Исследование трибологических свойств поверхностных МДО композитов на сплаве Д16Т

Эксплуатация изделий машиностроения, работающих в условиях интенсивного износа при повышенных скоростях вращения и нагрузках, приводит к их неизбежному износу и значительным потерям металла. Одним из способов получения износостойких поверхностей на изделиях, например, деталей пар трения, является метод микродугового оксидирования (МДО) алюминиевых сплавов. Метод позволяет получать плотные твердые поверхностные износостойкие композиты, основу которых составляют α-Al₂O₃ (корунд) и γ-Al₂O₃. Структура, состав и качество поверхности получаемого МДО-покрытия значительно влияют на эксплуатационные характеристики поверхности изделия. Цель работы — определение влияния пористости (10 и 16 %) и шероховатости поверхности (R_a, равной 2,7 и 0,51 мкм) МДО-композитов на сплаве Д16Т на трибологические свойства и оценка возможности применения МДО-покрытий в парах трения, в том числе в торцевых уплотнениях, в условиях сухого трения. Сравнительные испытания проводились на машине СМТ-1 в условиях сухого трения при удельном давлении в паре трения P = 0,5 МПа; продолжительность опыта — 90 – 91 мин для каждой пары трения. Исследования показали, что во многих парах трения происходили различного вида нарушения (разрушения) целостности покрытия, а также глубокое абразивное изнашивание. Пористость МДО-покрытия в интервале 10 – 16 % при различных значениях шероховатости не влияет на абразивный износ покрытия. Однако пористость 10 % и шероховатость поверхности R_a ≤ 0,51 ± 0,12 мкм предпочтительнее для достижения лучших трибологических характеристик поверхностных МДО-композитов на алюминиевом сплаве Д16Т.

1. Ramazanova Zh. M., Zamalitdinova M. G., Baidauletova M. Zh., Kovalenko M. V. Effect of micro arc oxidation on the properties of aluminum alloy samples / Комплексное использование минерального сырья. 2023. № 2(325). С. 39 – 46. DOI: 10.31643/2023/6445.16

2. Эпельфельд А. В., Белкин П. Н., Борисов А. М. и др. Современные технологии модификации поверхности материалов и нанесения защитных покрытий: в 3-х т. Т. I. Микродуговое оксидирование. — М. – СПб.: Реноме, 2017. — 648 с.

3. Хохлов А. Л., Марьин Д. М., Хохлов А. А. Влияние параметров технологического режима микродугового оксидирования на формирование толщины и пористости оксидного покрытия / Техника и оборудование для села. 2021. № 11(293). С. 40 – 43. DOI: 10.33267/2072-9642-2021-11-40-43

4. Кузнецов Ю. А., Марков М. А., Кравченко И. Н. и др. Технологические аспекты синтеза керамических покрытий проточным способом микродугового оксидирования / Новые огнеупоры, 2021. № 7. С. 45 – 49. DOI: 10.17073/1683-4518-2021-7-45-49

5. Дударева Н. Ю., Ситдиков В. М., Коломейченко А. В., Логачев В. Н. Влияние режимов процесса микродугового оксидирования на структуру формируемых покрытий / Мир транспорта и технологических машин. 2023. № 3 – 5(82). С. 3 – 8. DOI: 10.33979/2073-7432-2023-3-5(82)-3-8

6. Медведев Д. Л., Седова Н. А. Исследование микродугового оксидирования как метода улучшения технических характеристик сплавов алюминия марки AA5086 и титана марки ВТ6 / Безопасность труда в промышленности. 2023. № 9. С. 12 – 17. DOI: 10.24000/0409-2961-2023-9-12-17

7. Комаров А. И., Горанский Г. Г. Упрочнение стальных изделий микродуговым оксидированием с использованием алюминиевого подслоя, полученного холодным газодинамическим напылением / Механика машин, механизмов и материалов. 2018. № 3(44). С. 75 – 82. eLIBRARY ID: 35620366

8. Чернышов Н. С., Кузнецов Ю. А., Марков М. А. и др. Испытания на коррозионную стойкость оксидно-керамических покрытий, сформированных микродуговым оксидированием / Новые огнеупоры. 2020. № 4. С. 51 – 55. DOI: 10.17073/1683-4518-2020-4-51-55

9. Абрамова М. Г., Гончаров А. А., Никитин Я. Ю. Исследование коррозионной стойкости сплава АМг6 и стали 12Х18Н10Т в условиях нагружения и влияния факторов окружающей среды / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021. Т. 87. № 6. С. 33 – 40. DOI: 10.26896/1028-6861-2021-87-6-33-40

10. Кузнецов Ю. А. Исследование износостойкости покрытий, полученных микродуговым оксидированием / Новые материалы и технологии в машиностроении. 2010. № 11. С. 70 – 73. eLIBRARY ID: 22829724

11. Редькин В. Е., Ткаченко Ю. С., Суходаев П. О., Лямкин А. И. Устройство для испытаний материалов на трение и износ / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020. Т. 86. № 8. С. 66 – 71. DOI: 10.26896/1028-6861-2020-86-8-66-71

12. Прожега М. В., Смирнов Н. Н., Сомов О. В. и др. Исследование влияния материала подложки на износостойкость МДО-покрытий / Трение и смазка в машинах и механизмах. 2015. № 2. С. 44 – 48. eLIBRARY ID: 23067915

13. Слободов А. А., Марков М. А., Красиков А. В. и др. Аспекты термодинамического моделирования микродугового оксидирования алюминия и его сплавов в водных боратных электролитах / Проблемы машиностроения и автоматизации. 2021. № 2. С. 58 – 71. DOI: 10.52261/02346206-2021-2-58

14. Коломейченко А. В., Кравченко И. Н., Пузряков А. Ф. и др. Технология восстановления с упрочнением деталей машин на основе применения микродугового оксидирования / Строительные и дорожные машины. 2014. № 10. С. 16 – 21. eLIBRARY ID: 22000527

15. Коломейченко А. В., Логачев В. Н., Титов Н. В., Кравченко И. Н. Микродуговое оксидирование как способ повышения ресурса деталей машин при их производстве или восстановлении / Техника и оборудование для села. 2014. № 4. С. 30 – 35. eLIBRARY ID: 21432771

16. Коломейченко А. В., Логачев В. Н., Титов Н. В. Повышение ресурса деталей машин с использованием микродугового оксидирования / Технология машиностроения. 2014. № 9. С. 34 – 38. eLIBRARY ID: 22150388

17. Чавдаров А. В., Денисов В. А. Перспективы использования технологии МДО для двигателей внутреннего сгорания / Агроинженерия. 2020. № 5 (99). С. 38 – 42. DOI: 10.26897/2687-1149-2020-5-38-42

18. Зоренко Д. А. Влияние мелкодисперсных частиц твердого смазочного материала на износостойкость узлов трения с покрытиями, полученными микродуговым оксидированием / Механика и физика процессов на поверхности и в контакте твердых тел, деталей технологического и энергетического оборудования. 2021. № 14. С. 52 – 56. eLIBRARY ID: 46513097

19. Лесневский Л. Н., Ляховецкий М. А., Савушкина С. В. Фреттинг-износ композиционного керамического покрытия, полученного методом микродугового оксидирования на алюминиевом сплаве Д16 / Трение и износ. Т. 37. № 3. С. 345 – 351. eLIBRARY ID: 26250522

20. Почес Н. С., Малышев В. Н., Dörr N. Триботехнические исследования износостойких МДО- покрытий в экологических смазочных материалах / Инновации в сельском хозяйстве. 2018. ¹ 3(28). С. 467 – 473. eLIBRARY ID: 36314215