Хімко Андрій Миколайович. Підвищення зносостійкості деталей з титанових сплавів плазмовими покриттями

Краткое описание

Хімко Андрій Миколайович. Підвищення зносостійкості деталей з титанових сплавів плазмовими покриттями : Дис... канд. наук: 05.02.04 - 2008.

Хімко А.М. Підвищення зносостійкості деталей з титанових сплавів плазмовими покриттями. Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.02.04 тертя та зношування в машинах. Національний авіаційний університет, Київ, 2008.
Виконано аналіз існуючих методів зміцнення і досліджень, пов'язаних з відновленням титанових деталей. Проаналізовано демпфуючі здатності деяких матеріалів. Представлено результати випробувань плазмових покриттів на фретинг-корозію, а також при постійній швидкості ковзання і шляху тертя; визначено вплив плазмових покриттів на межу витривалості високоміцного титанового сплаву ВТ-22; проведено випробування в умовах динамічного навантаження; досліджено міцність зчеплення покриттів залежно від товщини і підшару. Визначено перехідні області параметрів зовнішнього навантаження у зв'язку зі зміною процесів контактної взаємодії з механохімічних на втомно-абразивні і закономірностей зношування з лінійних на параболічні. Визначено основні закономірності контактної взаємодії плазмових покриттів і сплаву ВТ-22 при динамічному навантаженні з просковжуванням і динамічному навантаженні з циклічним знакозмінним ковзанням. Встановлено чинники зовнішнього навантаження, що визначають знос та проведено їх числову оцінку. Визначено оптимальне покриття для нанесення на поверхні деталей з титанових сплавів, що володіє високою зносостійкістю в умовах фретинг-корозії. Показано істотне значення демпфуючої здатності покриттів у забезпеченні високої зносостійкості. Розроблено пристосування для підготовки рейок до відновлення і обробки поверхні рейки після напилення покриття. Розроблено методику проведення випробувань.

Виконані дослідження дозволили зробити такі основні висновки:
1. Встановлено основні закономірності процесів контактної взаємодії плазмових покриттів на титанових сплавах в умовах фретинг-корозії. Визначено перехідні області параметрів зовнішнього навантаження (амплітуди і навантаження) у зв'язку зі зміною процесів контактної взаємодії з механохімічних на втомно-абразивні і закономірностей зношування з лінійних на параболічні (наприклад, якщо 10 30 МПа то 200 230 мкм, 40 МПа то 170 180 мкм). Визначено області працездатності плазмових покриттів в умовах фретинг-корозії.
2. Вперше визначені основні закономірності контактної взаємодії плазмових покриттів і сплаву ВТ-22 в парі зі сталлю 95Х18Ш в умовах динамічного навантаження з просковжуванням і динамічного навантаження з циклічним знакозмінним ковзанням. Показано, що використання покриття молібдену збільшує зносостійкість високоміцного титанового сплаву ВТ-22 в 20 разів в умовах динамічного навантаження з циклічним знакозмінним ковзанням. Показано, що зносостійкість сплаву ВТ-22 погіршується в десятки разів, а плазмових покриттів в 3 5 раз при випробуваннях на динамічне навантаження з циклічним знакозмінним ковзанням порівняно з динамічним навантаженням з просковжуванням.
3. Визначено, що плазмові покриття знижують межу витривалості сплаву ВТ-22. Запропоновано, що при виборі покриттів необхідно ґрунтуватися на близькість значення модуля пружності покриття до матеріалу деталі, що забезпечує мінімум зниження. Встановлено, що зі збільшенням амплітуди і зменшенням частоти та кількості циклів напрацювання, при постійному шляху тертя пошкоджувальність плазмових покриттів збільшується унаслідок дії на поверхні тертя втомних процесів.
4. Встановлено, що молібден зберігає достатню здатність релаксації в широкому діапазоні фретинг-корозії, що підтверджують наші експериментальні результати досліджень.
5. Розроблено практичні рекомендації щодо зміцнення і відновлення рейок механізації крила літаків, виконаних з високоміцного титанового сплаву ВТ-22, які упроваджені на АНТК ім. О.К. Антонова на літаки Ан-148-100 (моделі Ан-148-100А, Ан-148-100В, Ан-148-100Е). Розроблено алгоритм, визначено принципи і вимоги до покриття для відновлення рейок механізації крила літаків.