Изменение микротвердости безвольфрамовых твердых сплавов при их облучении газометаллическим пучком ионов аргона и циркония

Abstract

Рассматривается способ повышения микротвердости поверхности безвольфрамового твердого сплава на основе карбида титана со связующей фазой из интерметаллида никелида титана (TiNi). Известно, что матрица в твердых композиционных материалах должна проявлять способность к произвольному формообразованию в процессе деформации композита, а также хорошо упрочняться и хорошо смачивать твердые частицы, обеспечивая прочную связь по границам фаз и высокую плотность при спекании. Повышение прочностных свойств и твердости композиционных материалов достигают совершенствованием микроструктуры, устранением дефектов в их строении при улучшении процессов смачивания связующей фазой. Экспериментально установлено, что процесс облучения поверхности отполированных образцов ионами Ar+ и Zr+ с энергией около 20 кэВ и дозой 10¹⁷ ион/см² твердого сплава приводит к значительному изменению микротвердости материала за счет образования закалочных точечных дефектов, возникающих при интенсивном нагреве и охлаждении образцов композита. В результате имплантации образцов твердых сплавов структура формируется в крайне неравновесных условиях взаимодействия поверхности безвольфрамового сплава с концентрированным потоком энергии и вещества. Поэтому этот метод повышения прочности и микротвердости является перспективным способом повышения износостойкости дезинтеграторных бил и металлокерамических зубьев, используемых в дорожно-строительных машинах для ремонта дорожного покрытия. Кроме того, изменение температуры, возникающей при облучении твердых сплавов системы TiC-TiNi, играет значительную роль в формировании его структуры и изменении микротвердости на поверхности образцов. In this paper, we consider a method for increasing the microhardness of the surface of a tungsten carbide based on titanium carbide with a titanium nickelide (TiNi) intermetallide. It is known that the matrix in solid composite materials should exhibit the ability to randomly form during the deformation of the composite, and also to harden and wet the solid particles well, providing a strong bond over the phase boundaries and a high density during sintering. The increase in the strength properties and hardness of composite materials is achieved by improving the microstructure, eliminating defects in their structure, while improving the wetting processes of the bonding phase. It has been experimentally established that the process of irradiating the surface of polished samples with Ar+ and Zr+ ions with an energy of about 20 keV and a dose of 10¹⁷ ion/cm² of a hard alloy leads to a significant change in the microhardness of the material due to the formation of quenching point defects that arise upon intensive heating and cooling of composite samples. As a result of the implantation of solid alloys, the structure is formed in highly nonequilibrium conditions of interaction of the surface of a non-slippery alloy with a concentrated flow of energy and matter. Therefore, this method of increasing strength and microhardness is a promising way to increase the wear resistance of disintegrator beams and cermet teeth used in road construction machines for repairing road surfaces. In addition, a change in the temperature arising upon irradiation of solid alloys of the TiC-TiNi system plays a significant role in the formation of its structure and in the change in microhardness on the surface of the samples.