Структура и триботехнические свойства хромовых покрытий, сформированных электродеформационным плакированием гибким инструментом

. Приведены результаты исследований структуры и триботехнических свойств хромовых покрытий, сформированных методом электродеформационного плакирования гибким инструментом (ЭДПГИ), выполненных с целью оценки перспектив их применения в качестве альтернативы гальваническому хромированию, широко используемому при изготовлении штоков гидроцилиндров металлорежущих станков. В качестве гибкого инструмента применялись вращающиеся металлические щетки с проволочным ворсом, выполненным из стали 65Г и нержавеющей стали 03Х17Н14М2. Материал-донор при ЭДПГИ – компактированный брусок, полученный путем спекания смеси порошков чистого хрома и наноразмерной алмазно-графитовой шихты УДАГ. По результатам исследований установлено, что при формировании покрытий щеткой из нержавеющей стали в состав покрытия привносятся легирующие элементы проволочного ворса, такие как хром и никель. Так, в случае использования щеток с проволочным ворсом из нержавеющей стали 03Х17Н14М2 количество хрома и никеля в плакированном слое покрытия по процентному содержанию соответственно в 5,3 и 9,6 раза больше, чем в покрытии, сформированном щеткой из стали 65Г, что может способствовать повышению коррозионной стойкости покрытий. При этом рельеф поверхности покрытия имеет развитую шероховатую структуру, состоящую из плотно уложенных и вытянутых в направлении вращения щетки различных по размерам микрочастиц хрома, а также сглаженных микровыступов и микроуглублений, дефекты покрытия в виде несплошностей и отслоений отсутствуют. Триботехнические испытания выполнялись в условиях «граничной смазки» на машине трения вращательного типа, реализующей трение резинового индентора по плоской поверхности вращающегося диска. По данным триботехнических испытаний установлено, что в условиях «граничного трения» спаренных образцов «диск с покрытием – резиновый ролик» наименьшими значениями величин коэффициента трения скольжения (fтр = 0,023) обладают хромовые покрытия, сформированные методом ЭДПГИ, которые в 7,5 раза меньше, чем у хромовых, полученных гальваническим осаждением. В то же время износ резиновых роликов в парах с гальваническими хромовыми покрытиями оказывался меньшим, чем в парах с покрытием, сформированным методом ЭДПГИ.

электродеформационное плакирование гибким инструментом, шток гидроцилиндра, вращающаяся металлическая щетка, материал-донор, покрытие, гальванический хром, ультрадисперсная алмазно-графитовая шихта, коэффициент трения скольжения, «граничное трение», износ, шероховатость

1. Свешников, В. К. Станочные гидроприводы: справочник / В. К. Свешников. М.: Машиностроение, 2004. 512 с.

2. Гидроцилиндры: учебно-методическое пособие / Д. Ю. Воронов [и др.]. Тольятти: ТГУ, 2011. 72 с.

3. Беленький, М. А. Электроосаждение металлических покрытий: справочник / М. А. Беленький, А. Ф. Иванов. М.: Металлургия, 1985. 288 с.

4. Фаличева, А. И. Экологические проблемы хромирования и альтернативного покрытия / А. И. Фаличева, Ю. А. Стекольников, Н. И. Глянцев // Вестн. Тамб. университета. Сер. Естеств. и техн. науки. 1999. Т. 4, вып. 2. С. 256–257.

5. Перспективы замены гальванического хромирования гиперзвуковой металлизацией / М. А. Белоцерковский [и др.] // Актуальные вопросы машиноведения: сб. науч. тр. / Объединенный ин-т машиностроения НАН Беларуси; редкол.: А. А. Дюжев [и др.]. Минск, 2014. Вып. 3. С. 324–328.

6. Verstak, A. Activated Combustion HVAF Coatings for Protection against Wear and High Temperature Corrosion / А. Verstak, V. Baranovski // Thermal Spray 2003. Advancing the Science and Applying the Technology: Proceedings of the 2003 International Thermal Spray Conference, 5-8 May 2003 Orlando, Florida. USA, Ohio, 2003. Р. 535–541.

7. Пилюшина, Г. А. Состояние и пути повышения работоспособности гидропривода лесозаготовительных машин / Г. А. Пилюшина, С. В. Тяпин // "Автотракторостроение-2009", международный научный симпозиум (Москва). М.: МГТУ «МАМИ», 2009. Кн. 1. С. 452–455.

8. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика) / Ф. Х. Бурумкулов [и др.]. Саранск: Красный Октябрь, 2003. 504 с.

9. Raykis, O. High-Speed Laser Metal Deposition Replaces Hard Chrome Plating / О. Raykis // Laser Technik Journal. 2017. No 1. P. 28–30. https://doi.org/10.1002/latj.201700006

10. Белевский, Л. С. Фрикционный и электрофрикционный способы нанесения покрытий / Л. С. Белевский, И. В. Белевская // Обработка сплошных и слоистых материалов. 2012. № 38. С. 158–163.

11. Износостойкость легированных хромовых покрытий, сформированных способом деформационного плакирования с электрическим напряжением / М. А. Леванцевич [и др.] // Актуальные вопросы машиноведения : сб. науч. тр. / Объединенный ин-т машиностроения НАН Беларуси ; редкол.: С. Н. Поддубко [и др.]. Минск, 2017. Вып. 6. С. 159–162.

12. Борисов, Г. А. Технологические основы повышения ресурса штокового узла гидроцилиндра / Г. А. Борисов, Е. Е. Семенова, В. Ю. Чикунков // Вестник РГАТУ. 2010. № 2. С. 44–50.

13. Шнейдер, Ю. Г. Влияние шероховатости металлической поверхности на трение в гидроуплотнительных парах возвратно-поступательного движения / Ю. Г. Шнейдер, А. Л. Рейнус // Вестник машиностроения. 1970. № 5. 19–20.

14. Проволоцкий, А. Е. Технологические методы повышения долговечности деталей гидромашин / А. Е. Проволоцкий, С. П. Лапшин, С. Л. Негруб // Промислова гідравліка і пневматика. 2004. Т. 4, вып. 2. С. 68–71.