Опубликовать статью Вход и регистрация
Расширенный поиск
Разделы статьи

ЭФФЕКТ СИНЕРГИЗМА АНТИФРИКЦИОННЫХ И ИЗНОСОСТОЙКИХ СВОЙСТВ В КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЯХ С ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ ГРАДИЕНТОМ КОНЦЕНТРАЦИИ ТВЕРДОЙ КОМПОНЕНТЫ

Научная статья
Щербаков И.Н.
Попов С.В.
Иванов В.В.
Выпуск: № 3 (22), 2014
Опубликована:
2014/04/08
PDF

Щербаков И.Н., Попов С.В., Иванов В.В.

Кандидат технических наук, доцент, студент, кандидат химических наук, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

ЭФФЕКТ СИНЕРГИЗМА АНТИФРИКЦИОННЫХ И ИЗНОСОСТОЙКИХ СВОЙСТВ В КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЯХ С ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ ГРАДИЕНТОМ КОНЦЕНТРАЦИИ ТВЕРДОЙ КОМПОНЕНТЫ

Аннотация

Проанализирован эффект синергизма антифрикционных и износостойких свойств в композиционных покрытиях на основе натриевого жидкого стекла с положительным градиентом концентрации твердой компоненты.

Ключевые слова: композиционные покрытия, трение, износ, синергизм свойств.

Shcherbakov I.N., Popov S.V., Ivanov V.V.

PhD in Technique, associate professor, student, PhD in Chemistry, associate professor, Platov’s South-Russian state Polytechnic University (NPI)

SYNERGISM EFFECT OF THE ANTI-FRICTIONAL PROPERTIES AND FIRMNESS TO WEAR INTO COMPOSITIONAL COATINGS WITH POSITIVE CONCENTRATION GRADIENT OF THE SOLID COMPONENT

Abstract

The synergism effect of the anti-frictional properties and firmness to wear into compositional coatings with positive concentration gradient of the solid component was analyzed.

Keywords: compositional coatings, friction, wear, synergism of the properties.

В соответствии с моделью «концентрационной волны» [1-18] свойства антифрикционного и износостойкого композиционного покрытия с постоянным градиентом концентрации твердой компоненты (grada = (Da/xп) > 0) могут быть представлены следующим образом: скорость линейного износа

03-10-2019 10-55-25

коэффициент трения

03-10-2019 10-55-40

где 03-10-2019 10-57-12 - объемная доля твердой компоненты композиционного покрытия, предполагается линейная зависимость 03-10-2019 10-57-28 символ <α> - средняя величина концентрации твердой компоненты композиционного покрытия; k - размерный фактор, характеризующий степень дисперсности твердой компоненты в поверхностном слое покрытия, kн - параметр, учитывающий объемную долю в поверхностном слое нанофрагментов твердой компоненты с определенной формой.

Для градиентных композиционных покрытий на основе натриевого жидкого стекла проанализированы возможное фазово-разупорядоченное состояние и вероятность образования наночастиц фаз твердой компоненты покрытий с определенной формой [19-21]. Проведен расчет характеристик этих покрытий в соответствии с предложенной моделью синергизма. Экспериментально установлено, что применение композиционных покрытий на легированных сталях приводит к устойчивому снижению fтр (~ на 20%) и уменьшению Iл поверхности покрытия (~ на 35-50%) [19, 21], что согласуется с предположением о присутствии на поверхности покрытий кремнийсодержащих наночастиц (диаметром 0,7…2,5 нм) сферической и цилиндрической формы [19-23].

Литература

  1. Иванов В.В. Состояние структурно-фазовой разупорядоченности и свойства неорганических материалов // Изв.вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки, 2001. №3. С.60-61.
  2. Иванов В.В., Логинов В.Т., Башкиров О.М. и др. Структурно-фазовая разупорядоченность на поверхности химически осажденного никель-фосфорного покрытия // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки, 2002. №3. С.54-55.
  3. Иванов В.В., Иванов А.В., Балакай В.И., Арзуманова А.В. Анализ синергетического эффекта в композиционных электролитических покрытиях никель-бор-фторопласт // Журн. прикладной химии, 2006. Т.79. Вып.4. С.619-621.
  4. Иванов В.В., Курнакова Н.Ю., Арзуманова А.В. и др. Анализ синергетического эффекта в композиционных электролитических покрытиях никель-фторопласт // Журн. прикладной химии, 2008. Т.81. Вып. 12. С.2059-2061.
  5. Иванов В.В., Щербаков И.Н. Моделирование композиционных никель-фосфорных покрытий с антифрикционными свойствами. Ростов н/Д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион», 2008. 112 с.
  6. Иванов В.В., Балакай В.И., Арзуманова А.В., Балакай И.В. Анализ фазовой разупорядоченности в электролитических покрытиях никель-бор // Журн. прикладной химии, 2009. Т.82. Вып. 5. С.797-802.
  7. Кукоз Ф.И., Балакай В.И., Иванов В.В. и др. Анализ синергетического эффекта в композиционных электролитических покрытиях никель-фторопласт // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. Спецвыпуск. 2007. С.94-99.
  8. Кукоз Ф.И., Иванов В.В., Балакай В.И. и др. Анализ синергетического эффекта в электролитических покрытиях на основе никеля // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.  2007.  № 5.  С.56-58.
  9. Иванов В.В., Кукоз Ф.И., Балакай В.И., Христофориди М.П. Анализ фазовой разупорядоченности в электролитических покрытиях никель-бор // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.  2008.  № 4.  С.123-128.
  10. Балакай В.И., Иванов В.В., Сметанкин Г.П., Балакай И.В. Анализ синергического эффекта наночастиц композиционных электролитических покрытий никель – фторопласт в узлах трения // Вестник ВЭлНИИ, 2009. Вып.1 (57). С.32-41.
  11. Кукоз Ф.И., Иванов В.В., Сметанкин Г.П., Балакай И.В. Использование синергического эффекта в покрытиях никель-бор-фторопласт для узлов трения подвижного состава // Вестник ВЭлНИИ, Новочеркасск, 2007.  Вып. 1 (53): С. 92-97.
  12. Балакай В.И., Иванов В.В., Сметанкин Г.П., Мурзенко К.В. Антифрикционные и износостойкие композиционные покрытия с проявлением синергетического эффекта при трении для использования на железнодорожном транспорте // Вестник ВЭлНИИ, 2013. Вып.2 (66). С.121-128.
  13. Иванов В.В., Щербаков И.Н. Моделирование антифрикционных свойств однородных композиционных покрытий на поверхности стальных деталей узлов трения с учетом свойств твердого контр-тела и смазочного материала. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2010. №5.С.72-75.
  14. Иванов В.В., Щербаков И.Н. Моделирование антифрикционных свойств однородных композиционных покрытий на поверхности стальных деталей узлов трения с учетом свойств твердой компоненты контр-тела. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.  2010. №6. С.79-82.
  15. Щербаков И.Н., Иванов В.В., Логинов В.Т., и др. Химическое наноконструирование композиционных материалов и покрытий с антифрикционными свойствами. Ростов н/Д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки», 2011. 132 с.
  16. Иванов В.В., Щербаков И.Н. Моделирование антифрикционных свойств композиционных покрытий с учетом вероятных конфигураций межфазных границ // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2011.  №3. С.54-57.
  17. Иванов В.В., Щербаков И.Н. Анализ возможных модификаторов для получения композиционных Ni-P покрытий с антифрикционными свойствами // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2011. №5. С.47-50.
  18. Иванов В.В., Щербаков И.Н. Возможное влияние медьсодержащих модифицирующих добавок на фрикционные свойства композиционных Ni-P покрытий // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2011. №6. С.99-102.
  19. Иванов В.В., Марченко С.И., Иванов А.В., и др. Моделирование фазовой разупорядоченности на поверхности антифрикционного износостойкого материала системы «жидкое стекло - сталь» в присутствии добавок с разной окислительной способностью // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2004. Приложение №9. С.141-147.
  20. Иванов В.В. Концепция фазово-разупорядоченного состояния поверхности антифрикционных и износостойких покрытий на сталях // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2005. № S1. С.128-130.
  21. Иванов В.В., Марченко С.И. Фазово-разупорядоченное состояние поверхности стальных изделий, модифицированных водным раствором на основе силиката натрия // Научная мысль Кавказа. Спецвыпуск, 2006. С.87-89.
  22. Иванов В.В., Щербаков И.Н., Иванов А.В.Повышение долговечности работы стальных деталей узлов трения путем создания композиционного покрытия в водно-модифицирующем растворе на основе силиката натрия // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.  2010.  № 1. С.84-87.
  23. Иванов В.В. Моделирование кремнийсодержащих наночастиц на поверхности композиционных покрытий на основе жидкого стекла// Междунар. науч.-иссл. журнал = Research Journal of International Studies, 2013. №8-1. С.65-66.