Игорь Николаевич Щербаков – кандидат технических наук, доцент кафедры «Эксплуатация транспортных средств и логистика».
344000, Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Igor N. Shcherbakov – Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department «Operation of vehicles and logistics».
Gagarin square, Rostov-on-Don 344000
Бадрудин Гасанович Гасанов – доктор технических наук, профессор кафедры «Автомобили и транспортнотехнологические комплексы».
346428, Ростовская обл., Новочеркасск, ул. Просвещения, 132
Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Department «Cars and transport and technological complexes».
132 Prosveshcheniya st., Rostov reg., Novocherkassk 346428
Показано влияние температуры раствора на скорость осаждения композиционных никель-фосфорных покрытий, модифицированных нитридом бора и политетрафторэтиленом, на порошковые образцы из улучшаемых сталей марок П40, П40Х и П40ХН, полученных горячей штамповкой пористых спеченных заготовок. Экспериментально установлено, что в интервале температур 70–90 °С средняя скорость осаждения модифицированных BN и (C2F4)n-покрытий составляет 15–19 мкм/ч, а химический состав улучшаемых сталей и геометрия поверхности образцов практически не влияют на скорость их наращивания. Предложен механизм формирования структуры и свойств Ni–P-покрытий без добавок и модифицированных нитридом бора и политетрафторэтиленом в процессах осаждения, спекания и приработки. Установлено, что непосредственно после осаждения Ni–P-покрытие имеет аморфную структуру с включениями частиц никеля, а его микротвердость без добавки модификаторов не превышает 380–390 МПа. На стадии приработки в режиме сухого трения в модифицированных Ni–P-покрытиях образуются фазы Ni12P5 и Ni2P, позволяющее повысить их трибологические характеристики, а при установившемся режиме в них протекает фазовое разупорядочивание. Экспериментально выявлено, что при введении в Ni–P-покрытие только (C2F4)n коэффициент трения и износ снижаются в 1,3 раза, при добавлении одного BN – в 1,6 раза, а при совместном введении BN и (C2F4)n – почти в 2 раза. Установлено, что при совместном (комплексном) модифицировании Ni–P покрытий BN и (C2F4)n после термообработки никель практически не окисляется, в процессе приработки в покрытии образуется борид никеля типа NiB, содержание которого при выходе на стационарный режим трения не уменьшается, что стабилизирует триботехнические характеристики покрытия. В процессе приработки коэффициент трения состава покрытия Ni–P + BN + (C2F4)n снижается с 0,28 до 0,19, а скорость изнашивания в режиме стационарного трения составляет 1,5 мг/ч. Теоретически и экспериментально обоснована эффективность нанесения антифрикционных никель-фосфорных покрытий, модифицированных BN + (C2F4)n, на изделия из конструкционных улучшаемых сталей, полученных различными методами.
The paper shows the effect of solution temperature on the deposition rate of applying composite nickel-phosphorus coatings modified with boron nitride and polytetrafluoroethylene to powder samples made of improved P40, P40Kh and P40KhN steels obtained by hot stamping of porous sintered blanks. It has been experimentally established that within the range of 70–90 °C, the average deposition rate of modified BN and (C2F4)n coatings is 15–19 μm/h, while the chemical composition of the improved steels and the surface configuration of the samples have no effect on the coating build-up rate. The mechanism of the formation of the structure and properties of nickel-phosphorus coatings (NiPC) without additives and those of NiPC modified with boron nitride and polytetrafluoroethylene during deposition, sintering and running-in is revealed. It has been established that immediately after deposition, Ni–P coating has an amorphous structure with inclusions of nickel particles, and its microhardness does not exceed 380–390 MPa with no modifiers added. In the dry friction mode at the running-in stage, Ni12P5 and Ni2P phases are formed in the modified Ni–P coatings, allowing to improve their tribological properties, and in the steady-state mode, the phase disordering of the modified NiPC proceeds. It has been experimentally revealed that the coefficient of friction and wear decrease by 1.3 times when only (C2F4)n is introduced into Ni–P coating, these indices decrease by 1.6 times when only BN is added, and they decrease almost twice when BN and (C2F4)n are introduced together. It has been established that upon the combined (complex) modification of NiPC with BN and (C2F4)n after the heat treatment, there is almost no nickel oxide phase, nickel boride of NiB type is formed in the coating during running-in, and its content does not decrease when entering the stationary friction mode, thus increasing tribotechnical properties of the coating. During running-in, the coefficient of friction of Ni–P + BN + (C2F4)n coating decreases from 0.28 to 0.19, and the wear rate of such a coating in the stationary friction mode is 1.5 mg/h. The efficiency of applying the antifriction nickel-phosphorus coatings modified with BN + (C2F4)n to the products made of the improved structural steels obtained by various methods has been theoretically and experimentally substantiated.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.