METHODS FOR IMPROVING STRESS-STRAIN PROPERTIES AND TRIBOLOGICAL CHARACTERISTICS OF HEAVILY LOADED METAL AND POLYMER TRIBOSYSTEMS

Мұқаба

Толық мәтін

Аннотация

An approach for transformation of destructive friction force to creative one in metal polymer friction units including a wide class of friction and antifriction tribomaterials, as well as lubricants, is presented in the article. For metal tribosystems, the research of nitride, diamond-like (DLC), high-energy coatings (HEC) is presented as creative possibilities. The main modern coating methods are viewed: vacuum arc deposition method of coatings, magnetron spraying method, ion vapor deposition of carbon coatings of the DLC class. The features of high-entropy coatings (HPC) and coatings with form memory effect (FME) are discussed. The main advantages and disadvantages of these methods are described, as well as modern types of coatings obtained by the PVD method are presented. Materials and research methods are given, including deposition of coating by BRV600 installation, investigation of physical and mechanical properties, tribological tests. To obtain high indicators of physical and mechanical properties and tribological characteristics, the following parameters were determined: for nitride coatings CrAlSiN - the optimal thickness, for carbon coatings of the DLC class and combined coatings CrAlSiN + DLC – the optimal coating thickness and technological modes of coating deposition - the amount of nitrogen supply %N and the current of induction coils λ, for high-energy coatings TiCrZrHfNb is the coating thickness, and for CuCrMnFeCoNi the effect of copper on the friction ratio and wear resistance. To obtain high indicators of physical and mechanical properties and tribological characteristics, the following parameters were determined: for nitride coatings CrAlSiN – the optimal thickness, for carbon coatings of the DLC class and combined coatings CrAlSiN + DLC – the optimal coating thickness and technological modes of coating deposition – the amount of nitrogen supply %N and the current of induction coils λ, for high-energy coatings TiCrZrHfNb is the coating thickness, and for CuCrMnFeCoNi the effect of copper on the friction ratio and wear resistance. The obtained coatings have found their application in heavily loaded tribosystems: the blades of the turbocharger of the 2TE25A diesel locomotive and the spline connection of the transmission of the steering rotor of the MI-26 helicopter. High-entropy coatings are proposed for dampers that are installed in the attachment points of the engine to the pylon or the pylon to the wing of the long-haul aircraft.

Авторлар туралы

Vladimir Kolesnikov

Rostov State University of Railway Engineering

ORCID iD: 0000-0003-4323-9268

Petr Motrenko

Olga Belyak

ORCID iD: 0000-0002-9487-0423

Igor Kolesnikov

Rostov State University of Railway Engineering

ORCID iD: 0000-0002-3265-0871

Kirill Polityko

ORCID iD: 0000-0002-3265-0871

Aleksandr Voropaev

Rostov State University of Railway Engineering

ORCID iD: 0000-0001-7564-8803

Әдебиет тізімі

  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.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».