Влияние ионной имплантации на износостойкость высоконагруженного трибосопряжения из конструкционной стали при трении скольжения

Представлены результаты исследования эффективности имплантации ионов меди в поверхность стали для одноименной пары трения без смазочного материала. Показано, что в установившемся режиме трения с имплантированными ионами при дозе облучения 10¹⁷ ион/см² и 5×10¹⁷ ион/см² износостойкость стали повышается в 2 и 1,5 раза. Рассмотрено влияние предварительной имплантации ионов железа дозой 10¹⁶ ион/см². Установлено, что применение предварительной имплантации приводит к повышению износостойкости в 2,5 раза. Поверхность трения образцов с предварительной имплантацией ионами железа имеет минимальные повреждения, и наиболее высокую износостойкость.

Описаны структурные изменений в зоне поверхностной пластической деформации при трении скольжения стали с покрытием на основе меди. Показано, что повышение износостойкости связано с наличием «эффекта дальнодействия», способствующего увеличению износостойкости поверхностных слоёв. Обсуждается механизм «эффекта дальнодействия» в ионно-легированных металлических материалах в условиях контактной деформации.

1. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов В.С. Основы расчетов на трение и износ. — М.: Машиностроение. — 1977

2. Дьячкова Л.Н. Структура и свойства антифрикционных псевдосплавов порошковая сталь-медный сплав, инфильтрованных материалами различного состава // Трение и износ. — 2023 (44), № 4, 301—309

3. Девойно О.Г., Фельдштейн Е.Э., Григорьев А.Я., Басинюк В.Л., Кардаполова М.А., Косякова И.М. Триботехнические характеристики покрытий на основе бронзы БрА7Н6Ф после оплавления оптоволоконным лазером // Трение и износ. — 2023 (44), № 1, 12—19

4. Куксенова Л.И., Козлов Д.А., Алексеева М.С. Исследование эксплуатационных свойств стальных пар трения с антифрикционными покрытиями из медных сплавов, полученных методом электроискрового легирования // Физика и химия обработки материалов. — 2021, № 4, 31—41

5. Сачек Б.Я., Мезрин А.М., Архипов В.Е., Лондарский А.Ф. Модифицирование поверхности трибосопряжений напылением металлических покрытий для повышения фреттингостойкости // Трение и износ. — 2018 (39), № 4, 376—383

6. Сачек Б.Я., Мерзин А.М., Архипов В.Е., Москвитин Г.В., Пугачев М.С. Оценка триботехнических свойств покрытий типа «латунь», нанесенного газодинамическим напылением // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2023 (19), № 1, 8—12

7. Ягодкин Ю.Д. Ионно-лучевая обработка металлов и сплавов // Итоги науки и техники. Металловедение и термическая обработка. — М.: ВИНИТИ. — 1990 (24), 167—221

8. Гусева М.И. Ионная имплантация в металлах // Поверхность. Физика, химия, механика. — 1982, № 4, 27—50

9. Белый А.А., Кукареко В.А., Рубцов В.Е., Колубаев А.В. Сдвиговая пластическая деформация и износостойкость ионно-модифицированных материалов с твердыми слоями // Физическая мезомеханика. — 2002 (5), № 1, 51—57

10. Леванцевич М.А., Белоцерковский М.А., Кукареко В.А., Белый А.В. Ионно-лучевое азотирование газотермических покрытий с плакированными слоями // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2014, № 11, 42—47