Комбіновані електроіскрові припрацювальні покриття бронзових деталей. Частина 1. Структура і механічні властивості

О. П. Гапонова$^{1}$, В. Б. Тарельник$^{2}$, В. С. Марцинковський$^{2}$, Є. В. Коноплянченко$^{2}$, В. І. Мельник$^{3}$, В. М. Власовець$^{3}$, О. А. Саржанов$^{2}$, Н. В. Тарельник$^{2}$, М. О. Мікуліна$^{2}$, А. Д. Поливаний$^{2}$, Г. В. Кирик$^{1}$, А. Б. Баталова$^{2}$

$^{1}$Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна
$^{2}$Сумський національний аграрний університет, вул. Герасима Кондратьєва, 160, 40021 Суми, Україна
$^{3}$Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, вул. Алчевських, 44, 61002 Харків, Україна

Отримано: 04.03.2021; остаточний варіант - 28.05.2021. Завантажити: PDF

У статті представлено результати досліджень якості поверхневих шарів (мікроструктури, мікротвердості, шорсткості та суцільності) зразків з бронзи БрО10С10 з комбінованими електроіскровими покриттями. Досліджено покриття трьох серій: 1) без сульфідування (Ag $\to$ Pb $\to$ Ag і Ag $\to$ Sn $\to$ Ag), 2) з нанесенням сірки у вигляді сірчаної мазі на оброблювану поверхню до сріблення (S + Ag $\to$ Pb $\to$ S + Ag і S + Ag $\to$ Sn $\to$ S + Ag), 3) з нанесенням сірчаної мазі на оброблювану поверхню перед наступним етапом електроіскрового леґування (S + Ag $\to$ S + Pb $\to$ S + Ag і S + Ag $\to$ S + Sn $\to$ S + Ag). Встановлено, що на зразках першої серії зі збільшенням енергії розряду ($W_{\textrm{р}}$) зростає товщина комбінованих електроіскрових покриттів з 0,27 до 2,9 мм, водночас мікротвердість знаходиться в межах 80–140 і 130–183 МПа відповідно для покриттів зі свинцем і циною, шорсткість $Rz$ = 8,5–10,0 мкм. У зразків другої серії зі збільшенням $W_{\textrm{р}}$ товщина комбінованих електроіскрових покриттів зростає від 0,19 до 1,3 мм, мікротвердість знаходиться в межах 80–180 МПа, а шорсткість $Rz$ = 5,5–7,5 мкм. Суцільність для всіх зразків становить 100%. Показано, що комбіновані електроіскрові покриття на зразках третьої серії руйнуються. Для практичного застосування рекомендовано комбіновані електроіскрові покриття, сформовані в послідовності S + Ag $\to$ Pb $\to$ S + Ag і S + Ag $\to$ Sn $\to$ S + Ag, товщини яких достатньо для подальшого технологічного впливу будь-яким відомим способом (лезовою обробкою, безабразивною ультразвуковою фінішною обробкою та ін.).

Ключові слова: бронзовий підшипник, припрацювальне покриття, комбіновані електроіскрові покриття, сила тертя, зношення.

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

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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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).