Комбинированные антифрикционные покрытия на основе нихрома и меди

Исследовались комбинированные антифрикционные покрытия, полученные электроискровой обработкой металлической подложки электродом из сплава Х20Н80 с последующим заполнением несплошностей, впадин и пор медным порошком. Медный порошок наносился с помощью сверхзвукового газодинамического напыления. Исследуемые комбинированные покрытия имели толщину 60—350 мкм. Получены зависимости коэффициентов трения для покрытий с различной поверхностной площадью электроискровой и медной составляющих. Величина коэффициента трения зависит от прикладываемой нагрузки. Установлено, что минимальный коэффициент трения для покрытий находился в пределах 0,077—0,142. Значения давлений появления пластического контакта для различных видов экспериментальных покрытий находится в интервале 178—241,5 МПа. Покрытия с большим процентным содержанием меди на поверхности, при прочих равных условиях, имеют меньшую температуру в зоне трения. Снижение площади электроискровой компоненты с 78 % до 4 % позволяет снизить температуру в зоне трения в 2,5 раза. При относительной скорости скольжения 55 м/мин наблюдается эффект самомосмазывания — медь фрагментарно переносится во впадины шероховатостей электроискровой компоненты. В результате проведенных исследований, установлено что комбинированные антифрикционные покрытия с поверхностной площадью электроискровой компоненты менее 50 % рекомендуются к применению в узлах трения с контактным давлением до 240 МПа, в парах терния с контактным давлением ниже 170 МПа применимы покрытия с площадью электроискровой компоненты 4—30 %, имеющие низкий коэффициент трения.

1. Ivanov V.I. Reasons for Restricting the Thickness of Electrospark Coatings and Methods for Increas-ing Their Thickness // Welding International. — 2018 (32), no. 1, 40—45. DOI 10.1080/09507116.2017.1369071

2. Коломейченко А.В., Кузнецов И.С., Тру-сов И.Н. Влияние технологических режимов процесса электроискровой обработки на тол-щину покрытий // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. — 2020, № 4(28), 59—63

3. Коломейченко А.В., Кузнецов И.С., Тру-сов И.Н. Зависимость толщины электроискро-вого покрытия из электрода марки X20H40 от технологических режима процесса // Современ-ные проблемы и направления развития метал-ловедения и термической обработки металлов и сплавов: сборник научных статей Междуна-родной научно-технической конференции, по-священной 150-летию со дня рождения акаде-мика А.А. Байкова, Курск, 18 сентября 2020 го-да. — Курск: Юго-Западный государственный университет. — 2020, 83—86.

4. Burumkulov F.K., Denisov V.A., Kostyukov A.Y. [et al.] Adherence Strength of Electrospark and Gas-Dynamic Coatings // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. — 2011 (47), no. 2, 120—125. DOI 10.3103/S1068375511020037

5. Felix L.M., Kwan C.C.F., and Zhou N.Y. The Ef-fect of Pulse Energy on the Defects and Microstruc-ture of Electro-Spark-Deposited Inconel 718 // Metall. Mater. Trans. A. — 2019 (50), no. 7, 4223—4231. DOI 10.1007/s11661-019-05332-8.

6. Velichko S.A., Martynov A.V., Chumakov P.V., and Kravchenko I.N. Improving the Wear Re-sistance of Frictional Pairs with Nanostructured Electrospark Coatings // Russian Engineering Re-search. — 2021 (41), no. 7, 661—664. DOI 10.3103/S1068798X2107025X

7. Enrique P.D., Zhou N.Y., Toyserkani E., and Jiao Z. Effect of Microstructure on Tensile Proper-ties of Electrospark Deposition Repaired Ni-Superalloy // Materials Science and Engineering: A. — 2018 (729), 268—275. DOI 10.1016/j.msea.2018.05.049

8. Enrique P.D., Jiao Zh., and Zhou N.Y. Effect of Direct Aging on Heat-Affected Zone and Tensile Properties of Electrospark-Deposited Alloy 718 // Metallurgical and Materials Transactions A: Physi-cal Metallurgy and Materials Science. — 2019 (50), no. 1, 285—294. DOI 10.1007/s11661-018-4997-1

9. Yan J., Enrique P.D., Chan K., and Scotchmer N. Repair of Additive Manufactured Thin-Wall Ge-ometry Using Electrospark Deposition // Journal of Remanufacturing. — 2023 (13), no. 3, 333—353. DOI 10.1007/s13243-023-00133-0

10. Enrique P.D., Peterkin S., and Zhou N.Y. Para-metric Study of Automated Electrospark Deposi-tion for Ni-Based Superalloys // Welding Journal. — 2021 (100), no. 7, 239—248. DOI 10.29391/2021.100.021

11. Kolomeichenko A.V. and Kuznetsov I.S. Tribo-technical Properties of Electrospark Coatings of Amorphous and Nanocrystalline Iron Alloys // Journal of Friction and Wear. — 2014 (35), no. 6, 501—504. DOI 10.3103/S1068366614060087

12. Kolomeichenko A.V., Kuznetsov I.S., Izmay-lov A.Y. [et al.] Investigation of Finemet Nanocrys-talline Alloy Coating Obtained by the Electric Spark Method // International Journal of Nano-technology. — 2018 (15), no. 4-5, 380—387. DOI 10.1504/IJNT.2018.094794

13. Kravchenko I.N., Velichko S.A., Kuznetsov Yu.A. [et al.] Technique for Comprehensive Assessment of the Quality of Coatings Synthesized by Electro-spark Deposition Technique // Refractories and In-dustrial Ceramics. — 2023 (64), no. 2, 188—193. DOI 10.1007/s11148-023-00824-y

14. Dorokhov A.S., Denisov V.A., Zadorozhny R.N., Romanov I.V., and Zuevskiy V.A. The Tribotech-nical Properties of Electrosparks with a Secondary Bronze Coating // Coatings. — 2022 (12), no. 3, 312. https://doi.org/10.3390/coatings12030312/

15. Velichko S.A., Kravchenko I.N., Chumakov P.V. [et al.] Determining the Young Modulus of Electro-spark Coatings by Instrumental Indentation // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. — 2022 (51), no. 7, 613—618. DOI 10.3103/S1052618822070184