Випуски МФіНТ »  Том 45, випуск 2

Напружений стан хромованих деталів під час алмазного полірування під тиском

М. Бембенек$^{1}$, В. Копей$^{2}$, Л. Ропяк$^{2}$, К. Левчук$^{3}$

$^{1}$AGH University of Science and Technology, 30 Adama Mickiewicza Ave., PL-30059 Krakow, Poland
$^{2}$Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, вул. Карпатська, 15, 76019 Івано-Франківськ, Україна
$^{3}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 04.01.2023; остаточний варіант - 15.02.2023. Завантажити: PDF

Проведено огляд методів зміцнення підвищення зносостійкості та корозійної стійкості робочих поверхонь деталей машин. Встановлено, що серед металевих покриттів найчастіше використовуються хромові покриття. Ці покриття наносять на поверхню сталевих деталей машин у спокійному або протічному електроліті. Обґрунтовано переваги електрохемічного хромування у протічному електроліті порівняно з електрохемічним хромуванням у спокійних електролітах. Доведено, що хромування забезпечує значне підвищення зносостійкості та стійкості до корозії, але викликає зниження втомної міцності сталевих деталей машин. Проведено аналіз операцій механічної обробки — шліфування, хонінгування поверхонь з хромовими покриттями та алмазне вигладжування. Метою роботи є дослідження впливу технологічних режимів алмазного вигладжування на напружено-деформований стан електрохемічного хромового покриття, нанесеного на крицеву основу. Розроблено скінченно-елементний модель процесу вигладжування алмазним інструментом хромового покриття, нанесеного на циліндричну деталь зі криці 40ХН. Досліджено вплив глибини алмазного вигладжування на напружено-деформований стан деталі з хромованим покриттям. Встановлено, що за глибини вигладжування $t$ = 8 мкм залишкові напруження стиску знаходяться на глибині 80–100 мкм для обох досліджуваних товщин покриттів, що сприятиме підвищенню втомної міцності деталей.

Ключові слова: електрохемічне хромове покриття, електроліт, алмазний індентор, довгомірні деталі, напруження Мізеса.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i02/0239.html

PACS: 46.15.-x, 46.55.+d, 46.70De, 61.82Bg, 68.35bd, 81.15Pq, 81.40Pq, 82.45Bb

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. O. Bazaluk, O. Slabyi, V. Vekeryk, A. Velychkovych, L. Ropyak, and V. Lozynskyi, Energies, 14, No. 12: 3514 (2021). Crossref
  2. V. Moisyshyn and K. Levchuk, Min. Miner. Depos., 10, No. 3: 65 (2016). Crossref
  3. I. Shatskyi, I. Vytvytskyi, M. Senyushkovych, and A. Velychkovych, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 564, No. 1: 12073 (2019). Crossref
  4. A. Syrotyuk, O. Vytyaz, and J. Ziaja, Min. Miner. Depos., 11, No. 4: 96 (2017) (in Ukrainian). Crossref
  5. L. Poberezhny, I. Chudyk, A. Hrytsanchuk, O. Mandryk, T. Kalyn, H. Hrytsuliak, and Y. Yakymechko, Management Systems in Production Engineering, 28, Iss. 3: 141 (2020). Crossref
  6. O. Ivanov, P. Prysyazhnyuk, D. Lutsak, O. Matviienkiv, and V. Aulin, Management Systems in Production Engineering, 28, Iss. 3: 178 (2020). Crossref
  7. M. Bembenek, P. Prysyazhnyuk, T. Shihab, R. Machnik, O. Ivanov, and L. Ropyak, Materials, 15, No. 14: 5074 (2022). Crossref
  8. B. Trembach, A. Grin, N. Makarenko, S. Zharikov, I. Trembach, and O. Markov, J. Mater. Res. Technol., 9, Iss. 5: 10520 (2020). Crossref
  9. J. Pawlik, J. Cieślik, M. Bembenek, T. Góral, S. Kapayeva, and M. Kapkenova, Materials, 15, No. 17: 6019 (2022). Crossref
  10. V. V. Shyrokov, K. B. Vasyliv, Z. A. Duryahina, H. V. Laz’ko, and N. B. Rats’ka, Mater. Sci., 45, No. 4: 473 (2009). Crossref
  11. S. I. Kryshtopa, D. Y. Petryna, I. M. Bogatchuk, I. B. Prun’ko, and V. M. Mel’nyk, Mater. Sci., 53, No. 3: 351 (2017). Crossref
  12. V. Tarelnyk, I. Konoplianchenko, N. Tarelnyk, and A. Kozachenko, Mater. Sci. Forum, 968: 131 (2019). Crossref
  13. Z. A. Duryagina, S. A. Bespalov, V. Ya. Pidkova, and D. Yu. Polockyj, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 33: 393 (2011).
  14. M. Dutkiewicz, A. Velychkovych, I. Shatskyi, and V. Shopa, Materials, 15, No. 13: 4671 (2022). Crossref
  15. O. Bazaluk, O. Dubei, L. Ropyak, M. Shovkoplias, T. Pryhorovska, and V. Lozynskyi, Energies, 15, No. 1: 83 (2022). Crossref
  16. I. Drach, V. Royzman, A. Bubulis, and K. Juzėnas, Mechanika, 27, No. 1: 45 (2021). Crossref
  17. V. Kotsyubynsky, L. Shyyko, T. Shihab, P. Prysyazhnyuk, V. Aulin, and V. Boichuk, MaterialsToday: Proceedings, 35, Part 4: 538 (2019). Crossref
  18. M. M. Student, I. B. Ivasenko, V. M. Posuvailo, H.H. Veselivs’ka, A. Y. Pokhmurs’kyi, Y. Y. Sirak, and V. M. Yus’kiv, Mater. Sci., 54, No. 6: 899 (2019). Crossref
  19. M. Bembenek, T. Mandziy, I. Ivasenko, O. Berehulyak, R. Vorobel, Z. Slobodyan, and L. Ropyak, Sensors, 22, No. 19: 7600 (2022). Crossref
  20. S. J. Asadauskas, A. Griguceviien, K. Leinartas, and D. Brainskien, Tribol. Int., 44, No. 5: 557 (2011). Crossref
  21. V. A. Vynar, V. I. Pokhmurs’kyi, I. M. Zin’, K. B. Vasyliv, and O. P. Khlopyk, Mater. Sci., 53, No. 5: 717 (2018). Crossref
  22. N. A. Dolgov, Strength Mater., 48, No. 5: 658 (2016). Crossref
  23. L. Y. Ropyak, M. V. Makoviichuk, I. P. Shatskyi, I. M. Pritula, L. O. Gryn, and V. O. Belyakovskyi, Funct. Mater., 27, No. 3: 638 (2020).
  24. M. Bembenek, M. Makoviichuk, I. Shatskyi, L. Ropyak, I. Pritula, L. Gryn, and V. Belyakovskyi, Sensors, 22, No. 21: 8105 (2022). Crossref
  25. I. P. Shatskii, J. Math. Sci., 103, No. 3: 357 (2001). Crossref
  26. I. P. Shatskyi, M. V. Makoviichuk, and A. B. Shcherbii, Proceedings of the 11th Int. Conf. Shell Structures: Theory and Applications, (SSTA 2017) (October 11-13, 2017), Gdansk, Poland. Shell Structures: Theory and Applications (Eds. W. Pietraszkiewicz and W. Witkowski) (CRC Pressr, London: 2017), vol. 4, p. 165. Crossref
  27. R. M. Tatsii and O. Y. Pazen, J. Eng. Phys. Thermophys., 91, No. 6: 1373 (2018). Crossref
  28. A. I. Bandura and O. B. Skaskiv, Rocky Mountain J. Math., 49, No. 4: 1063 (2019). Crossref
  29. R. M. Tatsii, M. F. Stasyuk, and O. Y. Pazen, J. Eng. Phys. Thermophys., 94, No. 2: 298 (2021). Crossref
  30. Y. Kusyi and V. Stupnytskyy, Advances in Design, Simulation and Manufacturing III. DSMIE 2020. Lecture Notes in Mechanical Engineering (Eds. V. Ivanov, et al.) (Springer, Cham: 2020), p. 276. Crossref
  31. Ya. Kusyi, V. Stupnytskyy, O. Onysko, E. Dragašius, S. Baskutis, and R. Chatys, Eksploatacja i Niezawodność—Maintenance and Reliability, 24, No. 4: 655 (2022). Crossref
  32. V. B. Kopei, O. R. Onysko, and V. G. Panchuk, J. Phys. Conf. Ser., 1426, No. 1: 012033 (2020). Crossref
  33. Y. M. Kusyi and A. M. Kuk, J. Phys. Conf. Ser., 1426, No. 1: 012034 (2020). Crossref
  34. T. Shihab, P. Prysyazhnyuk, I. Semyanyk, R. Anrusyshyn, O. Ivanov, and L. Troshchuk, Management Systems in Production Engineering, 28, No. 2: 84 (2020). Crossref
  35. S. Krivileva, A. Zakovorotniy, V. Moiseev, N. Ponomareva, A. Rassokha, and O. Zinchenko, Funct. Mater., 26, No. 2: 347 (2019). Crossref
  36. T. M. Radchenko, O. S. Gatsenko, V. V. Lizunov, and V. A. Tatarenko, Prog. Phys. Met., 21, No. 4: 580 (2020). Crossref
  37. A. B. Melnick, V. K. Soolshenko, and K. H. Levchuk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 10: 1387 (2020). Crossref
  38. V. S. Protsenko, L. S. Bobrova, S. A. Korniy, A. A. Kityk, and F. I. Danilov, Funct. Mater., 25, No. 3: 539 (2018). Crossref
  39. V. S. Protsenko, L. S. Bobrova, A. S. Baskevich, S. A. Korniy, and F. I. Danilov, J. Chem. Technol. Metall., 53, No. 5: 906 (2018).
  40. O. Ya. Dubei, T. F. Tutko, L. Ya. Ropyak, and M. V. Shovkoplias, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 44, No. 2: 251 (2022) (in Ukrainian). Crossref
  41. V. Meinhold, D. Höhlich, T. Mehner and T. Lampke, Coatings, 12, No. 1: 56 (2022). Crossref
  42. Y. Gu, H. Zhang, X. Fu, L. Wang, Z. Shen, J. Wang, Z. Song, and L. Zhang, Materials, 14, No. 10: 2487 (2021). Crossref
  43. S. Shabbir, S. D. Garvey, S. M. Dakka, and B. C. Rothwell, Coatings, 11, No. 2: 156 (2021). Crossref
  44. S. Li, Z. Yang, Q. Wan, J. Hou, Y. Xiao, X. Zhang, R. Gao, and L. Meng, Coatings, 12, No. 9: 1275 (2022). Crossref
  45. D. M. Galimov, D. V. Ardashev, and A. A. Dyakonov, Solid State Phenomena, 299 SSP: 872 (2020). Crossref
  46. A. Raza and S. Kumar, Tribol. Int., 174: 107717 (2022). Crossref
  47. S. P. Chenakin, B. N. Mordyuk, and N. I. Khripta, Appl. Surf. Sci., 470: 44 (2019). Crossref
  48. D. Pavlenko, E. Kondratiuk, Y. Torba, Y. Vyshnepolskyi, and D. Stepanov, Eastern-European J. Enterprise Technol., 1: 31 (2022). Crossref
  49. V. I. Kyryliv, V. I. Gurey, O. V. Maksymiv, I. V. Hurey, and Y. O. Kulyk, Mater. Sci., 57, No. 3: 422 (2021). Crossref
  50. O. V. Maksymiv, V. I. Kyryliv, V. P. Chaikovskyi, B. R. Tsizh, A. M. Kostruba, and V. I. Hurei, Mater. Sci., 56, No. 4: 523 (2021). Crossref
  51. I. Shepelenko, Y. Tsekhanov, M. Storchak, Y. Nemyrovskyi, and V. Cherkun, Advanced Manufacturing Processes II. InterPartner 2020. Lecture Notes in Mechanical Engineering. (Eds. V. Tonkonogei, et al.) (Springer, Cham: 2021), p. 619. Crossref
  52. O. Onysko, V. Kopei, I. Medvid, L. Pituley, and T. Lukan, Advances in Design, Simulation and Manufacturing III. DSMIE 2020. Lecture Notes in Mechanical Engineering (Eds. V. Ivanov, et al.) (Springer, Cham: 2020), p. 432. Crossref
  53. V. Kopei, O. Onysko, V. Panchuk, L. Pituley, and I. Schuliar, Advanced Manufacturing Processes III. InterPartner 2021. Lecture Notes in Mechanical Engineering (Eds. V. Tonkonogei, et al.) (Springer, Cham: 2022), p. 395. Crossref
  54. A. Saldaña-Robles, H. Plascencia-Mora, E. Aguilera-Gómez, A. Saldaña-Robles, A. Marquez-Herrera and J. A. Diosdado-De la Peña, Surf. Coat. Technol., 339: 191 (2018). Crossref
  55. D. F. Silva-Álvarez, A. Márquez-Herrera, A. Saldana-Robles, M. Zapata-Torres, R. Mis-Fernández, J. L. Pena-Chapa, J. Moreno-Palmerín, and E. Hernández-Rodríguez, J. Mater. Res. Technol., 9, No. 4: 7592 (2020). Crossref
  56. W. Brostow, K. Czechowski, W. Polowski, P. Rusek, D. Toboła, and I. Wronska, Mater. Res. Innovations, 17, No. 4: 269 (2013). Crossref

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 2000–2023 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»