ІНТЕГРОВАНІ ТЕХНОЛОГІЇ СТВОРЕННЯ ЗНОСОСТІЙКИХ ПОКРИТТІВ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.18372/0370-2197.4(109).20767

Ключові слова:

гібридний композит, розтяг, деформація, руйнування, випробування

Анотація

Розглянуто методи усунення недоліків у розробці покриттів – метод створення багатошарових покриттів і створення покриттів змінного складу за товщиною покриття. Визначено, що обидва методи значно здорожчують технологію отримання покриття та знижують надійність отримання покриття високої якості, оскільки пошкодження в одному з шарів призводить до зниження якості покриття. Запропоновано усунення недоліків покриттів шляхом використання багатошарових, багатофункціональних покриттів і інтегрованих технологій. В умовах дефіциту дорогих легуючих матеріалів, що входять до складу сталей, що вимагають високого комплексу властивостей міцності, перспективним є використання інтегрованих технологій поверхневого зміцнення. В інтегруванні технологій переважає емпірично-інтуїтивний підхід. Вирішальним фактором у виборі первинних технологій є інтегрувати їх у єдиний технологічний цикл. Із різноманіття варіантів поєднання первинних технологій cтворення покриттів випливає, що найбільше потребують підвищення властивостей наймасовіші технології покриттів, що застосовуються в машинобудуванні, насамперед – газотермічне напилення. Головні недоліки напилених покриттів – низька міцність зчеплення та висока пористість. Покращують ці властивості лазерною обробкою, електронно-променевим зміцненням, ультразвуковою обробкою, оплавленням та хіміко-термічною обробкою. Підвищують триботехнічні характеристики композиційних електролітичних покриттів лазерною обробкою, ультразвуковою обробкою, іонним азотуванням. Знаходять застосування інтегровані технології у комбінації лазерного легування та хіміко-термічної обробки. Проведені дослідження дозволили довести  доцільність використання інтегрованих технологій створення зносостійких покриттів з високою міцністю і довговічність.

Біографії авторів

Лариса Лопата, Інститут проблем міцності імені Г.С. Писаренко НАН України

канд. техн. наук, доцент, науковий співробітник відділу міцності матеріалів і елементів конструкцій в термосилових полях і газових потоках Інституту проблем міцності імені Г.С. Писаренко НАН України, вул. Садово-ботанічна, 2, м. Київ, Україна, 01014, те.: +380500602734

Олександр Лопата, Інститут проблем міцності імені Г.С. Писаренко НАН України

доктор філософії,  старший науковий співробітник відділу міцності матеріалів і елементів конструкцій в термосилових полях і газових потоках Інституту проблем міцності імені Г.С. Писаренко НАН України, вул. Садово-ботанічна, 2, м. Київ, Україна, 01014, тел.: +380632217604.

 

Ілля Рибак, Національний транспортний університет

доктор філософії, доцент кафедри виробництва, ремонту та матеріалознавства  Національного транспортного університету, вул. Михайла Омеляновича-Павленка, 1, Kиїв, Україна, 01010. тел. 097-214-78-31

Андрій Солових, Центральноукраїнський національний університет

канд. техн. наук, доцент кафедри експлаатації та ремонту машин Центральноукраїнського національного університету, пр. Університетський, 9,  м. Кропивницький, Україна, 25006, тел.: +38 0522 390 4 33

Станіслав Катеринич, Центральноукраїнський національний університет

канд. техн. наук, доцент кафедри експлаатації та ремонту машин Центральноукраїнського національного університету, проспект. Університетський, 9,  м. Кропивницький, Україна, 25006, тел.: +38 0522 390 4 33

Посилання

Pokrytyia y ykh yspolzovanye v tekhnyke // V kn. «Prochnost materyalov y konstruktsyi», p/red. V.T.Troshchenko – 2-e yzd. K.: Akademperyodyka, 2006. S.981-1074.

Liashenko B.A., Movshovych A.Ia., Dolmatov A.Y. Uprochniaiushchye pokrytyia dyskretnoi struktury. Tekhnolohycheskye systemy. 2001. №4(10). S.17-25.

Novykov N.V., Bydnyi A.A., Liashenko B.A. y dr. Metodы uprochnenyia

poverkhnostei mashynostroytelnykh detalei. K.: YSM AN USSR, 1989. 112 s.

Liashenko B.A., Tsyhulev O.V., Kuznetsov P.B. Neobkhodymo ly vsehda povyshat

adhezyonnuiu prochnost zashchytnykh pokrytyi. Problemy prochnosty. 1987. № 5. S.70-74.

Pokhmurska H.V., Dovhunyk V.M., Student M.M. Znosostiikist lazerno

modyfikovanykh elektroduhovykh poryviv z poroshkovoho drotu FMI-2. FKhMM. 2003. 39, № 4. S.61-64.

Panin V.E., Klimenov V.A., Bezboroda V.P. et al. Forming the structure and phase

composition of coatings by plasma spraying and influence of powerful ultrasound and laser radiation on them. Adv. Mater. and Process.: 2nd Sino-Rus Symp., Xian (Oct. 8-13, 1993, Xian). 1994. C.479-483.

Longa Yrene, Shinya Masanobu, Takemoto Mikio. Coatings of aluminide intermetallic

compounds on steel utilizing a hybrid technique of spraying and IR-laser fusion. Mater. and Manuf. Processes. 1994. 9, № 3. S.495-505.

Longa Y., Takemoto M. Laser processing of high-chromium nickel-chromium coatings

deposited by various thermal spraying methods. Corrosion (USA). 1994. 50, № 11. S.827-837.

Tolochko N.A., Arshynov K.Y., Semashko V.M. y dr. Lazernoe modyfytsyrovanye

pokrytyi NiCrFe-50%Cr3C2 Mater., tekhnol., ynstrum. 2001 6, № 2. S.60-63.

Podcherniaeva Y.A. Lazernoe oplavlenye hazotermycheskykh pokrytyi na osnove

kortynyta. Tekhnol. y orhan. pr-va. 1992. № 2. S.42-43.

Hlebova M.A., Kornev A.B., Hlebov V.V. y dr. Povyshenye kachestva hazotermycheskykh pokrytyi pry termycheskoi obrabotke tokamy vysokoi chastoty y lazernym luchom. Svaroch. pr-vo. 2004. №6. S.43-46.

Becker R., Sepold G. Nachbehandlung von Spritzschichten durh Hochleistungslaser. Metalloberfläche. 1987. 41, № 7. S. 329-332.

Antsyferov V.N., Shmakov A.M., Yvshyna N.N. Lazernaia obrabotka

plazmennonapylennykh na poroshkovuiu stal pokrytyi. Poroshk. Metallurhyia. 1992. №10. S. 25-28.

Pat. 6229111 USA, B23K 9/04. Method for laser / plasma surface alloying. Opubl.

05.2001.

Hannotiau M., Leunen J., Sleurs J. et al. Upgrading of plasma sprayed coatings by laser treatment to corrosion resistance and hot isostatic pressing for wear resistance. Plasma Surface Eng.: Pap. 1st Int. Conf., Garmisch-Partenkirchen (19-23 Sept., 1988, Oberursel). 1989. Vol.1. C. 387-394.

Kunlin Wang, Zhirui Tian, Chongbin Yang et al. Povыshenye yznosostoikosty

splavov Al-Si lazernoi pereplavkoi. Jinshu rechuli = Heat Treat. Metals. 1994. №10. S. 3-5.

Liang G., Li C., Su J. et al. Mykrostruktura plazmennoho pokrыtyia na

aliumynyevom splave posle lazernoi obrabotky. Chin. J. Nonferrous Metals. 1998. 8, № 1. S. 28

Pohrebniak A.D., Kravchenko Yu.A., Vasyliuk V.V. y dr. Struktura y svoistva poroshkovoho pokrыtyia na osnove Ni posle oplavlenyia poverkhnosty kontsentryrovannыmy potokamy эnerhyy. FyKhOM. 2005. №1. S. 35-41.

Simunovic K., Franz M., Maric G. Investigation and estimation of residual stress in flame sprayed and fused NiCrBSi coatings. Metalurgija. Zagreb. 2008. 47, №2. S. 93-97.

Jie X., Mao Z. Struktura y svoistva napыlennoho plazmoi pokrыtyia NiCrBSi, pereplavlennoho v pechy. Jinshu rechuli = Heat Treat. Metals. 1996. №8. S. 15-17.

Belotserkovskyi M.A., Kukareko V.A., Azyzov R.O. Poluchenye yznosostoikykh pokrыtyi aktyvyrovannыm hazotermycheskym napыlenyem s posleduiushchym modyfytsyrovanyem. Vopr. materyaloved. 2004. №2. S.77-87.

Yang Y., Shen Y., Chen J. et al. Pokrыtye yz nanokrystallycheskoho nykelia, poluchennoe metodom pulsyruiushcheho эlektroosazhdenyia, sovmeshchennoho s ultrazvukovoi aktyvatsyei. Jinshu xuebao = Acta met. sin. 2007. 43, №8. S. 883-888.

Rie K.-T., Methe E., Bulak A. Plasmanitrieren und – nitrocarburieren von galvanisch abgeschiedenen riβarmen chromschichten und Hartchrom. Galvanotechnik. 1995. 86, №7. S. 2225-2229.

Dasgupta A., Kuppusami P., Vijayalakshmi M. et al. Pulsed plasma nitriding of large components and coupons of chrome plated SS316LN stainless steel. J. Mater. Sci. 2007. 42, №20. S. 8447-8453.

Pat. № 31198 Ukrainy, S23S 8/02. Sposib kombinovanoi lazero-khimiko-termichnoi obrobky stalevykh vyrobiv. Opubl. 25.03.2008, Biul. № 6.

Korniienko A.O., Yakhia M.S., Ishchuk N.V. ta in. Formuvannia pokryttiv trybotekhnichnoho pryznachennia kombinovanoiu lazero-khimiko-termichnoiu obrobkoiu. Probl. Tertia ta znoshuvannia: Nauk.-tekhn. Zb. K.: NAU, 2008. Vyp. 49. T.2. S. 61-65.

Pat. 19551 Ukraina, S23S 8/02. Sposib kombinovanoi lazerno-khimiko-termichnoi obrobky materialiv / M.V. Kindrachuk, N.V. Ishchuk, V.M. Pysarenko ta in. Opubl. 15.12.06. Biul. №12.

Pat. 25412 Ukraina, S23S 8/02. Sposib otrymannia znosostiikykh dyskretnykh azotovanykh shariv / Kindrachuk M.V., Ishchuk N.V., Pysarenko V.M. ta in. Opubl. 10.08.07, Biul. № 12.

Kindrachuk M.V., Yakhia M.S., Korniienko A.O. ta in. Vyznachennia parametriv dyskretnoi struktury pokryttiv trybotekhnichnoho pryznachennia. Probl. tertia ta znoshuvannia: Nauk.-tekhn. zb. K.: NAU. 2008. Vyp. 50. S.5-15.

Bell T., Bloyce A. Nitriding laser treated titanium bearing low alloy steels. “Haet. Treat.: 84: Proc. Int. Conf., (London, 2-4 May, 1984). London. 1984. 36/1-36/7.

Bergmann H.W., Müller D., Amon M. et al. Kombination des Laser-strahlhärtens mit einer Kurzzeitrierbechandlung. Harter. – Techn. Mitt. 1993. 48, № 4. S. 238-247.

Tarelnyk V. Ionne azotuvannia kvazibahatosharovykh elektroeroziinykh pokryttiv. Mashynoznavstvo. 1999. №6. S. 31-33.

Tarelnyk V.B., Martsynkovskyi V.S. Uprochnenye y remont otvetstvennыkh detalei mashyn metodom эlektroэrozyonnoho lehyrovanyia. Tiazh. mashynostr. 2005. №2. S.28-32.

Vais E., Radek N. Эkspluatatsyonnыe svoistva pokrыtyi typa Cu-Mo y Cu-Ti, modyfytsyrovannыkh lazernыm luchom. Probl. tertia ta znoshuvannia: Nauk.-tekhn. zb. K.: NAU, 2008. Vyp. 49. T.2. S.104-111.

Khranovskaia E.N. Massoperenos, strukturnыe y fazovыe yzmenenyia v zheleze y medy pry ykh lehyrovanyy v uslovyiakh temperaturnыkh hradyentov. Avtoref. … kand. tekhn. nauk, YMF ym. H.V. Kurdiumova NAN Ukraynы, Kyev. 2008. 20 s.

Luo Hong, Liu Jiajun, Liu Fen et al. Vlyianye lazernoho uprochnenyia za schet fazovoho prevrashchenyia na yonno-azotyrovannыi sloi. Chin. J. Lasers. A. 1995. 22, №4. S. 313-316.

Tong W.P., Liu C.Z., Wang W. et al. Gaseous nitriding of iron with a nanostructured surface layer. Scr. mater. 2007. 57, №6. S.533-536.

Lin Yimin, Lu Jian, Wang Liping et al. Surface nanocrystallization by surface mechanical attrition treatment and its effect on structure and properties of plasma nitrided AISI 321 stainless steel. Acta mater. 2006. 54, №20. S. 5599-5605.

Jie X., Mao Z. Struktura y svoistva napыlennoho plazmoi pokrыtyia NiCrBSi,

pereplavlennoho v pechy. Jinshu rechuli = Heat Treat. Metals. 1996. №8. S. 15-17.

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-01-22

Як цитувати

Лопата, Л., Лопата, О., Рибак, І., Солових, А., & Катеринич, С. (2026). ІНТЕГРОВАНІ ТЕХНОЛОГІЇ СТВОРЕННЯ ЗНОСОСТІЙКИХ ПОКРИТТІВ. Проблеми тертя та зношування, (4(109), 162–174. https://doi.org/10.18372/0370-2197.4(109).20767

Номер

Розділ

Проблеми тертя та зношування