Комбинированные электроискровые приработочные покрытия бронзовых деталей. Часть 1. Структура и механические свойства

О. П. Гапонова$^{1}$, В. Б. Тарельник$^{2}$, В. С. Марцинковский$^{2}$, Е. В. Коноплянченко$^{2}$, В. И. Мельник$^{3}$, В. М. Власовец$^{3}$, А. А. Саржанов$^{2}$, Н. В. Тарельник$^{2}$, М. А. Микулина$^{2}$, А. Д. Поливаный$^{2}$, Г. В. Кирик$^{1}$, А. Б. Баталова$^{2}$

$^{1}$Сумский государственный университет, ул. Римского-Корсакова, 2, 40007 Сумы, Украина
$^{2}$Сумский национальный аграрный университет, ул. Герасима Кондратьева, 160, 40021 Сумы, Украина
$^{3}$Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства имени Петра Василенко, ул. Алчевских, 44, 61002 Харьков, Украина

Получена: 04.03.2021; окончательный вариант - 28.05.2021. Скачать: PDF

В статье представлены результаты исследований качества поверхностных слоёв (микроструктуры, микротвёрдости, шероховатости и сплошности) образцов из бронзы БрО10С10 с комбинированными электроискровыми покрытиями (КЭИП). Исследованы покрытия трёх серий: 1) без сульфидирования (Ag $\to$ Pb $\to$ Ag и Ag $\to$ Sn $\to$ Ag), 2) c нанесением серы в виде серной мази на обрабатываемую поверхность до серебрения (S + Ag $\to$ Pb $\to$ S + Ag и S + Ag $\to$ Sn $\to$ S + Ag), 3) с нанесением серной мази на обрабатываемую поверхность перед последующим этапом электроискрового легирования (S + Ag $\to$ S + Pb $\to$ S + Ag и S + Ag $\to$ S + Sn $\to$ S + Ag). Установлено, что на образцах серии 1 с увеличением энергии разряда ($W_{\textrm{р}}$) увеличивается толщина КЭИП от 0,27 до 2,9 мм, микротвёрдость при этом находится в пределах 80–140 и 130–183 МПа для покрытий со свинцом и оловом соответственно, шероховатость $Rz$ = 8,5–10,0 мкм. У образцов серии 2 с увеличением $W_{\textrm{р}}$ толщина КЭИП увеличивается от 0,19 до 1,3 мм, микротвёрдость находится в пределах 80–180 МПа, а шероховатость $Rz$ = 5,5–7,5 мкм. Сплошность для всех образцов составляет 100%. Показано, что КЭИП на образцах серии 3 разрушаются. К практическому применению рекомендуются КЭИП, сформированные в последовательности S + Ag $\to$ Pb $\to$ S + Ag и S + Ag $\to$ Sn $\to$ S + Ag, толщины которых достаточно для последующего технологического воздействия любым известным способом (лезвийной обработкой, безабразивной ультразвуковой финишной обработкой и др.).

Ключевые слова: бронзовый подшипник, приработочное покрытие, комбинированные электроискровые покрытия, сила трения, износ.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i08/1121.html

PACS: 62.20.Qp, 68.35.Ct, 68.35.Gy, 68.55.J-, 68.55.Ln, 81.15.Rs


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. М. Н. Иванов, Детали машин (Москва: Высшая школа: 1991).
  2. V. Tarelnyk, V. Martsynkovskyy, and A. Dziuba, Appl. Mech. Mater., 630: 388 (2014). Crossref
  3. U. Ozsarac, F. Findik, and M. Durman, Mater. Design, No. 28: 345 (2007). Crossref
  4. J. P. Pathak and S. N. Tiwari, Wear, No. 155 (1): 37 (1992). Crossref
  5. А. В. Кораблин, А. Ф. Сафиуллин, Вестник АГТУ. Сер.: Морская техника и технология, № 2: 111 (2013).
  6. А. П. Перекрестов, В. А. Чанчиков, Вестник АГТУ. Сер.: Морская техника и технология, № 2: 147 (2013).
  7. А. П. Перекрестов, А. А. Сычева, Противоизносная присадка: Патент РФ № 2276681 (Опубл. 20.05.2006).
  8. В. И. Мощенок, Д. Б. Глушкова, Е. А. Нестеренко, Вестник ХНАДУ, № 38: 48 (2007).
  9. J. E. Mahan, Physical Vapour Deposition of Thin Films (John Wiley & Sons: 2000).
  10. А. Х. Валеева, И. Ш. Валеев, Р. Ф. Фазлыахметов, Письма о материалах, 4, № 3: 134 (2014).
  11. Т. В. Мосина, А. Д. Панасюк, А. И. Юга, Порошковая металлургия, № 9/10: 104 (1999).
  12. K. Song, Y. Zhou, P. Zhao, Y. Zhang, and N. Bai, Acta Metall. Sinica (English Letters), 26, No. 2: 199 (2013). Crossref
  13. S. Scudino, C. Unterdörfer, K. G. Prashanth, H. Attar, N. Ellendt, V. Uhlenwinkel, and J. Eckert, Mater. Lett., 156: 202 (2015). Crossref
  14. Ming-Wen Chen, Wen-Long Zhang, Long-Fei Zuo, Bin Hou, and Zi-Dong Wang, Proc. of the 13th IEEE International Conference on Nanotechnology Beijing (August 5–8, 2013) (Beijing, China: 2013), р. 590.
  15. Z. Wang, X. Wang, Q. Wang, I. Shih, and J. J. Xu, Nanotechnology, 20, No. 7: 075605 (2009). Crossref
  16. S. Aoyama and R. Urao, J. Japan Institute of Metals, 74, No. 1: 49 (2010) (in Chinese). Crossref
  17. И. В. Хомская, В. И. Зельдович, А. В. Макаров, А. Э. Хейфец, Н. Ю. Фролова, Е. В. Шорохов, Письма о материалах, 3: 150 (2013).
  18. Saitoh Yasushi and Shibayama Takayuki, Method of Producing Copper-Base Sintered Bearing Material: Patent No. 6821477 US (Publ. 23.11.2004).
  19. Saitou Yasushi, Inoue Eisaku, Fujita Masahito, and Shibayama Takayuki, Copper-Based, Sintered Sliding Material and Method of Producing Same, Patent 6767648 US (Publ. 27.07.2004).
  20. Sakai Kenji, Inoue Eisaku, Kurimoto Satoru, Yamamoto Koichi, and Shibayama Takayuki, Composite Sliding Material, Patent No. 6602615 US (Publ. 05.08.2003).
  21. X. Chen, Z. Wang, D. Ding, H. Tang, L. Qiu, X. Luo, and G. Shi, Mater. Design, 66, Part A: 60 (2015). Crossref
  22. L. Yu and C.-C.Jia, Zhongguo Youse Jinshu Xuebao/Chinese Journal of Nonferrous Metals, 23, No. 8: 2169 (2013).
  23. O. Yilmaz and H. Turhan, Wear, 249, No. 10–11: 901 (2001). Crossref
  24. G. Cui, Q. Bi, M. Niu, J. Yang, and W. Liu, Tribology International, 60: 25 (2013). Crossref
  25. S. Chen, D. An, Y. Bi, J. Liang, and C. Liu, J. Composite Mater., 48, No. 13: 1561 (2014). Crossref
  26. B. Juszczyk, J. Kulasa, S. Malara, M. Czepelak, W. Malec, B. Cwolek, and Ł. Wierzbicki, Archives Metall. Mater., 59, No. 2: 615 (2014). Crossref
  27. V. Martsinkovsky, V. Yurko, V. Tarelnik, and Y. Filonenko, Procedia Engineering, 39: 157 (2012). Crossref
  28. V. B. Tarel’nik, E. V. Konoplyanchenko, P. V. Kosenko, and V. S. Martsinkovskii, Chem. Petrol. Eng., 53 (7–8): 540 (2017). Crossref
  29. Д. Н. Коротаев, Е. В. Иванова, Перспективные материалы, № 2: 38 (2011).
  30. С. А. Мезенцов, В. Н. Лясников, И. Ю. Гоц, Вестник СГТУ, № 4 (81): 107 (2015).
  31. И. А. Подчерняева, А. Д. Панасюк, С. С. Затуловский, Сверхтвёрдые материалы, № 6: 50 (2003).
  32. В. Б. Тарельник, О. П. Гапонова, Е. В. Коноплянченко, Н. С. Евтушенко, В. О. Герасименко, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 6: 795 (2018).
  33. V. B. Tarel’nik, A. V. Paustovskii, Y. G. Tkachenko, V. S. Martsinkovskii, A. V. Belous, E. V. Konoplyanchenko, and O. P. Gaponova, Surf. Eng. Appl. Electrochem., 54: 147 (2018). Crossref
  34. V. B. Tarel’nik, A. V. Paustovskii, Y. G. Tkachenko, V. S. Martsinkovskii, E. V. Konoplyanchenko, and В. Antoshevskii, Surf. Eng. Appl. Electrochem., 53: 285 (2017). Crossref
  35. V. B. Tarel’nik, V. S. Martsinkovskii, and A. N. Zhukov, Chem. Petrol. Eng., 53: 114 (2017). Crossref
  36. V. B. Tarel’nik, V. S. Martsinkovskii, and A. N. Zhukov, Chem. Petrol. Eng., 53: 266 (2017). Crossref
  37. V. B. Tarel’nik, V. S. Martsinkovskii, and A. N. Zhukov, Chem. Petrol. Eng., 53: 385 (2017). Crossref
  38. V. B. Tarelnyk, O. P. Gaponova, Ye. V. Konoplianchenko, V. S. Martsynkovskyy, N. V. Tarelnyk, and O. O. Vasylenko, Металлофиз. новейшие технол., 41, № 1: 47 (2019).
  39. B. Antoszewski and V. Tarelnik, Appl. Mech. Mater., 630: 301 (2014). Crossref
  40. V. Tarelnyk and V. Martsynkovskyy, Appl. Mech. Mater., 630: 397 (2014). Crossref
  41. Детали машин (Ред. Н. С. Ачеркан) (Москва: Издательство машиностроительной и судостроительной литературы: 1954), книга 2.
  42. Т. В. Мосина, А. Д. Панасюк, А. И. Юга, О. Н. Григорьев, Порошковая металлургия, № 9/10: 104 (1999).
  43. В. Б. Тарельник, Б. Антошевский, В. С. Марцинковский, П. Карп, А. В. Дзюба, Компрессорное и энергетическое машиностроение, № 1: 39 (2015).
  44. V. Tarelnyk, V. Martsynkovskyy, O. Gaponova, Ie. Konoplianchenko, A. Belous, V. Gerasimenko, and M. Zakharov, 15th International Scientific and Engineering Conference Hermetic Sealing, Vibration Reliability and Ecological Safety of Pump and Compressor Machinery, HERVICON+PUMPS (Sep. 5–8, 2017, Sumy), vol. 233, p. 012048. Crossref
  45. Б. А. Колачев, В. Н. Елагин, В. А. Ливанов, Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов (Москва: МИСиС: 2001).
  46. В. С. Чиркин, Теплофизические свойства материалов ядерной техники (Москва: Атомиздат: 1967).