ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ ТРИБОСИСТЕМ ПУТЕМ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ИХ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

Обложка

Полный текст

Аннотация

В статье рассмотрены принципиально различные научные подходы по исследованию и управлению процессами на трибоконтакте для металлополимерных узлов трения и отдельно – для металлических. В статье представлены разработанные критерии по выбору наполнителей в композит: для антифрикционных сопряжений – это установление механизма образования вторичных структур (пленки фрикционного переноса); для фрикционных сопряжений – это введение в полимерный композит упрочняющих элементов, которые в результате трения проникают в металлическое контртело и упрочняют его. При этом оценка прочностных характеристик осуществлялась квантово-химическим расчетом и экспериментальным подтверждением данными рентгеноэлектронной и оже-электронной спектроскопии. Что касается повышения износостойкости трибосистем
«металл – металл» путем традиционных методов – электродуговая металлизация, газопламенное нанесение покрытия, детонационно-газовое, плазменное и др., они не обеспечивают должным образом устойчивую работу трибосистем. В настоящее время наиболее перспективными методами модификации и упрочнения поверхности являются вакуумные ионно-плазменные технологии. Идеи нанесения тонкопленочных покрытий основываются на технологиях, основанных как на физических процессах (Physical Vapor Deposition – PVD), так и на химических принципах (Chemical Vapor Deposition – CVD). PVD-метод предусматривает перевод материала покрытия в парообразное состояние с последующей доставкой его к образцу и осаждение пара на нем. При реализации CVD-методов покрытия на образец осуществляется из карбонитов, металлоорганики и др. В работе представлены результаты исследований по установлению зависимостей физико-механических и трибологических свойств покрытий – PVD, DLC, высокоэнтропийных и комбинированных от технологических параметров нанесения.

Об авторах

Владимир Иванович Колесников

Ростовский государственный университет путей сообщения

ORCID iD: 0000-0003-4323-9268

Игорь Владимирович Колесников

Ростовский государственный университет путей сообщения

ORCID iD: 0000-0002-3265-0871

Дмитрий Сергеевич Мантуров

Ростовский государственный университет путей сообщения

ORCID iD: 0000-0002-9977-6997

Александр Иванович Воропаев

Ростовский государственный университет путей сообщения

ORCID iD: 0000-0001-7564-8803

Список литературы

  1. Poate J.M. Surface modification and alloying by laser, ion, and electron beams / J.M. Poate, G. Foti, D.C. Jacobson. New York: Plenum Press, 1983. 243 p.
  2. Сыркин В.Г. CVD-метод – химическое парофазное осаждение / В.Г. Сыркин. Москва: Наука, 2000. 47 с.
  3. Повышение износостойкости металлических и металлополимерных трибосистем путём формирования структуры и свойств их поверхностного слоя / И.В. Колесников, П.Д. Мотренко, В.И. Колесников, Д.С. Мантуров. М. : ВИНИТИ РАН, 2021. 168 с.
  4. Теоретико-экспериментальные исследования закономерностей изменения структурно-фрикционных свойств поверхностных слоев металлополимерных трибосистем. Разработка методов повышения износостойкости / И.В. Колесников, П.Д. Мотренко, В.И. Колесников, Е.С. Новиков. М. : ВИНИТИ РАН, 2022. 136 с.
  5. Колесников И.В. Системный анализ и синтез процессов, происходящих в металлополимерных узлах трения фрикционного и антифрикционного назначения / И.В. Колесников. М. : ВИНИТИ РАН. 2017. 384 с.
  6. Колесников В.И., Мигаль Ю.Ф., Доронькин В.Н., Новиков Е.С., Колесников И.В. Взаимодействие атомов примесных и легирующих элементов с поверхностью зерен в стали // Вестник Южного научного центра РАН. 2012. Т. 8, № 4. С. 27–33.
  7. Nanoindentation / Fischer-Cripps A.C. (Ed.). New York: Springer-Verlag. 2004; https://doi.org/10.1007/978-1-4757-5943-3.
  8. Yeh J.W. Alloy Design Strategies and Future Trends in High-Entropy Alloys. JOM. – 2013. Vol. 65. P. 1759–1771. https://doi.org/10.1007/s11837-013-0761-6
  9. Многокомпонентные и высокоэнтропийные сплавы и нитридные покрытия на их основе / А.Д. Погребняк. Ф.Ф. Комаров, В.М. Береснев, С.В. Константинов, Г.А. Салищев. М.: ЛЕНАНД, 2021. 336 с.
  10. Нерушев О.А., Сухинин Г.И. Кинетика образования фуллеренов при электродуговом испарении графита // ЖТФ. 1997. Т. 67, № 2. С. 41–49.
  11. Komarov F.F. Carbon Nanotubes: Present and Future / F.F. Komarov, A.M. Mironov // Physics and Chemistry of Solids. 2004. Vol. 5, No. 3. P. 411–429.
  12. Miyake S. Evaluation of protuberance and groove formation in extremely thin DLC films on Si substrates due to diamond tip sliding by atomic force microscopy / Shojiro Miyake, Shohei Yamazaki // Wear. 2014. Vol. 318. P. 135–144.
  13. Тополянский П.А. Плазменные технологии упрочнения // РИТМ Машиностроения. 2016. № 3. С. 28–32.
  14. Senthilkumar R. Experimental investigation on carbon nano tubes coated brass rectangular extended surface / Rajendran Senthilkumar, Sethuramalingam Prabhu, Marimuthu Cheralathan // Applied Thermal Engineering. 2013. Vol. 50. P. 1361–1368.
  15. Ion-beam-deposited polycrystalline diamond-like films / E.G. Spencer, P.H. Schmidt, D.C. Joy, F.J. Sansalone // Appl. Phys. Lett. 1976. Vol. 29. P. 118–120.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

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).