Russian Federation
The work objective is to search for new non-conventional struc-tural low-activated materials. The dispersion-strengthened micro-alloyed chrome-based alloys that show high mechanical-and-physical properties under the initial condition are described. The results of the comparative studies of the chromium structural behavior obtained by the galvanic and hot spraying methods ap-plied to the piston rings are quoted. This allows identify and assess the advantages of these coatings depending on the performance. Chromium rings wear – engine operating time experimental dependences are shown. The results of the quick and full-scale testing of various engines to determine the effect of the chromium coating composition on the size and behavior of the friction factor depending on the load are described. The feasibility of applying the diesel piston ring coatings under study is assessed.
adhesive and cohesive strength, gas-thermal and electrolyte chrome coatings, wear resistance, corrosion resistance, piston ring, hardness, heat resistance, friction, charging, Rehbinder effect.
Опыт эксплуатации сельскохозяйственных машин показывает, надежность дизельных в значительной степени от характеристик цилиндропоршневой группы и прежде всего — скорости изнашивания колец, которая не только и напряженно-деформируемым состоянием, также составом и технологией защитных покрытий [1 – 4].
Применение гальванических хромовых лишь частично задачи, связанные с повышением долговечности деталей. Так, широко гальванический способ хрома на поверхность поршневых снижает изнашивания всего 25–30 %, что недостаточно, особенно при повышенных давлениях сгорания в цилиндре, характерных для высокофорсированных дизелей [5, 6].
Повышение уровня форсирования дизелей ограничивает области применения данных технологий нанесения гальванических покрытий. В качестве причин могут быть названы температурная нестабильность, наводороживание поверхности, низкая смачиваемость маслом и возникающие прожоги и схватывания, а также недостаточная механическая прочность при увеличении толщины [7]. Кроме необходимо отметить высокую энергоемкость, процесса. Следует особо сказать о токсичности выделений и . Таким образом, перечисленные факторы стимулируют поиск ресурсосберегающих технологий.
В сложившихся условиях все более актуальной представляется необходимость изыскания путей замены гальванического хрома на хромсодержащие газотермические покрытия.
В время для долговечности и работоспособности в различных отраслях используются газотермические покрытия [8–11], которые придают поверхностным слоям уникальные свойства, отличающееся от материала основы. Это позволяет многократно триботехнические характеристики покрытий.
В статье рассматриваются процессы я триботехнических характеристик хромовых покрытий варьировании их состава в диапазоне поршневых колец двигателей.
О высоких характеристиках покрытий по антифрикционным свойствам свидетельствуют:
— результаты исследований трения и износа покрытий в условиях деталей цилиндропоршневой высокофорсированного дизельного [12–14];
— опыт поршневых колец.
В работе представлен экспериментов, позволяющих определить, каким образом основные технологические параметры газотермического и нанесения хромовых влияют на структуру и свойства получаемого слоя. В ходе исследования сравнивались свойства хромовых покрытий, полученных двумя указанными методами, и результаты их испытаний. На основе полученных таким образом данных оценивались эксплуатационные характеристики и затраты, связанные с перевооружением или модернизацией производства.
1. 1.Chernoivanov, V.I., et al. Nanomaterialy v tekhnicheskom servise sel´skokhozyaystvennykh mashin. [Nano-materials in the technical service of agricultural machinery.] Moscow: GOSNITI, 2010, 67 p. (in Russian).
2. Lyalyakin, V.P., et al. Povyshenie posleremontnoy bezotkaznosti DVS i transmissiy traktorov primeneniem na-nomaterialov. [Improvement of post overhaul ICE reliability and tractor transmissions by using nanomaterials.] Trudy GOS-NITI, 2013, vol. 113, pp. 90-98 (in Russian).
3. Solovyev, R.Y. Netraditsionnaya tribotekhnika v APK. [Nonconventional triboengineering in agroindustrial com-plex.] Vestnik Rossiyskoy akademii sel´skokhozyaystvennykh nauk, 2013, no. 1, pp. 76-78 (in Russian).
4. Solovyev, R.Y. ed. Bezyznosnaya ekspluatatsiya dvigatelya vnutrennego sgoraniya. [Wearless operation of the internal combustion engine.] Moscow: GOSNITI, 2015, 262 p. (in Russian).
5. Myakonkov, М.B. Sovershenstvovanie tekhnologii naneseniya iznosostoykikh pokrytiy na porshnevye kol´tsa sudovykh dizeley s uchetom ikh vibratsionnogo i napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya: dis ... kand. tekhn. nauk. [Improving wearfacing technique for piston rings of marine diesel engines based on their vibration and stress-strain state: Cand.Sci. (Eng.) diss.] St. Petersburg, 2012, 135 p. (in Russian).
6. Kravchenko, I.N., Bobryashov, E.M., Puzryakov, A.F. Obespechenie nadezhnosti adgezionnoy svyazi plazmen-nykh pokrytiy na porshnevykh kol´tsakh DVS s uchetom ikh teplovogo i termonapryazhennogo sostoyaniya. [Ensuring the reliability of the adhesive bond of plasma coatings on the piston rings engines based on their thermal and thermal stress state.] Mezhdunarodnyy zhurnal eksperimental´nogo obrazovaniya, 2013, no. 10, part 2, pp. 358-361 (in Russian).
7. Baldayev, S.L., et al. Sravnenie korrozionnoy stoykosti pokrytiya gal´vanicheskogo khroma i pokrytiya na osnove karbida vol´frama, nanesennykh vysokoskorostnym gazoplamennym napyleniem (HVOF). [Comparison of corrosion resistance of galvanic chromium coating and coating on basis of tungsten carbide, applied by method of high-speed flame spraying (NVOF).] Encyclopaedia of Chemical Engineer, 2009, no. 11, pp. 13-18 (in Russian).
8. Pilipenko, N.N. Maloaktiviruemye splavy na osnove khroma. [Low activation chromium alloys.] Problems of Atomic Science and Technology, 2007, no. 4, pp. 198-203 (in Russian).
9. Puzryakov, A.F., et al. Novye podkhody k povysheniyu resursa detaley mashinostroeniya metodami gazotermicheskogo napyleniya nanostrukturirovannykh materialov. [New approaches to improve of service life of mechanical engineering parts by gas-thermal spraying methods of nanostructured materials.] Repair, Reconditioning, Modernization, 2014, no. 6, pp. 32-35 (in Russian).
10. Kravchenko, I.N., et al. Resursosberegayushchie tekhnologii polucheniya funktsional´nykh nanostrukturirovan-nykh pokrytiy vysokoskorostnymi metodami naneseniya. [Resource-saving technologies of derivatization of functional nanostructured coatings by high-speed application methods.] Vestnik of DSTU, 2015, vol. 15, no. 3 (82), pp. 19-28 (in Rus-sian).
11. Baldayev, S.L., et al. Gazotermicheskoe napylenie. [Gasometric sputtering.] 2nd ed. Moscow: Staraya Basman-naya, 2015, 539 p. (in Russian).
12. Moshchenok, V.I., Nesterenko, E.A., Sagalovich, A.V. Opredelenie tribotekhnicheskikh kharakteristik kompozit-nykh ionno-plazmennykh pokrytiy dlya porshnevykh kolets dizel´nykh dvigateley. [Determination of tribological characteris-tics of the composite ion-plasma coatings for diesel piston rings.] Vestnik KhGADTU, 2009, no. 46, pp. 111-115 (in Russian).
13. Okolovich, G.A., et al. Tekhnologiya naneseniya iznosostoykogo pokrytiya stal´nykh porshnevykh kolets. [Tech-nology for deposition of wear-resistant coating of piston rings.] Obrabotka Metallov, 2012, no. 4 (57), pp. 50-52. (in Russian).
14. Kravchenko, I.N., Zubrilina, E.M., Markovchin, S.G., Shiyan, A.V. Issledovaniya prochnostnykh svoystv i ek-spluatatsionnykh kharakteristik khromovykh pokrytiy, poluchennykh razlichnymi metodami napyleniya. [Study of strength properties and operating characteristics of chromium coatings made by various spraying methods.] Repair, Reconditioning, Modernization, 2012, no. 6, pp. 27-30 (in Russian).
15. Kravchenko, I.N. Eksperimental´no-raschetnaya metodika opredeleniya prochnostnykh kharakteristik plazmen-nonapylennykh pokrytiy. [Experimental and computational procedure of determining the strength characteristics of plasma sprayed coatings.] Repair, Reconditioning, Modernization, 2006, no. 3, pp. 16-18 (in Russian).
16. Lunev, V.M., Nemashkalo, O.V. Adgezionnye kharakteristiki pokrytiy i metody ikh izmereniya. [Adhesion characteristics of coatings and methods of their performance measurement.] Journal of Surface Physics and Engineering, 2010, vol. 8, no. 1, pp. 64-71 (in Russian).
