Исследование трения скольжения модифицированных износостойких порошковых покрытий с металлическими контртелами

В настоящее время для упрочнения и восстановления деталей техники в ремонтном производстве широко применяются высокоэнергетические технологии нанесения износостойких порошковых покрытий. Физико-механические свойства и структура покрытий существенно влияют на их эксплуатационные характеристики при трении с металлической поверхностью металлического контртела – детали машин и механизмов. Поэтому для оценки износостойкости пары трения необходимо установить влияние структуры и свойств порошковых покрытий на фрикционное взаимодействие с материалом контртела. Следует выявить, как особенности свойств и структуры покрытия будут проявляться в процессах изнашивания обеих контактных поверхностей трения. В работе методом металлографического анализа и профилометрии изучены контактные поверхности при трении скольжения износостойких покрытий с модифицирующими добавками корунда Al₂O₃, ультрадисперсных шпинелей CоAl₂O₄ и CuAl₂O₄ с контртелами из различных материалов – твердого сплава ВК6, сталей марок ШХ15 и Ст6. Установлены основные механизмы повреждения контактных поверхностей трения. Показано, что изнашивание и формирование профилей контактных поверхностей зависит от соотношения износостойкости покрытия и контртела. Для описания трения порошкового покрытия с металлическим контртелом при установившемся изнашивании разработана статистическая модель на основе биномиального распределения удаленных частиц износа обеих контактных поверхностей.

1. Кудинов В.В., Пекшев П.Ю., Белащенко В.Е., Солоненко О.П., Сафиуллин В.А. Нанесение покрытий плазмой. М.: Наука, 1990. 408 c.

2. Бороненков В.Н., Коробов Ю.С. Основы дуговой металлизации. Физико-химические закономерности. Екатеринбург.: Изд-во Уральского университета, 2012. 268 с.

3. Архипов В.Е. Газодинамическое напыление. Структура и свойства покрытий. М.: Красанд, 2017. 239 с.

4. Патент 93019989/02 Российская Федерация, Порошковая проволока для получения покрытий; заявл. 14.04.1993; опубл.20.11.1995, Бюл. № 32. 3 с.

5. Патент 2040570 Российская Федерация, МПК C22C19/05, C23C4/06. Порошковый материал для газотермического напыления / Болотина Н.П., Милохин С.Е., Ларионов В.П., Виноградов А.В., Стафецкий Л.П., Циелен У.А., Смилга А.А., Лобзов С.Н. // заявитель и патентообладатель Ин-т физико-техн. проблем Севера СО РАН; заявл. 06.07.92; опубл. 25.07.95.

6. Патент 2042728 Российская Федерация, МПК C22C19/05, C23C4/06. Порошковый материал для газотермического напыления. / Болотина Н.П., Милохин С.Е., Ларионов В.П., Виноградов А.В., Стафецкий Л.П., Циелен У.А., Смилга А.А., Лобзов С.Н. // заявитель и патентообладатель Ин-т физико-техн. проблем Севера СО РАН; заявл. 06.05.93; опубл. 27.08.95.

7. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов В.С. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. 526 с.

8. Справочник по триботехнике / под ред. М. Хебды, А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 1989. Т. 1. 400 с.

9. Попов В.Л. Механика контактного взаимодействия и физика трения. От нанотрибологии до динамики землетрясений. М.: Издательская фирма «Физико-математическая литература», 2013. 352 с.

10. Комбалов В.С. Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ. М.: Наука, 1974. 112 с.

11. Кордонский Х.Б., Харач Г.М., Артамоновский В.П., Непомнящий Е.Ф. Вероятностный анализ процесса изнашивания. М.: Наука,1968. 56с.

12. Лининьш О.А., Рудзит Я.А. Расчет интенсивности изнашивания пар трения скольжения с применением случайных полей к описанию шероховатости // Трение и износ. 1991. Т. 12, № 4. С. 581–587.

13. Холодилов О.В., Калмыкова Т.Ф. Вероятностный подход к построению количественных критериев оценки состояний фрикционного контакта // Трение и износ. 1990. Т. 11, № 5. С. 921–925.

14. Горицкий Ю.А., Главатских С.Б., Бражникова Ю.С. Марковская модель взаимодействия шероховатых поверхностей // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2014. № 2. С. 11–20.

15. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1964. 576 с.

16. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1965. 512 с.

17. Vinokurov G., Popov O. Statistical аproaches to describe the macrostructure formation and wear of powder coatings and materials obtained by high-energy metods. Moscow: Academia Publishers, 2013. 160 p.