Триботехнічні самозмащувальні детонаційні покриття на основі цирконію

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/2521-1943.2024.8.4(103).314279

Ключові слова:

детонаційне покриття, інтенсивність зношування, структурно-фазовий склад, графітизація, триботехнічні властивості

Анотація

Стаття присвячена актуальній проблемі розроблення і дослідження властивостей високоефективних антифрикційних покриттів, застосування яких забезпечує самозмащування за рахунок утворення твердих мастил.

Мета роботи пов’язана з вивченням структурно-фазового складу та дослідженням триботехнічних властивостей детонаційних покриттів системи Zr-Ti-V-Cr-Si-C-MgC2 за умов навантаження у полі швидкостей ковзання.

Представлено узагальнені результати теоретичних і прикладних досліджень щодо цілей даної роботи. Встановлено оптимальний структурно фазовий склад досліджуваних покриттів. Відпрацьовано технологію отримання порошкової суміші та вдосконалено технологічний процес формування покриттів на основі цирконію. За результатами виконаних досліджень відзначається, що для умов, які розглядаються, засобом саморегулювання процесу зношування є як наявність тонкого шару графіту, так і утворення дисперсних вторинних структур. Їх спільна дія забезпечує модифікування поверхні тертя та екранізує неприпустимі процеси тужавлення. Результати досліджень показали також, що розроблені покриття демонструють високі та стабільні антифрикційні властивості у всьому навантажувально-швидкісному діапазоні випробувань.

Пропоновані інноваційні покриття на основі цирконію можуть широко застосовуватися для відновлення чи зміцнення деталей будь-якими технологічними методами, що використовують порошкові матеріали. Найбільш ефективне застосування цих покриттів відповідає ситуаціям, в яких використання традиційних мастил небажано.

Посилання

  1. M. A. Makhesana and K. M. Patel, “Performance assessment of CaF2 Solid lubricant assisted minimum quantity lubrication in turning”, Procedia Manufacturing, vol. 33, рр. 43-50, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.promfg.2019.04.007.
  2. I. J. Antonyraj and D. L. Singaravelu, “Tribological characterization of various solid lubricants based copper-free brake friction materials - A comprehensive study”, Materials Today: Proceedings, vol. 27, part 3, рp. 2650–2656, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.11.088.
  3. H. M. Wang, Y. L. Yu and S. Q. Li, “Microstructure and tribological properties of laser clad CaF2/Al2O3 self-lubrication wear-resistant ceramic matrix composite coatings”, Scripta Materialia, vol. 47, no. 1, pр. 57–61, 2002. DOI: https://doi.org/10.1016/S1359-6462(02)00086-6.
  4. E. A. Frolov, S. I. Kravchenko and O. V. Bondar, “On the issue of improving the operational characteristics of construction machines, equipment and technological equipment”, Collection of scientific works (industry mechanical engineering, construction), vol. 1, no. 1(36), pp. 176–182, 2013. Available: https://reposit.nupp.edu.ua/bitstream/PoltNTU/2594/1/1.pdf.
  5. S. M. Mustafayev, A. V. Sharifova and A. A. Guliev, “Research on the development of copper-graphite composition with increased graphite content“, Progressive technologies and systems of mechanical engineering, vol. 45, no. 1-2, pp. 187–191, 2013. Available: https://ea.donntu.edu.ua/bitstream/123456789/20004/1/Mustafaev%2cSharifova%2cGuliev.pdf.
  6. J. Paulo Davim, Tribology for Engineers: A Practical Guide. Woodhead Publishing Limited, 2011, 296 p. DOI: https://doi.org/10.1533/9780857091444.
  7. J. P. Davim (ed.), Wear of Composite Materials, vol. 9. Berlin, Boston: De Gruyter, 2018. DOI: https://doi.org/10.1515/9783110352986.
  8. J. P. Davim (ed.), Tribology of Nanocomposites. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2013, 102 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-33882-3.
  9. V. Babak, V. Shchepetov, O. Kharchenko and S. Kharchenko, Wear-resistant protective coating. Kyiv: Naukova Dumka, 2022, 112 p. DOI: https://doi.org/10.15407/978-966-00-1812-9.
  10. V. P. Babak, V. V. Shchepetov, V. I. Mirnenko and S. D. Nedayborshch, “Mathematical modeling of formation of detonation coverings”, Technological systems, vol. 75, no. 2, pp. 82–88, 2016. Available: http://technological-systems.com/index.php/Home/article/view/34.
  11. V. P. Babak, N. M. Fialko, V. V. Shchepetov, S. D. Kharchenko, Ya. M. Hladkyi and S. S. Bys, “Self-lubricating glass composite nanocoatings”, Materials Science, vol. 59, no. 1. pp. 33–39, 2023. DOI: https://doi.org/10.1007/s11003-023-00740-z.
  12. Surface strength of materials under friction, B. I. Kostetsky ed. Kyiv: Теhknika, 1976, 296 p.
  13. V. P. Babak, V. V. Shchepetov and S. D. Harchenko, “Antifriction Nanocomposite Coatings that Contain Magnesium Carbide”, Journal of Friction and Wear, vol. 40, no. 6, pp. 593–598, 2019. DOI: https://doi.org/10.3103/S1068366619060035.
  14. R. G. Mnatsakanov, O. A. Mikosianchyk, O. E. Yakobchuk and B. D. Khalmuradov, “Lubricating Properties of Boundary Films in Tribosystems under Critical Operation Conditions”, Journal of Machinery Manufacture and Reliability, vol. 50, no. 3, pp. 229–235, 2021. DOI: https://doi.org/10.3103/s1052618821030110.
  15. V. P. Babak, V. V. Shchepetov, T. T. Suprun and Ye. Yu. Bilchuk, “Wear resistance of coatings during annihilation of endogenous extreme defects under friction”, Technological systems, vol. 80, no. 3, pp. 15–20, 2017. Available: http://technological-systems.com/index.php/Home/article/view/53/58.
  16. V. P. Babak, V. V. Shchepetov, S. D. Kharchenko, S. P. Kruchinin and S. Bellucci, “Detonation Self-Lubricating Antifriction Glass Composition”, Journal of Nanomaterials, vol. 2022, no. 1, p. 1493066, 2022. DOI: https://doi.org/10.1155/2022/1493066.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-26

Як цитувати

[1]
В. Щепетов, Н. Фіалко, С. Бись, і К. Зворикін, «Триботехнічні самозмащувальні детонаційні покриття на основі цирконію», Mech. Adv. Technol., т. 8, вип. 4(103), с. 413–418, Груд 2024.

Номер

Том 8 № 4(103) (2024)

Розділ

Механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Віталій Щепетов, Наталія Фіалко, Сергій Бись, Костянтин Зворикін

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.