Приведены результаты научно-исследовательской работы по созданию способа нанесения износостойкого кобальт-хромового покрытия на подложку из алюминиевого сплава путем термического разложения паров металлоорганических соединений. Указано, что способ характеризуется последовательным нанесением адгезионного слоя из смеси нитрозилтрикарбонила кобальта и газа-носителя аргона и поверхностного слоя из гексакарбонила хрома при температуре термического разложения металлоорганических соединений. Отмечено, что металлизация осуществляется по замкнутому циклу, исключающему контакт работников с токсичными веществами и выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, за счет чего обеспечивается безопасность производственного процесса. Получены покрытия с необходимыми физико-механическими свойствами, что доказывает эффективность применяемых подходов, способствует повышению износостойкости деталей и увеличению ресурса техники
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Химия
Эксплуатация деталей из алюминиевых сплавов, работающих в сопряжении с деталями, изготовленными из конструкционных сталей, а также использование аварийно-спасательных, дорожно-строительных, почвообрабатывающих, лесозаготовительных машин и других видов техники часто происходит под воздействием агрессивных сред, сопровождается интенсивным износом. Около 60 % шестеренных насосов ежегодно подвергается ремонту из-за износа рабочих поверхностей колодцев корпуса, шестерен, поджимных пластин, валов и подшипников скольжения. Основной причиной снижения производительности насосов НШ становится увеличение зазора между цапфами валов и подшипниками скольжения. Износ подшипников, изготовленных из алюминиевого сплава АК9М2, превышает износ цапф валов (изготовлены из стали 18ХГТ, закалены до HRC 58…62) в 6…10 раз
Список литературы
1. Зуевский В.А., Климюк Д.О., Шемберев И.А. Причины потери работоспособности шестеренчатого наноса и методы их устранения // Технический сервис машин. 2020. № 3 (140). С. 98-107. EDN: GTVXVF
2. Столяров А.В., Червяков С.В., Рогонова О.В. Исследование износов деталей регулируемых аксиально-поршневых насос-моторов // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2021. Т. 13. № 4. С. 159-166. EDN: IJMZVS
3. Сидристый Д.В., Дихтиевская К.К., Просвирнин Д.В., Апхудов Х.А. Изменение структуры и микротвердости стали 18ХГТ в результате износа шестерни гидронасоса // Гидравлика. 2022. № 14. С. 52-62. EDN: HEWCPS
4. Измайлов В.В., Новоселова М.В. О влиянии упрочняющей обработки поверхностей трения на ресурс трибосопряжения // Вестник Тверского государственного технического университета. Серия “Технические науки”. 2022. № 3 (15). С. 4-12. EDN: HEDWRH
5. Carr G.E., Conde R.H. Tribology of Hard Coating Alloys Deposited by Thermal Methods: Applications to Industrial Components // Surface and Coatings Technology. 2008. V. 203. № 5-7. P. 685-690. EDN: RMPWML
6. Ерохин М.Н., Казанцев С.П., Чупятов Н.Н. Способы модифицирования поверхностей трения деталей машин. М.: СГТУ им. В.П. Горячкина. 2014. 140 с. EDN: YOKZJR
7. Гафуров И.И., Панарин А.В. Пиролитическое хромирование как способ упрочняющей обработки литейных алюминиевых сплавов с высоким содержанием кремния // Известия Самарского научного центра РАН. 2015. Т. 16. № 6 (2). С. 412-415.
8. Абрамов А.А. Высокопрочные литейные алюминиевые сплавы. Достижения и перспективы. Ч. II. Технологические процессы // Литейное производство. 2021. № 3. С. 2-8. EDN: IJLQWY
9. Патент РФ 2569199. Способ осаждения износостойкого покрытия на алюминиевые сплавы с высоким содержанием кремния / Каблов Е.Н., Семенычев В.В., Салахова Р.К., Панарин А.В., Тихообразов А.Б.; Заявл. 10.06.2014. Опубл. 20.11.2015. Бюл. № 32.
10. Семенычев В.В., Смирнова Т.Б., Панарин А.В. Электрохимическая совместимость литейных алюминиевых сплавов с карбидохромовым покрытием // Коррозия: материалы, защита. 2016. № 7. С. 7-11. EDN: WFGFGF
11. Козырева Л.В. Обеспечение экологической безопасности при организации малых инновационных предприятий технического сервиса. Тверь: ТвГТУ. 2019. 160 с. EDN: GBLWGV
12. Сыркин В.Г. CVD-метод. Химическая парофазная металлизация. М.: Наука. 2000. 496 с.
13. Патент РФ № 2791115. Способ нанесения износостойкого кобальт-хромового покрытия на подложки из алюминиевых сплавов / Козырева Л.В., Голубева Е.Б., Козырев В.В.; Заявл. 13.10.2022. Опубл. 02.03.2023. Бюл. № 7.
14. Щитов Н.Н., Лозован А.А. Совершенствование технологии нанесения защитных хромовых покрытий осаждением из металлоорганических соединений // Сварочное производство. 2020. № 12. С. 43-51. EDN: KQEEMP
15. Алешин Н.П., Коберник Н.В., Панкратов А.С., Петрова В.В. Термодинамическое моделирование образования карбидов хрома в наплавленном металле // Вестник машиностроения. 2020. № 7. С. 67-71. EDN: XYNTMU
16. Vasiliev V.Y., Morozova N.B., Basova T.V., Igumenov I.K., Hassan A. Chemical Vapor Deposition of IR-based Coatings: Chemistry, Processes and Applications // RSC Advances. 2015. V. 5. № 41. P. 32034-32063. EDN: UFRWIH
Выпуск
Другие статьи выпуска
В статье представлены основные результаты CAE-моделирования температурных процессов, происходящих в сопле скрапового резака при раскрое скрапа толщиной более 800 мм. Показано распределение температуры в теле сопла при его охлаждении струей режущего кислорода. Рассмотрены особенности создания расчетных моделей теплопереноса с поверхности скрапа на рабочий торец сопла, а также проведены сопряженные вычисления температурных полей в теле сопла при холодной продувке струей режущего кислорода центрального канала.
В статье описана методология геомоделирования торфяного месторождения. Показаны принципы создания и использования цифровой модели торфяного месторождения. Проведена оценка торфяного производства как информационного объекта. Описаны особенности применения геоинформационных систем в условиях предприятий по добыче торфа, а также источники исходной информации, необходимые для геомоделирования объектов торфодобывающих производств
В статье предложено использование автоматического адаптивного обнаружителя, реализующего локально наиболее мощный несмещенный (ЛНМН) критерий, и проведено его сравнение с обнаружителем по критерию Неймана ‒ Пирсона для экстремально сложных условий наблюдения для оптико-электронных приборов. Построены рабочие характеристики адаптивного обнаружения слабоконтрастных изображений динамических объектов в сложных фоновых условиях. Получены расчетные оценки, подтверждающие превосходство ЛНМН-правила над классическим правилом Неймана ‒ Пирсона
В статье рассмотрен вопрос автоматизации процесса ремонта лопаток газотурбинного двигателя (ГТД) с применением системы сканирования. Предложен подход к сканированию детали системой технического зрения, установленной на том же оборудовании, на котором в последующем будет выполняться ремонт наплавкой. Отмечено, что приведенный алгоритм обладает адаптивностью к механическому состоянию оборудования. Указано, что по сравнению с ручным методом точность сканирования составляет свыше 0,05 мм (P = 67,56 %) и свыше 0,1 мм (P = 95,75 %), что достаточно для дальнейшего применения полученных сканов в задаче ремонта лопаток ГТД
Рассмотрены вопросы о возможности использования вертикального принудительного кустового дренирования для дополнительного осушения сильнообводненной производственной площадки на торфяном участке эфтрофного типа. Выявлено наименьшее отрицательное воздействие дренирования на окружающую природную среду, в частности на режим прилегающих водных объектов, при отработке торфяного месторождения «Ильинское». Изучено влияние дополнительного принудительного осушения (в зависимости от осадков и объема откачанной воды) на показатели изменения уровней грунтовых вод в скважинах и каналах. Проанализировано взаимодействие вертикальных скважин с торфяной залежью в процессе дополнительного принудительного осушения на контрольном участке в течение сезона. Установлено, что для вертикальной фильтрации особенности эпюры напоров зависят от изменений коэффициента фильтрации в слоях залежи. Выявлено, что непрерывная откачка воды из вертикальных скважин привела к образованию депрессионной воронки с местными дополнительными понижениями вблизи скважин. Подтверждена эффективность использования вертикального дренирования при понижении влажности эксплуатационного слоя ниже нормы (до 73,3 %). Отмечено, что по толщине залежь уплотнилась неравномерно, а распределение потенциалов влаги было неравновесным и зависело от расстояния до осушителей, а также от фильтрационных свойств торфа и других факторов
Изложен новый подход при производстве деталей торфяных машин в условиях многономенклатурного производства. Установлено, что при синтезе технологического маршрута изготовления деталей торфяных машин в условиях непрофильного многономенклатурного производства часто возникает проблема загрузки существующих гибких производственных систем (ГПС). Рекомендовано обеспечивать производство дефицитных деталей торфяных машин в непрофильном производстве за счет рационального распределения технологических задач для каждого гибкого производственного модуля. Указано, что для повышения эффективности технологической подготовки используются системы автоматизированного проектирования технологических процессов, а также отмечено, что они не в полной мере обеспечивают достижение качественного решения, поскольку конкретная ГПС может не соответствовать типовому подходу для рассматриваемой детали. Для решения этой проблемы предложено провести анализ конструкторско-технологических элементов (КТЭ) детали и определить возможные способы их получения с учетом существующего оборудования. Обозначено, что для достижения высокой эффективности и необходимого качества продукции в условиях многономенклатурного производства с постоянно изменяющейся загрузкой гибкого производственного модуля необходимо расширять технологические возможности ГПС за счет использования для имеющихся станков дополнительных технологических модулей, отвечающих за изготовление проблемных КТЭ
Представлен анализ известных способов и приспособлений для установки валов на металлорежущие станки при обработке шпоночных пазов. Изложена сущность разработанного способа установки ступенчатого вала. Раскрыты устройство и принцип действия спроектированного приспособления с двумя зажимными механизмами. Проведены сравнительные анализы предложенных способа и устройства с аналогичными известными решениями. Отражены оригинальность разработок и достигаемый технический результат
Представлены результаты исследований микроструктуры, микротвердости, микрогеометрии поверхности лазерного реза наплавленной быстрорежущей стали марки Р9М4К8 после алмазного выглаживания. Показано, что шероховатость поверхности лазерного реза уменьшается в 3…4 раза, что позволяет получать рабочую поверхность без последующего механического шлифования. Отмечено, что алмазное выглаживание приводит к измельчению микроструктуры, повышению микротвердости стали до 9 700 ± 130 МПа.
Исследованы триботехнические характеристики инновационного материала, представляющего собой композиционное покрытие с матрицей из оксида алюминия и наполнителями из нанодисперсного магнетита и микродисперсных дисульфида молибдена, графита. Установлено, что минимальные значения коэффициента трения и интенсивности изнашивания при сохранении высоких прочностных свойств материалов достигаются при концентрации дисперсных частиц в электролите: для магнетита – не более 20 г/л; графита – не более 40 г/л; дисульфида молибдена – 45 г/л. Подчеркнуто, что испытания показали стабильность коэффициента трения исследуемых покрытий в течение 90 часов. Изучено влияние контактного давления на интенсивность линейного износа. Предложен критерий перехода от упругого контакта к пластическому. На основании этого получено расчетное соотношение для оценки перехода от стабильной работы трибосопряжения к его катастрофическому изнашиванию
Методом порошковой лазерной наплавки получено металлокерамическое покрытие NiCrBSi‒WC на конструкционной стали 40Х. Показано, что при наплавке высоколегированной порошковой смеси с помощью многоканального лазера формируется практически беспористое покрытие, обеспечивается металлургическое сплавление с основой. Отмечено, что линия сплавления однородна по строению, и это подтверждает высокую однородность интегрального тепловложения во время наплавки данным типом лазера. Установлено, что благодаря высоким скоростям нагрева и охлаждения расплава при порошковой лазерной наплавке растворение карбидов WC в ванне расплава незначительное. Выделение хрупкой фазы на границе карбидметаллическая матрица не выявлено
Исследовано влияние волнистости технических поверхностей на контактное взаимодействие деталей машин. Приведены параметры шероховатости и волнистости поверхностей экспериментальных образцов по ГОСТ Р ИСО 4287-2014, механические свойства материалов образцов, дано описание методики эксперимента. Предложены теоретические зависимости контурной площади контакта от номинального давления, параметров шероховатости и волнистости контактирующих поверхностей и механических свойств материалов контактирующих деталей. Теоретически и экспериментально показано, что волнистость существенно влияет на величину площади контакта деталей машин. Отмечено, что в зависимости от величины номинального контактного давления контурная площадь, образовавшаяся в результате упругой деформации волн, составляет от нескольких единиц до нескольких десятков процентов от номинальной площади контакта
Издательство
- Издательство
- ТВГТУ
- Регион
- Россия, Тверь
- Почтовый адрес
- 170026, Тверская обл, г Тверь, наб Афанасия Никитина, д 22
- Юр. адрес
- 170026, Тверская обл, г Тверь, наб Афанасия Никитина, д 22
- ФИО
- Твардовский Андрей Викторович (ИСПОЛНЯЮЩИЙ ОБЯЗАННОСТИ РЕКТОРА)
- E-mail адрес
- tvardovskiy@tstu.tver.ru
- Контактный телефон
- +7 (482) 2526335