Исследования адгезионных и износоустойчивых свойств хромовых покрытий для восстановления деталей автомобилей и дорожно-строительной техники

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.

1. Котомчин 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/10.26518/2071-7296-2020-17-1-84-97

2. Корнейчук 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.

3. 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.

4. Мухаметшина Р. М. Отказы дорожно-строительных машин по параметрам коррозии // Известия КГАСУ. 2013. № 4 (26). С. 403 – 408.

5. Мухаметшина Р. М. Трибологические отказы дорожно-строительных машин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Т.18, 2016. № 1 (2). С. 252 – 255.

6. Густов Ю. И. Исследование конструкционно-технологических и эксплуатационных показателей строительной техники // Известия КГАСУ. 2014. № 4 (30). С. 470 – 475.

7. 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.

8. Стратулат М. П. Восстановление деталей машин электрохимическим хромированием: монография. Орел: издательство ОрелГТУ, 2009. 246 с.

9. Елинек Т. В. Успехи гальванотехники. Обзор мировой специальной литературы за 2017–2018 годы // Гальванотехника и обработка поверхности. 2019. Том 27, № 3. С. 4 – 14.

10. Елинек Т. В. Успехи гальванотехники. Обзор мировой специальной литературы за 2016 – 2017 годы // Гальванотехника и обработка поверхности. 2018. Том 26, № 1. С. 4 – 10.

11. Bolch T., Linde R., Metzner M., Müll K. Innovative Oberflächenstrukturen durch elektrochemische Beschichtungsverfahren // Galvanotechnik. 2005. № 103. pp. 2095 – 2100.

12. 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.

13. Distelrath-Lübeck A. Untersuchung des Einflusses von Methansulfonsäure auf die Chromabscheidung aus Chromsäure-elektrolyten // Galvanotechnik. 2011. № 102. pp. 2647 – 2657.

14. Metzner M., Bolch T., Linde R., Müll K. Nasse Kombinationen – Funktionelle Oberflächen durch elektrochemische In-situ-Strukturierung // Metalloberfläche. 2003. № 57. pp. 18 – 22.

15. 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.

16. Chromabscheidung aus wassrigen Losungen // Chromsaurelosungen Galvanotechnik. 2005. № 9. T. 1. pp. 2063 – 2071.

17. Корнейчук Н. И. Перспективы интенсификации восстановления деталей машин электролитическим хромированием // Труды ГОСНИТИ. 2010. Т. 106. С. 197 – 203.

18. 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.

19. 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/10.26518/2071-7296-2022-19-4-546-559

20. Котомчин 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.

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. Машков В. Н. Трибологические испытания пар трения с многофункциональными покрытиями // Технология машиностроения. 2016. № 1. С. 15 – 18.

25. 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.

26. 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.

27. 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.

28. Корнейчук Н. И. Оценка контактной усталостной прочности износостойких гальванических покрытий, применительно к восстановлению деталей машин // Труды ГОСНИТИ. 2017. Т. 128. С. 152 – 161.

29. Корнейчук Н. И. Приработка электролитических хромовых покрытий // Труды ГОСНИТИ. 2010. Т. 105. С. 170–175.