6 г/м2 имеют соответственно образец с покрытием, нанесенным электродами СТИМ-20Н + пирографит, и образец без покрытия. Минимальным весовым показателем окисления характеризуется образец с покрытием, нанесенным последовательно электродами СТИМ-20Н и силицированным

графитом - 11,9 г/м2. Видно, что весовой показатель окисления исследуемых образцов подчиняется параболическому закону. Следует учитывать, что электроискровые покрытия имеют более развитую поверхность по сравнению с неупрочненным образцом.

Покрытия, нанесенные СТИМ-20Н+3Б-композитом (Квес 23,96 г/м2), СТИМ-20Н+МПГ-6 (Квес 22,12 г/м2), СТИМ-20Н+Химанит-Т (Квес 20,77 г/м2), СТИМ-20Н+углеродный графи-тированный материал, пропитанный сплавом олово-свинец (Квес 20,12 г/м2), СТИМ-20Н + графит БЮИАРЕЧЕ ЕК 23 (Квес 19,91 г/м2), характеризуются более высокими значениями весового показателя окисления по сравнению с однослойным покрытием (Квес 18,76 г/м2).

0,00

7,24

14,48 21,78

I. мкм

Рис. 6. Распределение элементов по ширине шлифа покрытия, нанесенного СТИМ-20Н+МПГ-6.

30

28.%

25

20

15

10

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

1, ч

Рис. 7. Зависимость весового показателя окисления от времени. Т = 750°С. 1 - СТИМ-20Н + пирографит; 2 - титановый сплав ОТ4-1; 3 - СТИМ-20Н + 3Б-композит; 4 - СТИМ-20Н + МПГ-6; 5 - СТИМ-20Н + Нигран-В; 6 - СТИМ-20Н); 7 - СТИМ-20Н + крупнозернистый графит; 8 - СТИМ-20Н + силицированный графит.

5

0

0

5

Таблица 4. Фазовый состав образцов после высокотемпературного окисления

Электродный материал Фаза Символ Пирсона Содержание Периоды, нм

№ об. доля, % вес. доля, %

1 ОТ4-1 (образец без покрытия) ТЮ2 (рутил) №6 99 99 а = 0,4592 с = 0,2960

™ сБ8 1 1 а = 0,4234

2 СТИМ-20Н ТЮ2 (рутил) №6 85 83 а = 0,4593 с = 0,2960

Т С сБ8 3 3 а = 0,4286

№ТЮ3 ЬШ0 12 14 а = 0,5031 с = 1,3793

3 СТИМ-20Н + силицированный ТЮ2 (рутил) №6 74 75 а = 0,4592 с = 0,2960

графит Р-Т1 с12 1 1 а = 0,3275

Т С сБ8 10 12 а = 0,4293

№ТЮ3 ЬШ0 3 4 -

Т1зБ13 ИР16 3 3 -

а-Т1 ИР2 1 1 -

О2 сБ24 8 4

4 СТИМ-20Н + пирографит ТЮ2 (рутил) №6 91 89 а = 0,4593 с = 0,2960

NiTiOз ЬШ0 9 11 а = 0,5032 с = 1,3809

5 СТИМ-20Н + 3Б-композит ТЮ2 (рутил) 1Р6 97 96 а = 0,4592 с = 0,2959

NiTiO3 ЬШ0 3 4 а = 0,5033 с = 1,3821

Применение углеродсодержащих материалов для снижения скорости окисления оправдано только при использовании УУКМ (Квес 18,38 г/м2), крупнозернистого (Квес 17,61 г/м2) и силицированного графита.

Проведено исследование фазового состава покрытий после высокотемпературных испытаний, результаты приведены в табл. 4. Известно [15], что при нагреве до 400-500°С начинается заметное окисление титана, приводящее к образованию рутила ТЮ2, при этом часть кислорода (до 20%) растворяется в металле, а остальные 80% идут на формирование окалины. До ~ 800 °С окисленный слой состоит исключительно из ТЮ2 со структурой рутила, а металл на границе с оксидом обогащен кислородом. В процессе высокотемпературного окисления происходит диффузия кислорода через слой оксида. Фазовый состав образца без покрытия после высокотемпературного окисления состоит из диоксида титана ТЮ2 (рутила) и следов нитрида титана (1%).

В покрытии, нанесенном сплавом СТИМ-20Н, после высокотемпературного воздействия наблюдаются фазы диоксида титана, шпинели №ТЮ3 и карбида титана (3%). Суммарное количество оксидов в поверхностном слое достигает 97%. Фаза рутила и шпинель №ТЮ3 обнаружены в покрытиях, нанесенных электродами СТИМ-20Н + пирографит и СТИМ-20Н + 3Б-композит.

В покрытии, характеризующиеся минимальной степенью окисления (СТИМ-20Н+силици-рованный графит), количество оксидов достигает 83%, а карбида титана - 12%. В двухслойных покрытиях отсутствует фаза свободного углерода, что свидетельствует о его полном выгорании при высокотемпературном окислении.

Трибологические испытания установили, что у образца без покрытия коэффициент трения составляет 0,53 (табл. 5). Электроискровая обработка твердым сплавом СТИМ-20Н способствует снижению коэффициента трения образца до 0,47. Применение углеродсодержащих материалов позволяет снизить коэффициент трения (Ктр) покрытий более чем в 2 раза, а также повысить его стабильность (табл. 5, рис. 8).

Профили дорожки износа образцов и их 3Б-изображение приведены на рис. 9. Видно, что максимальным износом характеризуются неупрочненный образец из титанового сплава и образец, обработанный твердым сплавом СТИМ-20Н. Применение углеродсодержащих электродов значительно уменьшает скорость приведенного износа (W). Минимальным износом характеризуется образец, обработанный последовательно электродным материалом СТИМ-20Н + Нигран-В, на котором видны только следы износа.

Таблица 5. Результаты трибологических испытаний образцов с покрытиями. Р = 5 Н

Электродный материал К

Первичная обработка Вторичная обработка

ОТ4-1 (образец без покрытия) 0,53 3 550,12

СТИМ-20Н - 0,47 9 122,42

СТИМ-20Н Химанит-Т 0,20 150 24,59

СТИМ-20Н Нигран-В 0,21 150 *

СТИМ-20Н Пирографит 0.23 150 26,65

СТИМ-20Н УУКМ 0,22 150 26,76

СТИМ-20Н 3Б-композит 0,46 150 14,86

*--

*На образце видны следы износа.

0,25

^ 0,2

0,15

м

1 - СТИМ-20Н + пирографит; 2 - СТИМ-20Н + УУКМ; 3 - СТИМ-20Н + Нигран-В; 4 - СТИМ-20Н + Химанит-Т.

Рис. 8. Зависимость коэффициента трения от пройденного пути для пары трения (ШС-Со) - ЭИЛ-покрытие.

Рис. 9. Профиль дорожки износа и 3Б-вид образцов: образец без покрытия из титанового сплава ОТ4-1 (а); СТИМ-20Н (б); СТИМ-20Н + пирографит (в); СТИМ-20Н + Химанит-Т (г); СТИМ-20Н + Нигран-В (д); СТИМ-20Н + УУКМ (е); СТИМ-20Н + 3Б-композит (ж).

Таким образом, в результате обработки углеродсодержащими материалами электроискрового покрытия из сплава СТИМ-20Н на поверхности титанового сплава ОТ4-1 формируются износостойкие покрытия с низким коэффициентом трения. Данный факт связан с тем, что в поверхностном слое покрытий находится свободный графит, который является сухой смазкой.

Применение углеродсодержащих электродов способствует снижению твердости покрытий. В реальных условиях эксплуатации изделий с двухслойными электроискровыми покрытиями при удалении свободного графита с поверхностного слоя (выгорании, вымывании и пр.) из-за увеличения рельефа эксплуатационные свойства покрытий (износостойкость, жаростойкость) могут резко снизиться, что может привести к уменьшению ресурса работы изделий. Оптимальное время обработки углеродсодержащим материалом не должно превышать время легирования твердосплавным электродом. Увеличение частотно-энергетического режима обработки углеродсодержащим электродом не целесообразно из-за снижения микротвердости поверхностного слоя, а также повышения расхода электродного материала.

ВЫВОДЫ

1. В результате электроискровой обработки титанового сплава ОТ4-1 электродом марки СТИМ-20Н получено покрытие сплошностью до 100 %, толщиной 30 мкм и твердостью 9,9 ГПа. Обработка углеродсодержащими электродами снижает твердость до 6,1-7,7 ГПа.

2. Электроискровые покрытия после обработки углеродсодержащими электродными материалами состоят из композиционных частиц размером 150-300 нм.

3. Свойства покрытий зависят от природы углеродсодержащих материалов. Обработка электродами из материалов марки Химанит-Т и Нигран-В, пирографита, УУКМ способствует уменьшению коэффициента трения и увеличению износостойкости покрытий. Обработка электродами из УУКМ крупнозернистого и силицированного графита способствует росту жаростойкости.

Авторы выражают признательность

H.В. Швындиной за помощь в проведении структурных исследований, а также Т.А. Свиридовой за проведение рентгеноструктурного фазового анализа.

Авторы благодарны за финансовую поддержку Российскому научному фонду (Соглашение № 15-19-00203).

ЛИТЕРАТУРА

I. Колачев Б.А., Елагин В.И., Ливанов В.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. М.: МИСИС, 1999. 416 с.

2. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. 544 с.

3. Горынин И. В., Ушков С.С., Хатунцев А.Н., Лошакова Н.И. Титановые сплавы для морской техники. СПб.: Политехника, 2007. 387 с.

4. Егоров А.А., Дровосеков М.Н., Аронов А.М., Рожнова О.М. и др. Бюллетень сибирской медицины. 2014, 13(6), 41-47.

Б01: http://dx.doi.org/10.20538/1682-0363-2014-6-41-47

5. Пугачёв А.Н., Пучков А.П., Пучков В.Г. Гений ортопедии, 2004, (3), 89-95.

6. Петров В.М., Буцанец А.А., Безпальчук С.Н.

Вестник Государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2016, 40(6), 120-129. Б01: 10.21821/2309-5180-2016-8-6-120-129.

7. Prilutsky V.P., Rukhansky S.B., Akhonin S.V., Gadzyra N.F. et al. PWJ. 2012, (1), 15-17.

8. Гитлевич А.Е., Михайлов В.В., Парканский Н.Я., Ревуцкий В.М. Электроискровое легирование металлических поверхностей. Кишинев: Штиинца, 1985. 195 с.

9. Верхотуров А.Д., Подчерняева И.А., Прядко Л.Ф. Егоров Ф.Ф. Электродные материалы для электроискрового легирования. М.: Наука, 1988. 224 с.

10. Кудряшов А.Е., Левашов Е.А., Ветров Н.В., Шалькевич А.Б. и др. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2008, (3), 34-45.

11. Levashov E.A., Pogozhev Yu.S., Kudryashov A.E., Rupasov S.I., et al. Russ J Non-Ferrous Met. 2008, 49(5), 397-403. DOI: 10.3103/S1067821208050167.

12. Kudryashov A.E., Potanin A.Yu., Lebedev D.N., Sukhorukova I.V. et al. Surf Coat Technol. 2016, 285, 278-288.

DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2015.11.052

13. Shelekhov E.V., Sviridova T.A. Met Sci Heat Treat+. 2000, 42(8), 309-313.

14. Petrzhik M.I., Levashov E.A. Crystallogr Rep. 2007, 52(6), 966-974. DOI: 10.1134/S1063774507060065

15. Свойства элементов. Справочник. Книга 1 под ред. М.Е. Дрица. М.: Руда и металлы, 2003. 448 с.

Поступила 14.08.17 После доработки 10.10.17 Summary

Electrospark treatment of ОТ4-1 titanium alloy was performed sequentially with a hard-alloy electrode СТИМ-20Н (TiC-20%Ni) and carbon-containing material (graphite, composite materials based on carbon). A complex of investigations of the structure, composition and properties of the formed coatings has been carried out. It has been established that depending on the applied carbon-containing material, the electrospark treatment can favor decreasing the friction coefficient as well as enhancing the wear-resistance and scale resistance of the titanium alloy.

Keywords: electrospark deposition, self-propagating high-temperature synthesis, electrode material, coating, pulse discharge, carbon-containing materials, wear resistance, heat resistance, coefficient of friction.