Методи підвищення зносостійкості деталей авіаційної техніки за рахунок використання детонаційних покриттів Cr-Si-B
Loading...
Date
2019-04
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Робота присвячена підвищенню зносостійкості деталей авіаційної техніки, які працюють за умов відсутності мастильного матеріалу, а також в режимі граничного тертя.
Description
Створено і випробувано композиційні зносостійкі покриття, властивості яких базуються на раціональному використанні недефіцитних легуючих елементів, які, розчиняючись в матеріалі основи Сr, взаємодіючи з ним і між собою, утворюють стійкі зміцнюючі фази, а на активних поверхнях формують захисні вторинні структури, різні по типу, будові та властивостям. В якості легуючих елементів, які сприяють твердорозчинному зміцненню матричної фази та реалізації механізмів зміцнення за рахунок утворення тугоплавких фаз в роботі застосовано Si, окрім того висока структурна і фазова стабільність досягається введенням В.
Досліджено закономірності процесів тертя та зношування розроблених композиційних покриттів, що не містять високовартісних та дефіцитних компонентів. Встановлено у всьому діапазоні випробувань, наближених до реальних умов експлуатації, високі зносостійкі властивості зазначених покриттів у порівнянні із зразками, отриманими на базі карбіду вольфраму та покриттів на основі нікелю.
Показано, що нормальне механохімічне зношування характеризується певним станом поверхні тертя і експериментально встановлено, що оксидні плівки, які утворюються на поверхні тертя в умовах структурної пристосованості являють собою складний складноактивуємий комплекс вторинних структур у виді простих оксидів та з’єднань типу шпінелі на основі Cr, Si.
При дослідженнях в умовах підвищених температур встановлено визначальну роль поверхневих оксидних плівок, які блокують молекулярно-адгезійну взаємодію поверхонь та перешкоджають розвитку процесів контактного скріплення та за стехіометричним складом являють дрібнодисперсну суміш оксидів компонентів складу покриття.
Досліджено за допомогою сучасної електронної мікроскопії і рентгенофазового аналізу структурний склад досліджуємих покриттів, в результаті чого встановлено однорідність градієнту хімічного складу по глибині від поверхні. Показано, що рівномірність розподілу зміцнюючих фаз обумовлює високу зносостійкість.
Вивчено триботехнічні процеси структуроутворення зносостійких поверхневих плівок в мастильних середовищах, виявлено механізм впливу поверхнево-активних речовин і показано, що опір зносу визначається характером розподілу хімічних елементів, обумовленого агрегацією легуючих добавок, що входять як до складу покриттів, так і дифундуючи із мастил. Це приводить до збільшення межі текучості, підвищенню поверхневої міцності і сприяє формуванню зносостійких структур у вигляді надтонких поверхневих плівок.
Вивчено особливості сумісності розроблених покриттів у парах тертя з антифрикційними і конструкційними сталями, що дозволило вирішити важливу практичну задачу заміни традиційних антифрикційних матеріалів на основі кольорових металів.
Проведені атестаційні випробування, які показали, що запропоновані покриття для поверхневого зміцнення деталей при порівнянні з матеріалами, які застосовуються при відновлення рухомих складових авіаційної техніки, мають підвищену зносостійкість в 1,5-2 рази.
На підставі проведених досліджень розроблено технологію нанесення досліджуваних покриттів та рекомендації щодо підвищення експлуатаційної надійності деталей, зміцнених покриттями системи Cr-Si-B.
Keywords
композиційні покриття