sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2023-20-4-458-473HIKZCCsibadi-1671Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTИсследования адгезионных и износоустойчивых свойств хромовых покрытий для восстановления деталей автомобилей и дорожно-строительной техникиStudies of adhesive and wear-resistant properties of chrome coatings for car parts and road construction equipment restorationКотомчинА. Н.KotomchinA. N.

Котомчин Алексей Николаевич – канд. техн. наук, доц. кафедры «Инженерные науки, промышленность и транспорт»

г. Тирасполь

Aleksei N. Kotomchin. Cand. of Sci., Associate Professor of the Engineering Sciences, Industry and Transport Department

Tiraspol

aleshka81@list.ruhttps://orcid.org/0009-0006-8565-7707ЗоринВ. А.ZorinV. A.

Зорин Владимир Александрович – д-р техн. наук, проф., заведующий кафедрой «Производство и ремонт автомобилей и дорожных машин»

г. Москва

Vladimir A. Zorin – Dr. of Sci., Professor, Production and Repair of Cars and Road Vehicles Department

Moscow

madi-dm@list.ruПриднестровский государственный университет им. Т.Г. ШевченкоМолдоваT.G. Shevchenko Pridnestrovian State UniversityMoldova, Republic ofМосковский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)РоссияMoscow State Automobile and Highway Technical University (MADI)Russian Federation202317092023204458473Copyright © Котомчин А.Н., Зорин В.А., 20232023Котомчин А.Н., Зорин В.А.Kotomchin A.N., Zorin V.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/1671

Введение. Использование хромирования в качестве способа восстановления деталей, работающих при гидроабразивном изнашивании, имеет большое значение для восстановления работоспособности агрегатов и деталей гидропривода, используемых на специализированном автотранспорте и дорожно-строительной технике. Предлагаемый способ восстановления хромированием обладает необходимыми преимуществами, это достаточно высокая производительность и микротвердость получаемых хромовых покрытий. Однако для внедрения в производство потребовались дополнительные исследования надёжности получаемых хромовых покрытий, а именно прочность сцепления и износостойкость. Это позволит сделать выводы перспектив дальнейшего внедрения и использования для восстановления деталей гидропривода и других деталей, которые работают при гидроабразивном изнашивании.Материалы и методы. Для проведения исследований использовалось оборудование, отвечающее требованиям технических условий, с использованием существующих и разработанных приспособлений и приборов для получения хромированных осадков. С этой целью были изготовлены необходимые приспособления и образцы из соответствующего материала для приближения достоверности получаемых результатов исследований. Также для оцифровки получаемых данных на машине трения были произведены необходимые усовершенствования.Результаты. Выполненные исследования прочности сцепления показали, что данные хромовые покрытия из нового состава электролита позволят получать прочность сцепления, достигающее 270 МПа, что достаточно для деталей, работающих при больших давлениях (20 МПа) с необходимым запасом прочности. Также проведенные исследования износостойкости хромовых покрытий позволили заключить, что износостойкость получаемых хромовых покрытий выше на 20 – 30% по сравнению с эталонной поверхностью (материал изготовления золотника).Обсуждение и заключение. Исследования полученных хромовых покрытий из нового состава электролита установили закономерности влияния состава электролита и режимов проведения испытания на износостойкость получаемых осадков по сравнению с существующим универсальным электролитом хромирования. Полученные результаты подтвердили возможность использования хромового покрытия из нового электролита хромирования для восстановления деталей автомобилей и дорожно-строительных машин, работающих при гидроабразивном изнашивании.

Introduction. The use of chrome plating as a method of restoring parts that work with waterjet wear is important for restoring the operability of hydraulic drive units and parts used in specialized vehicles and road construction equipment. The proposed method of chrome recovery has the necessary advantages, it is a sufficiently high performance and microhardness of the resulting chrome coatings. However, for implementation in production, additional studies of the reliability of the chrome coatings obtained, namely, adhesion strength and wear resistance, were required. This will make possible to draw conclusions about the prospects for further implementation and use for the restoration of hydraulic drive parts and other parts that work with waterjet wear.Materials and methods. To conduct the research, equipment meeting the requirements of technical conditions, using existing and developed devices and devices for obtaining chrome precipitation was used. For this purpose, the necessary devices and samples from the appropriate material to approximate the reliability of the obtained research results were made. Also the necessary improvements to digitize the data obtained on the friction machine were made.Results. The performed studies of adhesion strength have shown that the chrome coatings obtained from the new electrolyte composition will make possible to obtain adhesion strength reaching 270 MPa, which is sufficient for parts operating at high pressures (20 MPa) with the necessary margin of safety. Also the studies conducted on the wear resistance of chrome coatings let to conclude that the wear resistance of the chrome coatings obtained is 20-30% higher compared to the reference surface (the material of the spool manufacture).Discussion and conclusion. The studies of the obtained chrome coatings from the new electrolyte composition made possible to establish, which let to establish the regularities of the influence of the electrolyte composition and the modes of testing the wear resistance of the precipitation obtained compared with the existing universal chromium plating electrolyte. The results obtained confirmed the possibility of using a chrome coating from a new chromium plating electrolyte for the restoration of car parts and road construction machines operating under waterjet wear.

хромированиехолодный электролитпрочность сцепленияизносостойкостьгидроабразивное изнашиваниеchrome platingcold electrolyteadhesion strengthwear resistancewaterjet wearReferencesКотомчин А. Н., Синельников А. Ф., Корнейчук Н. И. К вопросу выбора способа восстановления деталей машин. Вестник СибАДИ. 2020; 17 (1): 84 – 97. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2020-17-1-84-97Kotomchin A. N., Sinelnikov A. F., Korneychuk N. I. Restoration of machine parts: choice of the method. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2020; 17 (1): 84 – 97. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2020-17-1-84-97Корнейчук Н. И., Лялякин В. П. Перспективы использования индустриальных методов восстановления изношенных деталей машин гальваническими и полимерными покрытиями в современных условиях развития агропромышленного технического сервиса // Труды ГОСНИТИ. 2018. № 130. С. 254 – 265.Kornejchuk N. I., Lyalyakin V. P. Perspektivy ispolzovaniya industrialnyh metodov vosstanovleniya iznoshennyh detalej mashin galvanicheskimi i polimernymi pokrytiyami v sovremennyh usloviyah razvitiya agropromyshlennogo tehnicheskogo servisa. [Prospects of using industrial methods of restoration of worn-out machine parts by electroplating and polymer coatings in modern conditions of development of agro-industrial technical service] Trudy GOSNITI. 2018;130: 254 – 265. (In Russ.)Котомчин А. Н., Ляхов Ю. Г. Анализ отказов узлов и агрегатов строительных, дорожных, подъемно-транспортных машин и специальных автомобилей на примере МУП «КоммуналДорСервис» г. Бендеры // Вестник Приднестровского университета. Серия: Физико-математические и технические науки. Экономика и управление. 2019. № 3 (63). С. 174 – 178.Kotomchin A. N., Lyahov Yu. G. Analiz otkazov uzlov i agregatov stroitelnyh, dorozhnyh, podemno-transportnyh mashin i specialnyh avtomobilej na primere MUP «KommunalDorServis» g. Bendery [Analysis of failures of components and aggregates of construction, road, lifting and transport machines and special vehicles on the example of Municipal Unitary Enterprise «Kommunaldorservice” Bendery] Vestnik Pridnestrovskogo universiteta. Seriya: Fiziko-matematicheskie i tehnicheskie nauki. Ekonomika i upravlenie. 2019; 3 (63): pp. 174 –178. (In Russ.)Мухаметшина Р. М. Отказы дорожно-строительных машин по параметрам коррозии // Известия КГАСУ. 2013. № 4 (26). С. 403 – 408.Muhametshina R. M. Otkazy dorozhno–stroitelnyh mashin po parametram korrozii [Failures of road construction machines by corrosion parameters]. Izvestiya KGASU. 2013; 4:403 – 408. (In Russ.)Мухаметшина Р. М. Трибологические отказы дорожно-строительных машин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Т.18, 2016. № 1 (2). С. 252 – 255.Muhametshina R. M. Tribologicheskie otkazy dorozhno–stroitelnyh mashin [Tribological failures of road–building machines]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk. Vol.18. 2016; 1(2): 252 –255. (In Russ.)Густов Ю. И. Исследование конструкционно-технологических и эксплуатационных показателей строительной техники // Известия КГАСУ. 2014. № 4 (30). С. 470 – 475.Gustov Yu. I. Issledovanie konstrukcionno–tehnologicheskih i ekspluatacionnyh pokazatelej stroitelnoj tehniki [Research of structural, technological and operational indicators of construction equipment]. Izvestiya KGASU. 2014; 4(30): 470 – 475. (In Russ.)Шлугер М. А., Ток Л. Д. Новые электролиты для покрытий хромом и его сплавами // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева. 1988. Т. 32, № 3. С. 297 – 305.Shluger M. A., Tok L. D. Novye elektrolity dlya pokrytij hromom i ego splavami [New electrolytes for coatings with chromium and its alloys]. Zhurnal Vsesoyuznogo himicheskogo obshestva im. D. I. Mendeleeva. 1988; Vol.32; 3:297 – 305. (In Russ.)Стратулат М. П. Восстановление деталей машин электрохимическим хромированием: монография. Орел: издательство ОрелГТУ, 2009. 246 с.Stratulat M. P. Vosstanovlenie detalej mashin elektrohimicheskim hromirovaniem [Restoration of machine parts by electrochemical chrome plating] Monografiya. Orel: izdatelstvo OrelGTU, 2009: 246. (In Russ.)Елинек Т. В. Успехи гальванотехники. Обзор мировой специальной литературы за 2017–2018 годы // Гальванотехника и обработка поверхности. 2019. Том 27, № 3. С. 4 – 14.Elinek T. V. Uspehi gal’vanotehniki. Obzor mirovoj special’noj literatury za 2017–2018 gody [Advances in electroplating. Review of world special literature for 2017 – 2018]. Gal’vanotehnika i obrabotka poverhnosti; Vol. 27, 2019, No 3: 4 – 14. (In Russ.)Елинек Т. В. Успехи гальванотехники. Обзор мировой специальной литературы за 2016 – 2017 годы // Гальванотехника и обработка поверхности. 2018. Том 26, № 1. С. 4 – 10.Elinek T. V. Uspehi gal’vanotehniki. Obzor mirovoj special’noj literatury za 2016–2017 gody [Advances in electroplating. Review of world special literature for 2016-2017]. Gal’vanotehnika i obrabotka poverhnosti; Vol. 26, 2018, No 1: 4 – 10. (In Russ.)Bolch T., Linde R., Metzner M., Müll K. Innovative Oberflächenstrukturen durch elektrochemische Beschichtungsverfahren // Galvanotechnik. 2005. № 103. pp. 2095 – 2100.Bolch, T., Linde, R., Metzner, M., Müll, K.: Innovative surface structures through electrochemical coating processes. Galvanotechnik 103 (2005): 2095 – 2100.Distelrath A. Jakob, C. Investigation of structured electrodeposition of hard chromium coatings // Information technology and electrical engineering - devices and systems, materials and technologies for the future. Ilmenau: 2009. pp. 379.Distelrath A. Jakob, C. Investigation of structured electrodeposition of hard chromium coatings. In: Information technology and electrical engineering - devices and systems, materials and technologies for the future. Ilmenau: 2009: 379.Distelrath-Lübeck A. Untersuchung des Einflusses von Methansulfonsäure auf die Chromabscheidung aus Chromsäure-elektrolyten // Galvanotechnik. 2011. № 102. pp. 2647 – 2657.Distelrath-Lübeck, A.: study of the influence of Methanesulfonic acid on Chromium deposition from chromic acid electrolytes. Electro Technology 102 (2011): 2647 – 2657.Metzner M., Bolch T., Linde R., Müll K. Nasse Kombinationen – Funktionelle Oberflächen durch elektrochemische In-situ-Strukturierung // Metalloberfläche. 2003. № 57. pp. 18 – 22.Metzner, M., Bolch, T., Linde, R., Müll, K.: wet combinations-functional surfaces by electrochemical in-situ structuring. Metal Surface 57 (2003) Nr. 9: 18 – 22.Kotomchin A. N., Zorin V. A. Study of High-Performance Chromium Electrolyte for Restoration of Automobile and Road-Construction Machinery Parts // 2021 Intelligent Technologies and Electronic Devices in Vehicle and Road Transport Complex, TIRVED 2021 - Conference Proceedings, Moscow, 11–12 November 2021. Moscow, 2021. DOI 10.1109/TIRVED53476.2021.9639216.Kotomchin A. N., Zorin V. A. Study of High-Performance Chromium Electrolyte for Restoration of Automobile and Road-Construction Machinery Parts // 2021 Intelligent Technologies and Electronic Devices in Vehicle and Road Transport Complex, TIRVED 2021 - Conference Proceedings, Moscow, 11 – 12 November 2021. Moscow, 2021. DOI 10.1109/TIRVED53476.2021.9639216.Chromabscheidung aus wassrigen Losungen // Chromsaurelosungen Galvanotechnik. 2005. № 9. T. 1. pp. 2063 – 2071.Chromabscheidung aus wassrigen Losungen. Chromsaurelosungen Galvanotechnik. 2005; 9. Vol.1: 2063 – 2071.Корнейчук Н. И. Перспективы интенсификации восстановления деталей машин электролитическим хромированием // Труды ГОСНИТИ. 2010. Т. 106. С. 197 – 203.Kornejchuk N. I. Perspektivy intensifikacii vosstanovleniya detalej mashin elektroliticheskim hromirovaniem [Prospects of intensification of restoration of machine parts by electrolytic chrome plating]. Trudy GOSNITI. 2010; 106: 197 – 203. (In Russ.)Шишурин С. А., Семочкин В. С., Сафонов В. В., Гурьев А. Е. Структура и физико-механические свойства композиционных гальванохимических покрытий // Вестник АПК Ставрополья. 2014. № 3. С. 77 –80.Shishurin S. A., Semochkin V. S., Safonov V. V., Gurev A. E. Struktura i fiziko-mehanicheskie svojstva kompozicionnyh galvanohimicheskih pokrytij [Structure and physico-mechanical properties of composite galvanochemical coatings]. Vestnik APK Stavropolya. 2014; 3: 77 – 80.Котомчин А. Н. Влияние электрохимической обработки на прочность сцепления с подложкой при восстановлении деталей автотранспорта, работающих при гидроабразивном изнашивании. Вестник СибАДИ. 2022; 19 (4): 546–559. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2022-19-4-546-559Kotomchin A.N. Effect of electrochemical treatment on substrate adhesion strength in the restoration of motor vehicle parts operating under hydroabrasive wear. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2022;19 (4): 546 – 559. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2022-19-4-546-559Котомчин А. Н., Синельников А. Ф., Корнейчук Н. И. Использование износостойкого хромирования при восстановлении и упрочнении деталей автомобилей // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). 2021. № 1(64). С. 11 – 17.Kotomchin A. N., Sinelnikov A. F., Kornejchuk N. I. Ispolzovanie iznosostojkogo hromirovaniya pri vosstanovlenii i uprochnenii detalej avtomobilej [The use of wear-resistant chrome plating in the restoration and hardening of car parts] Vestnik Moskovskogo avtomobilno-dorozhnogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta (MADI). 2021. № 1(64): pp. 11 – 17. (In Russ.)Котомчин А. Н., Янута А. С., Артёменко А. И. Проведение трибологических испытаний образцов, покрытых гальваническими износостойкими покрытиями, на машине трения СМЦ-2 // Вестник Приднестровского университета. Серия: Физико-математические и технические науки. Экономика и управление. 2020. № 3 (66). С. 127 – 132.Kotomchin A. N., Yanuta A. S., Artyomenko A. I. Provedenie tribologicheskih ispytanij obrazcov, pokrytyh galvanicheskimi iznosostojkimi pokrytiyami, na mashine treniya SMC-2 [Conducting tribological tests of samples coated with galvanic wear-resistant coatings on the SMC-2 friction machine]. Vestnik Pridnestrovskogo universiteta. Seriya: Fiziko-matematicheskie i tehnicheskie nauki. Ekonomika i upravlenie. 2020; 3 (66): 127–132. (In Russ.)Korolev A. V., Korolev A. A. Friction machine for accelerated wear tests of frictional rolling elements // Journal of Friction and Wear. 2017. Vol. 38, No. 1. P. 77-81. DOI 10.3103/S1068366617010068.Korolev A. V., Korolev A. A. Friction machine for accelerated wear tests of frictional rolling elements // Journal of Friction and Wear. 2017; Vol. 38, No. 1: 77 – 81.Buyanovskii I. A., Pravotorova E. A., Bolshakov A. N., LevchenkoV. A. Minimizing the number of experimental tribological tests on the friction machine of reciprocating motion // Journal of Friction and Wear. 2017. Vol. 38, No. 3. P. 190 – 194.DOI 10.3103/S1068366617030059.Buyanovskii I. A., Pravotorova E. A., Bolshakov A. N., Levchenko V. A. Minimizing the number of experimental tribological tests on the friction machine of reciprocating motion. Journal of Friction and Wear. 2017; Vol. 38, No. 3: 190 – 194.Машков В. Н. Трибологические испытания пар трения с многофункциональными покрытиями // Технология машиностроения. 2016. № 1. С. 15 – 18.Mashkov V. N. Tribologicheskie ispytaniya par treniya s mnogofunkcionalnymi pokrytiyami [Tribological testing of friction pairs with multifunctional coatings]. Tehnologiya mashinostroeniya. 2016; 1: 15 – 18.Zhao J., Li Y., Liu Y. [et al.] Friction and wear performances of impregnated graphite in ring-on-ring tribological test // Tribology International. 2022. Vol. 174. P. 107715.DOI 10.1016/j.triboint.2022.107715.Zhao J., Li Y., Liu Y. [et al.] Friction and wear performances of impregnated graphite in ring-onring tribological test. Tribology International. 2022; Vol. 174:107715.HarshaA. P., Wäsche R., Joyce T. J. Friction and wear of two polyethylenes under different tribological contact conditions // Polymers and Polymer Composites. 2020. DOI 10.1177/0967391120920130.Harsha A. P., Wäsche R., Joyce T. J. Friction and wear of two polyethylenes under different tribological contact conditions. Polymers and Polymer Composites. 2020.Корнейчук Н. И. Влияние условий термообработки на физико-механические свойства хромовых покрытий // Вестник Приднестровского университета. Серия: Физико-математические и технические науки. Экономика и управление. 2015. № 3(51). С. 103 – 109.Kornejchuk N. I. Vliyanie uslovij termoobrabotki na fiziko-mehanicheskie svojstva hromovyh pokrytij [Influence of heat treatment conditions on the physical and mechanical properties of chrome coatings]. Vestnik Pridnestrovskogo universiteta. Seriya: Fiziko-matematicheskie i tehnicheskie nauki. Ekonomika i upravlenie. 2015; 3 (51): 103 – 109. (In Russ.)Корнейчук Н. И. Оценка контактной усталостной прочности износостойких гальванических покрытий, применительно к восстановлению деталей машин // Труды ГОСНИТИ. 2017. Т. 128. С. 152 – 161.Kornejchuk N. I. Ocenka kontaktnoj ustalostnoj prochnosti iznosostojkih galvanicheskih pokrytij, primenitelno k vosstanavleniyu detalej mashin [Evaluation of the contact fatigue strength of wear-resistant electroplating coatings, in relation to the restoration of machine parts]. Trudy GOSNITI. 2017; Vol. 128: 152 – 161. (In Russ.)Корнейчук Н. И. Приработка электролитических хромовых покрытий // Труды ГОСНИТИ. 2010. Т. 105. С. 170–175.Kornejchuk N. I. Prirabotka elektroliticheskih hromovyh pokrytij [Running-in of electrolytic chrome coatings]. Trudy GOSNITI. 2010; 105: 170 –175. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.