Анализ и выбор антифрикционных износостойких покрытий Технология нанесения антифрикционных износостойких покрытий на рабочие пары (плунжер- втулка, подпятник-наклонная шайба).

Существует несколько разновидностей технологий нанесения покрытий:

газотермическое напыление(плазменное напыление, газопламенное напыление, детонационное напыление, электродуговое напыление, высокоскоростное напыление), плазменно-дуговая наплавка, плазменная наплавка напылением, скоростная плазменная наплавка, газопламенная наплавка, плазменная закалка, плазменная модификация, вакуумные методы нанесения покрытий, финишное плазменное упрочнение(ФПУ).

Рассмотрим обеспечение повышения работоспособности пар трения за счет использования уникальных возможностей прогрессивных процессов напыления и наплавки порошковых материалов, финишного плазменного упрочнения, плазменной закалки и плазменной модификации.

ЦЕЛЬ ПРОЦЕССОВ - изготовление новых или восстановление изношенных деталей и изделий с антифрикционными свойствами поверхности, обладающими повышенной стойкостью против задиров и схватывания, стойкостью против водородного изнашивания, обеспечивающими наилучшие условия удержания смазочного материала, уменьшение времени приработки, снижение шума и вибрации. Процессы предназначены для обработки деталей из углеродистых, легированных сталей и цветных сплавов.

СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССОВ СОСТОИТ:

в нанесении антифрикционных покрытий толщиной от десятых долей до нескольких миллиметров из порошковых материалов (металлических, керамических, полимерных) на поверхность деталей ручными или механизированными плазмотронами, газопламенными горелками, обеспечивающими универсальность процессов, гибкость регулирования режимов (процессы плазменной наплавки и газотермического напыления);

в нанесении тонкопленочного (2-4 мкм) аморфного покрытия при атмосферном давлении малогабаритным ручным плазмотроном за счет плазмохимических реакций при использовании специальных жидких препаратов (процесс финишного плазменного упрочнения);

повышении антифрикционных свойств поверхностного слоя основного металла двух или одной из сопряженных деталей пар трения за счет обработки поверхности специальными плазменными дугами или струями (процессы плазменной закалки и плазменной модификации).

Эффект от реализации процессов состоит в изменении физико-механических свойств новых или восстановленных рабочих поверхностных слоев: уменьшении коэффициента трения, увеличении микротвердости, создании сжимающих остаточных напряжений, залечивании микродефектов, образовании на поверхности диэлектрического и коррозионностойкого пленочного покрытия с низким коэффициентом теплопроводности, химической инертностью и специфической топографией поверхности и других факторах.

МАТЕРИАЛЫ АНТИФРИКЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ, НАНОСИМЫЕ МЕТОДАМИ НАПЛАВКИ И НАПЫЛЕНИЯ:

металлические (баббиты, бронзы, чугуны), керамические (оксиды, карбиды, нитриды), полимерные (фторопласты, полиэтилены и др.), аморфные.

ВЫБОР АНТИФРИКЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ ПРОИЗВОДИТСЯ С УЧЕТОМ СЛЕДУЮЩИХ ТРЕБОВАНИЙ:

обеспечение заданной долговечности узла при необходимом значении коэффициента трения;

достаточная механическая прочность, для обеспечения жесткости сопряжений и выдерживания нормальных нагрузок;

соответствие теплофизических свойств, обеспечивающих работу в определенном тепловом режиме;

высокая износостойкость;

совместимость со смазочным материалом;

поддержание стабильного значения коэффициента трения в подвижном сопряжении;

хорошая прирабатываемость;

обеспечение минимального периода приработки;

исключение схватывания и задира;

в случае несовершенной смазки, а также кратковременных перерывов в подаче смазки к зоне контакта должны быть исключены повреждения трущихся поверхностей и выплавление антифрикционного слоя;

высокая теплопроводность при низком коэффициенте теплового расширения;

высокая коррозионная стойкость;

сохранение основных свойств материала в условиях воздействия таких эксплуатационных факторов как экстремальная температура и влажность, контакт с водой, смазочными и технологическими жидкостями, солнечной радиации и т.д.;

хорошая обрабатываемость;

сравнительная простота технологических процессов при изготовлении деталей и разработке эффективного контроля качества продукции;

возможность создания параметров шероховатости поверхностей трения близких к равновесным, т.е. обеспечивающим незначительный по длительности период приработки;

в некоторых случаях они должны обладать хорошей демпфирующей способностью, стабильностью линейных размеров при погружении в воду;

отсутствие разложения, выделения токсичных веществ, образования материалов, вызывающих загрязнение окружающей среды;

стойкость к микроорганизмам;

недефицитность.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ

По сравнению с аналогами - процессами избирательного переноса при трении, финишной антифрикционной безабразивной обработки (ФАБО), вибрационной обработки, алмазного выглаживания, создания регулярного микрорельефа, безабразивной ультразвуковой финишной обработки (БУФО), использования твердосмазочных веществ в качестве покрытий и модифицирующих присадок, применения геоэнергетических активаторов, триботехнических составов НИОД, процессы наплавки, напыления, финишного плазменного упрочнения, плазменной закалки и плазменной модификации, обладают следующими отличительными свойствами:

комплексным решением проблем упрочнения и восстановления размеров;

оптимальным изменением различных физико-механических свойств поверхностного слоя, приводящих к увеличению ресурса узла трения;

получением регламентированной пористости покрытия при использовании процессов напыления.