Триботехнические характеристики МДО-покрытий, модифицированных квазикристаллами Al–Cu–Fe

Модифицирование керамических покрытий, разработанных для узлов трения, является важным направлением исследований с целью улучшения их триботехнических характеристик. В данной работе представлены керамические покрытия, сформированные на алюминиевых сплавах В95 и Д16 методом микродугового оксидирования (МДО) в одностадийном технологическом процессе с включениями квазикристаллов Al–Cu–Fe. Также использовалась технология втирания квазикристаллов в поверхность покрытия при финишной полировке. Испытания на трение и износ проводились согласно стандарту ASTM G99 в паре с шариком из карбида вольфрама. Анализ поверхности и поперечных сечений методом СЭМ-микроскопии показал, что модифицирование влияет на структуру покрытия. Квазикристаллы концентрируются в порах и участвуют в процессе трения. Добавление небольшого количества модификатора в электролит, а также технология втирания позволяют снизить коэффициент трения и скорость износа по сравнению с чисто керамическими покрытиями, полученными на сплаве В95. Большее количество модификатора даёт отрицательный результат. Добавление модификатора в электролит при формировании покрытий на сплаве Д16 приводит к увеличению коэффициента трения и падению износостойкости.

1. Малышев В.Н. Зорин К.М. Формирование ке-рамических покрытий методом микродугового оксидирования в электролитах-суспензиях // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2006 (11), 34—39

2. Летягин Н.В., Акопян Т.К., Сокорев А.А., Цы-денов А.Г., Мусин А.Ф., Палкин П.А. Структу-ра и свойства покрытий, формируемых методом плазменного электролитического оксидирова-ния на литых Al-Ca сплавах // Металлург. — 2023 (10), 43—49

3. Злотников И.И., Шаповалов В.М. Повышение антифрикционных свойств керамических по-крытий, полученных методом МДО на алюми-ниевых сплавах // Трение и износ. — 2019 (40), № 5, 468—472

4. Lu X., Mohedano M., Blawert C., Matykina E., Arrabal R., Kainer K.U., Zheludkevich M.I. Плазменно-электролитические оксидные по-крытия с добавками частиц - обзор // Поверх-ность и покрытия [Coatings Technology]. — 2016 (307), 1165—1182

5. Криштал М.М., Ивашин П.В., Растегаев И.А., Полунин А.В., Боргардт Е.Д. Влияние легиро-вания электролита наноразмерным диоксидом кремния на трибологические характеристики оксидных слоев, сформированных микродуго-вым оксидированием на алюминиево-кремниевом сплаве // Вектор науки ТГУ. — 2014 (1), 48—52

6. Pakhomov M.A., Stolyarov V.V., Mezrin A.M., and Torskaya E.V. Effect of Graphene and Tem-perature on Friction Coefficient of Nanocomposite Al2O3 / Graphene Journal of Physics: Conference Series. — Bristol, UK: IOP Publishing. — 2021 (1967), 012028

7. Qi X., Li J., He Y., Liu Y., Liu R., and Song R. Study on the Wear Resistance and Corrosion Be-haviour of Self-Sealed MAO/ZrO2 Coatings Pre-pared on 7075 Aluminium Alloy // Journal of Al-loys and Compounds. — 2023 (969), 172436

8. Cai H., Zhang C., Li H., and Jiang B. Self-Lubricating Nanocomposite Coatings Using MAO to Improve Tribological Properties of 6061 Alumi-num Alloy // Citation Hailong Cai. Materials Re-search Express. — 2021 (8), 036401

9. Sunilraj S., Blessto B., Sivaprasad K., and Mu-thupandi V. Microstructural and Corrosion Behav-ior of MAO Coated 5052 Aluminum Alloy // Mate-rials Today: Proceedings. — 2021 (41), no. 5, 1120—1124

10. Lu X., Mohedano M., Blawert C., Matykina E. et al. Plasma Electrolytic Oxidation Coatings with Particle Additions // A Review. Surface and Coat-ings Technology. — 2016 (307), 1165—1182

11. Torskaya E., Shkalei I., Morozov A., Stepanov F., Malyshev V., and Svistkov A. Structure, Friction and Wear of AlZn5.5MgCu Based PEO Coatings Modified by Diamond Nanoparticles and Silver Micropowder // Tribology International. — 2025 (203), 110417

12. Yadav T.P. and Mukhopadhyay N.K. Quasicrys-tal: a Low-Frictional Novel Material // Current Opinion in Chemical Engineering. — 2018 (19), 163—169

13. Sordelet D.J, Widener S.D., Tang Y., and Bes-ser M.F. / Characterization of a Commercially Produced Al–Cu–Fe–Cr Quasicrystalline Coating // Materials Science and Engineering. — 2000 (294–296), no. 15, 834—837

14. Huttunen-Saarivirta E. Microstructure, Fabrica-tion and Properties of Quasicrystalline Al–Cu–Fe Alloys: a Review // Journal of Alloys and Com-pounds. — 2004 (363), 150—174

15. Fleury E., Kim Y.-C., Kim J.-S., Kim D.-H., Kim W.T., Ahn H.-S., and Lee S.-M. Comparative Study of the Tribological Behavior of Thermal Sprayed Quasicrystalline Coating Layers // Journal of Alloys and Compounds. — 2002 (342), nos. 1–2, 321—325