CHOICE OF AN OPTIMUM TECHNOLOGY AND PROCESS EQUIPMENT FOR FRICTION PAIR WORK SURFACE STRENGTHENING

О. Д. ГРИШКЕВИЧ

Автор(и)

О. Д. ГРИШКЕВИЧ Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України, вул. Лешко-Попеля, 15, 49005, Дніпро, Україна; e-mail: Gryshkevych.O.D@nas.gov.ua

Ключові слова:

поверхневе зміцнення, нанесення наноструктурних покриттів, модифікація структурно-фазового стану поверхневого шару, комплексні способи зміцнення поверхні, експертне оцінювання якості.

Анотація

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2025.02.111

Метою даної роботи є відбір та аналіз найбільш значущої науково-технічної інформації, необхідної для вирішення актуальних завдань істотного поліпшення функціональних і експлуатаційних характеристик машин і механізмів. Аналіз існуючих методів і способів зміцнення базується на визнанні принципової залежності фрикційних характеристик робочих поверхонь пар тертя від структурно-фазового стану поверхневого шару конструкційного матеріалу. Декларується твердження про те, що найбільш перспективні методи поверхневого зміцнення базуються на використанні ефектів фізичного впливу на поверхню концентрованими потоками енергетичних частинок. Стверджується, що найбільш перспективними методами модифікації фрикційних властивостей є іонно-плазмові і променеві технології поверхневого зміцнення. В роботі виконано порівняльний аналіз тринадцяти найбільш перспективних способів зміцнення поверхні і встановлена їх відносна ефективність для вирішення різних завдань поліпшення функціональних і експлуатаційних характеристик. Порівняльний аналіз формалізовано шляхом використання метода експертних оцінок. Розглянуто технології нанесення покриттів і технології дифузійної і імплантаційної модифікації структурно-фазового стану фрикційного шару. Розглянуто особливості плазмових технологічних пристроїв, придатних для реалізації різних способів поверхневого зміцнення. Розроблено рекомендації щодо раціонального застосування наявних технологій і технологічного обладнання. Особлива увага приділяється плазмовим технологічним пристроям для комплексного зміцнення. Пропонуються напрями подальшого розвитку поліфункціональних плазмових технологічних пристроїв. Рекомендації щодо вибору оптимальних плазмових пристроїв і реалізації різних плазмових технологій базуються на власному досвіді розроблення і застосування оригінальних плазмових пристроїв різних типів. Результати роботи можуть бути використані при розробці нового або модернізації наявного вакуумно-плазмового технологічного обладнання.

ПОСИЛАННЯ

1. Сулима В. А., Шулов В. А., Яrодкин Ю. Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. М.: Машиностроение, 1988. 240 с.

2. Мишин В. М. Управление качеством. М.: Изд-во ЮНИТИ-ДАНА, 2005. 463 с.

3. Орлов А. И. Организационно-экономическое моделирование. Ч. 2: Экспертные оценки. М.: Изд.-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. 486 с.

4. Степанова Т. Ю. Технологии поверхностного упрочнения деталей машин. Иваново: Иван. гос. хим.- технол. ун-т, 2009. 64 с.

5. Панин В. Е., Сергеев В. П., Панин А. В. Наноструктурирование поверхностных слоев конструкционных материалов и нанесение наноструктурных покритий. Томск: Изд-во Томского политех. Универ., 2010. 254 с.

6. Кузьмичев А. И. Магнетронные распылительные системы. Киев, Аверс, 2008. 244 с.

7. Визирь А. В., Окс Е. М., Щанин П. М. Несамостоятельный тлеющий разряд с полым катодом для широкоапертурных ионных источников. ЖТФ. 1997. Т. 67, № 6. С. 611-614. https://doi.org/10.1134/1.1258586

8. Сватковский И. В. Направления развития магнетронных распылительных систем. Доклады БГУИР. 2007. № 2(18). С. 112–121.

9. Мозгрин Д. В. Фетисов И. К., Ходаченко Г. В. Экспериментальное исследование сильноточных форм квазистационарного разряда низкого давления в магнитном поле. Физика плазмы. 1995. Т. 21, № 5. С. 422–433.

10. Кузьмичев А. И. Импульсные магнетронные распылительные системы. Сб. трудов Харьковской научной ассамблеи ISTFE-14. Харьков: ННЦ ХФТИ, 2014. С. 221–244.

11. Аксенов И. И., Андреев А. А., Белоус В. А. и др. Вакуумная дуга: источники плазмы, осаждение покрытий, поверхностное модифицирование. Киев: Наукова думка, 2012. 727 с.

12. Карпов Д. А., Кузнецов В. C., Литуновский В. Н. Снижение содержания макрофракций в вакуумно-дуговом осаждении покрытий. Препринт НИИЭФА П-0998. СПб.: ФГУП «НИИЭФА Д.В. Ефремова». 2011. 56 с.

13. Андреєв А. О., Павленко В. М., Сисоєв Ю. О. Технологія машинобудування. Основи отримання вакуумно-дугових покриттів. Харків: Нац. аерокосм. ун-т ім. М. Є. Жуковського «Харків. авіац. ін-т», 2018. 288 с.

14. Шулаев В. М., Андреев А. А., Горбань В. Ф. Сопоставление характеристик вакуумно-дуговых нано-структурных покрытий, осаждаемых при подаче на подложку высоковольтных импульсов. Физ. и инж. поверхности. 2007. Т. 5, № 1-2. С. 94–97.

15. Арзамасов Б. Н., Братухин Б. Н., Елисеев Ю. С.и др. Ионная химико-термическая обработка сплавов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. 400 с.

16. Каплун В. Г., Каплун П. В. Ионное азотирование в безводородных средах. Хмельницький: ХНУ, 2015. 318 с.

17. Карпов Д. А., Литуновский В. Н. Плазменно-иммерсионная ионная имплантация (ПИИИ): физические основы, использование в технологиях. СПб.: ФГУП, 2009. 62 с

18. Кадыржанов К. К. Ион.-луч. и ион.-плаз. модификация материалов. М.: изд. МГУ, 2005. 40 с.

19. Белый А. В. и др. Физические и технологические основы ионно-лучевой обработки материалов. Новополоцк: ПГУ, 2010. 84 с.

20. Белый А. В. Кукареко В. А.,. Лободаева О. В. и др. Ионно-лучевая обработка металлов, сплавов и керамических материалов. Минск: ФТИ, 1998. 218 с.

21. Бойцов А. Г., Машков Н. В., Смоленцев В. Л.. Упрочнение поверхностей деталей комбинированными способами. М.: Машиностроение, 1991. 144 с.

22. Мовчан Б. А., Малашенко. И. С. Жаростойкие покрытия, осаждаемые в вакууме. Киев: Наукова думка, 1983. 232 с.

23. Картмазов Г. Н. Поляков Ю. И., Слепцов С. Н. Покрытия, полученные атомно-ионным распылением в условиях электродуговой и высокочастотной ионизации. Харьков: Вопросы атомной науки и техники. 2011. № 2. С. 167–173.

24. Тумаркин А. В., Ходаченко Г. В. Магнетронный разряд с расплавленным катодом. Физика плазмы и плазменные методы. М.: НИЯУ «МИФИ», 2013. С. 276–282.

25. Блейхер Г. А., Кривобоков В. П., Третьяков Р. С. Модель эрозии поверхности жидкофазных мишеней магнетронных распылительных систем. Известия ВУЗов. Физика. 2011. Т. 11, Вып. 2. С. 148–153.

26. Борисов Д. П. и др. Вакуумный технологический комплекс «СПРУТ» для формирования высококачественных упрочняющих поверхностных структур изделий плазменными магнетронно-дуговыми методами. Взаимодействие излучений с твердым телом: материалы 8-ой междунар. конф., 23 – 25 сентября 2009. Минск. С. 299–301.

27. Берлин Е. В., Двинин С. А., Сейдман Л. А. Вакуумная технология и оборудование для нанесеия и травления тонких пленок. Москва: Техносфера, 2007. 176 с.

28. Маишев Ю. П., Виноградов М. И. Вакуумные процессы и оборудование ионно- и электронно-лучевой технологи. М.: Машиностроение, 1989. 56 с.

29. Саблев Л. П., Андреев А. А., Картмазов Г. Н. Некоторые характеристики сжатого дугового газового разряда с плазменным катодом. Сб. докл. Харьковской наноассамблеи. Харьков. 2006. С.158–162.

30. Саблев Л. П., Ломино Н. С., Ступак Р. И. Двухступенчатый вакуумно-дуговой разряд: характеристики и методы создания. Оборудование и технологи термической обработки металлов и сплавов. Сб. докл. VI Международ. конф. Харьков, 2005. Ч. 2. С. 159–169.