МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ И ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ ТРИБОСИСТЕМ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлена методология для металлополимерных узлов трения превращения процесса трения из разрушительного в созидательный для широкого класса трибоматериалов фрикционного и антифрикционного назначения, а также смазок. Для металлических трибосистем созидательным направлением представлены исследования нитридных, алмазоподобных (DLC), высокоэнтропийных (ВЭС) покрытий. Рассмотрены основные современные методы нанесения покрытий: вакуумно-дуговой метод осаждения покрытий, магнетронный метод распыления, ионное осаждение из паровой фазы углеродных покрытий класса DLC. Рассмотрены особенности высокоэнтропийных покрытий (ВЭП) и покрытий с эффектом памяти формы (ЭПФ). Описаны основные преимущества и недостатки данных методов, а также представлены современные виды покрытий, получаемые PVD-методом. Описаны материалы и методы исследований, включающие в себя нанесение покрытий на установке BRV600, исследование физико-механических свойств, трибологические испытания. Для получения высоких показателей физико-механических и трибологических характеристик определены следующие параметры: для нитридных покрытий CrAlSiN – оптимальная толщина, для углеродных покрытий класса DLC и комбинированных покрытий CrAlSiN + DLC – оптимальная толщина покрытий и технологические режимы нанесения покрытий – величина подачи азота %N и ток индукционных катушек λ, для высокоэнтропийных покрытий TiCrZrHfNb – толщина покрытия, а для CuCrMnFeCoNi влияние меди на коэффициент трения и износостойкость. Полученные покрытия нашли свое применение в тяжелонагруженных трибосистемах: лопатки турбокомпрессора тепловоза 2ТЭ25А и шлицевого соединения трансмиссии хвостового винта вертолета МИ-26. Высокоэнтропийные покрытия предложены для демпферов, которые устанавливаются в узлах крепления двигателя к пилону или пилона к крылу магистрального самолета.

Об авторах

Владимир Иванович Колесников

Ростовский государственный университет путей сообщения

ORCID iD: 0000-0003-4323-9268

Петр Данилович Мотренко

Донской государственный технический университет

Ольга Александровна Беляк

Ростовский государственный университет путей сообщения

ORCID iD: 0000-0002-9487-0423

Игорь Владимирович Колесников

Ростовский государственный университет путей сообщения

ORCID iD: 0000-0002-3265-0871

Кирилл Николаевич Политыко

Ростовский государственный университет путей сообщения

ORCID iD: 0000-0002-3265-0871

Александр Иванович Воропаев

Ростовский государственный университет путей сообщения

ORCID iD: 0000-0001-7564-8803

Список литературы

  1. Колесников И.В., П.Д. Мотренко, В.И. Колесников, Д.С. Мантуров. Повышение износостойкости металлических и металлополимерных трибосистем путём формирования структуры и свойств их поверхностного слоя // М.: ВИНИТИ РАН, 2021. 168 с.
  2. Колесников И.В. Системный анализ и синтез процессов, происходящих в металлополи-мерных узлах трения фрикционного и антифрикционного назначения // М.: ВИНИТИ РАН, 2017. 384 с.
  3. Зимин А.М., Иванов В.А., Юттнер Б. Динамика катодных пятен на поверхности бериллия в дуговом вакуумном разряде // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Термоядерный синтез». 2001. №. 2. С. 44–50.
  4. Колесников И.В., Мотренко П.Д., Колесников В.И., Новиков Е.С. Теоретико-экспериментальные исследования закономерностей изменения структурно-фрикционных свойств поверхностных слоев металлополимерных трибосистем. Разработка методов повышения износостойкости // М.: ВИНИТИ РАН, 2022. 136 с.
  5. Андреев А.А., Саблев Л.П., Григорьев С.Н. Вакуумно-дуговые покрытия // Харьков: ННЦ ХФТИ, 2010. 318 с.
  6. Филатов М.С., Стогней О.В. Получение композитов Ni-ZrO2 с разной концентрацией металлической фазы методом магнетронного ВЧ реактивного напыления // Материалы 13 Международной конференции «Пленки и покрытия – 2017» Санкт-Петербург; 2017. С. 106–109.
  7. Локтев Д., Ямашин Е. Методы и оборудование для нанесения износостойких покрытий // Наноиндустрия. 2007. № 4. С. 18–24.
  8. Senthilkumar R., Prabhu S., Cheralathan M. Experimental investigation on carbon nano tubes coated brass rectangular extended surface // Applied Thermal Engineering. 2013. Vol. 50. P. 1361–1368.9. Spencer E.G., Schmidt P.H., Joy D.C., Sansalone F.J. Ion-beam-deposited polycrystalline diamond-like films // Appl. Phys. Lett. 1976. Vol. 29. P. 118–120.
  9. Yeh J.-W., Chen S.-K., Lin S.-J., Gan J.-Y., et al. Chang Nanostructured high-entropy alloys with multiple principal elements: novel alloy design concepts and outcomes // Advanced Engineering Materials. 2004. Vol. 6. P. 299–303. doi: 10.1002/adem.200300567.
  10. Погребняк А.Д., Комаров Ф.Ф., Береснев В.М., Константинов С.В. и др. Многокомпонентные и высокоэнтропийные сплавы и нитридные покрытия на их основе. // М.: ЛЕНАНД., 2021. 336 с.
  11. Головин Ю.И. Наноиндентирование и его возможности. // М.: Машиностроение, 2009. 312 с.
  12. Spencer E.G., Schmidt P.H., Joy D.C., Sansalone F.J. Ion-beam-deposited polycrystalline diamond-like films // Appl. Phys. Lett. 1976. Vol. 29. P. 118–120.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).