Повышение ресурса деталей автомобиля путем разработки легированных алмазоподобных покрытий и технологии их нанесения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Пашков Михаил Владимирович

• Пашков Михаил Владимирович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Пашков Михаил Владимирович

Введение

Глава 1. ОБОБЩЕННЫЙ АНАЛИЗ В ИССЛЕДУЕМОЙ ОБЛАСТИ

1.1 Снижение ресурса и разрушения, возникающие в дифференциале

1.2 Исходные данные по межколесному дифференциалу автомобиля

1.3 Анализ патентно-лицензионного статуса

1.4 Анализ технического уровня разработок в области изучаемой техники

1.5 Анализ данных литературного обзора. Цель и задачи исследования

Глава 2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТИПА ЛЕГИРУЮЩИХ ДОБАВОК, ПОЗВОЛЯЮЩИХ ОБЕСПЕЧИТЬ ВЫСОКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УПРОЧНЯЮЩИХ ПОКРЫТИЙ

2.1 Выбор легирующих добавок, для обеспечения заданных функциональных характеристик АПП

2.2 Структура и трибологическое поведение защитных покрытий в условиях

недостаточной смазки

Выводы по главе

Глава 3. УСТАНОВЛЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ВЛИЯНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ АЛМАЗОПОДОБНЫХ УГЛЕРОДНЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕТОДОВ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИСПЫТАНИЯ ПОКРЫТИЙ НА РАЗРУШЕНИЕ

3.1 Исследование выбранных легирующих добавок на опытных

образцах

3.2 Исследование структурно-фазового состояния легированных алмазоподобных углеродных покрытий

3.3 Исследование трибологического поведения легированных алмазоподобных

углеродных покрытий, испытанных в условиях сухого трения

Выводы по главе

Глава 4. РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ АЛМАЗОПОДОБНЫХ ПОКРЫТИЙ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА

4.1. Разработка и исследование покрытий, нанесенных на модельные образцы, с целью экспрессной оценки трибологических свойств и анализа полученных результатов. Методика трибологических испытаний

4.2. Разработка эффективной технологии нанесения покрытий для целей упрочнения деталей межколёсного дифференциала

4.3 Исследование химического состава защитных пленок алмазоподобных покрытий

4.4 Разработка технологических параметров нанесения защитных покрытий на модельные образцы

4.5 Защитные физико- механические свойства и состав алмазоподобных покрытий

4.6 Испытания модельных образцов с покрытиями

4.7. Анализ результатов исследования покрытий лабораторными методами

4.8 Методика нанесения функциональных алмазоподобных углеродных покрытий, легированных хромом, на детали дифференциала для стендовых испытаний

4.9 Разработка параметров эффективной технологии и характеристики наносимых с ее использованием покрытий

4.10. Методика нанесения алмазоподобных покрытий различного состава методом реактивного магнетронного напыления в вакууме на модельные

образцы

4.11. Нанесение функционального покрытия на детали МКД для проведения

испытаний в условиях КАМАЗа

Выводы по главе

Глава 5 ИСПЫТАНИЯ В УСЛОВИЯХ ПАО КАМАЗ

5.1 Стендовые испытания сателлитов межколесного дифференциала с нанесенными покрытиями. Условия проведения испытаний, оборудование и средства измерений

5.2 Методика испытаний

5.3 Объекты стендовых испытаний

5.4 Результаты стендовых испытаний

5.4.1 Испытания узла межколесного дифференциала

5.5 Анализ результатов испытаний

Выводы по главе

Основные выводы

Список литературы

Приложения

Список сокращений и условных обозначений

МКД межколесный дифференциал

АПП алмазоподобные покрытия

ФЛАПП функциональные легированные алмазоподобные покрытия

PVD физические методы осаждения

CVD химические методы осаждения

РМР реактивное магнетронное распыление

МР магнетронное распыление

PACVD плазменно-ассистированное химическое осаждение из паровой фазы

PЕCVD химическое осаждение из газовой фазы стимулированное плазмой

ОКР область когерентного рассеяния

РФС рентгенофлуоресцентная спектрометрия

МРСА метод электронно-зондового микрорентгеноспектрального анализа

СКР спектроскопия комбинационного рассеяния (КРС- спектроскопия

комбинационного рассеяния света)

СЭМ сканирующая электронная микроскопия

Me-DLC АПП, легированные металлом (Ме)

а^ безводородное АПП (покрытие аморфного углерода)

а-О^ гидрогенизированное АПП

ta-С тетраэдрический аморфный углерод

а-С:Н:Сг гидрогенизированное АПП, легированные хромом

ФИПС Федеральный институт промышленной собственности

Ключевые слова: вакуумное ионно-плазменное напыление, реактивное магнетронное распыление, нанокомпозитная структура, упрочняющие покрытия, трибологические свойства, коэффициент трения, фрикционная усталость, тяжело нагруженный фрикционный контакт, работоспособность.

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение ресурса деталей автомобиля путем разработки легированных алмазоподобных покрытий и технологии их нанесения»

Актуальность темы.

Покрытия на основе аморфного углерода (а-С и а-С:Н), известные также как алмазоподобные покрытия (далее АПП), и обладающие уникальным сочетанием технических свойств - высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения при работе в средах различных типов, представляют значительный интерес для применения в качестве упрочняющих и антифрикционных покрытий деталей узлов, используемых в различных областях машиностроения. Также в приоритетных направлениях развития науки, техники и технологий особое место уделяется разработке высокоэффективных методов нанесения алмазоподобных покрытий. Поэтому исследования, направленные на решение указанных задач путем использования экспериментальных подходов, являются актуальными.

Исследование различных методов получения и применения алмазоподобных покрытий в узлах автомобилей показало, что специальные алмазоподобные покрытия успешно применяются в различных компонентах, таких как, например, головки клапанов, стержни, валы, поршневые кольца и головки цилиндров, подшипники качения и скольжения в производстве легковых автомобилей. Исходя из вышеизложенного, важными задачами в области создания алмазоподобных покрытий являются необходимость совершенствования их свойств и процессов нанесения покрытий, а также теоретическое описание протекающих при этом процессов.

Настоящая работа направлена на разработку специальных легированных алмазоподобных покрытий и технологий их нанесения для повышения ресурса высоконагруженных деталей на примере межколесного дифференциала отечественных грузовых автомобилей «КАМАЗ».

Разработка специальных покрытий для повышения ресурса деталей и узлов автомобиля является одной из актуальных задач, стоящих перед инженерами и учеными всего мира.

Как известно, дифференциальный механизм автомобиля имеет конструкцию, в которой корпус дифференциала содержит множество

дифференциальных шестерен (сателлитов), находящихся в зацеплении между левой и правой боковыми шестернями и вращающихся вокруг своей оси на ответном валу. В сателлите и сопряженном валу дифференциального механизма, большое трение создается путем приложения высокого поверхностного давления к поверхностям скользящего контакта друг друга, то есть внутренней периферийной поверхности дифференциальной шестерни и внешней периферийной поверхности сопряженного вала. Это зачастую может вызывать налипание материала на поверхности скользящего контакта.

АПП обладает превосходной твердостью, износостойкостью, теплопроводностью, стабильностью химических свойств, при этом данное покрытие обладает низким коэффициентом трения. Сочетание данных характеристик делает возможным применение защитных пленок, синтезированных на основе АПП на большом количестве деталей автомобиля, в том числе для повышения ресурса деталей межколесного дифференциала (далее МКД) отечественных грузовых автомобилей «КАМАЗ».

В связи с этим задача по синтезу, исследованию и внедрению в действующее производство АПП является чрезвычайно важной и актуальной. При этом важны все этапы создания покрытия, начиная от теоретических основ процессов синтеза покрытия так и анализ граничных факторов, оказывающих влияние на этот процесс.

Степень разработанности темы.

В результате проведенного патентного поиска были выявлено, что существует несколько подходов (Ш20100018464) к способам получения АПП, которые условно можно разделить на следующие:

1. Физические методы осаждения (PVD);

2. Химические методы осаждения (CVD).

Методов нанесения АПП в промышленности встречается много, это различные химические, физические и смешанные виды нанесения покрытий. В

данной работе рассмотрим только те, которые реально получили распространение в промышленном масштабе.

В качестве одного из основных методов рассмотрим физическое осаждение (Ш8119240В2; Ш20080236984А1) с применением графитного углерода. В ряде случаев в качестве рабочего распыляющего газа применяется газообразный углеводород. Температурный диапазон протекания процесса нанесения покрытия варьируется от 2000°С до 5000°С.

Зафиксированные толщины алмазоподобных покрытий, получаемые данным методом колеблются в пределах 0,5...5 микрометров. Как правило, если пара трения работает в условиях качения- то покрытие выбирается тонкое, если же пара трения работает в условиях скольжения- то выбирают более толстое покрытие.

Для придания повышенной твердости алмазоподобному покрытию используют различные методы внедрения атомов углерода в структуру покрытия. Так согласно (Ш8096205В2, KR100732198B1) покрытие с твердостью не менее 40 ГПа получают методом СУО в плазменном разряде, так называемый метод (PЕCVD) из углеводородосодержащих газов. Достигается это содержанием sp3-связей в таком покрытии, и их содержание доходит до 70 %. Суть процесса заключается в химических реакциях, протекающих на нагретых поверхностях деталей до температур 800°С .1100°С. Нагрев деталей до указанных температур, вносит существенные ограничения на область применения данного метода, так как приводит к короблению деталей. Оборудование, которое применяется для нанесения покрытия должно иметь высокочастотный источник (13,56 МГц) с отрицательной полярностью, в качестве рабочей среды применяется ацетилен, так же может применяться метан.

Имеется еще один способ повышения физико- механических свойств алмазоподобных покрытий, который заключается во внедрении в структуру покрытия различных металлов. Согласно проверенным патентам ^Р4471074В2, Ш20050130793А1, JP2007513297A) наиболее часто используемые, и зарекомендовавшие с положительной стороны металлы это: хром, титан,

кремний, вольфрам, а также их соединения. Упрочняющие покрытия, из этих патентов, характеризуются малой толщиной от 03 до 1,5 мкм. Процессы их синтеза разнообразны, как химическое (плазменно- химическое), так и реактивное физическое осаждение из паровой фазы, при этом образуются следующие типы покрытий TiC/a-C:H, WC/a-C: H, TiC/a-C: H, (CrC/a-C):H, Si/a-C:H и SiO/a-C:H. Покрытие наносится на обе контактные поверхности. Предпочтительный процент содержания легирующих металлов от 5 до 20 ат.%, при этом максимальное содержание до 35 ат.%.

Отдельным направлением исследований является выяснение влияния сочетания различных металлов и их химических соединений типа карбидов, на функциональные показатели синтезированного упрочняющего покрытия. В патентах JP2008169939A и JPWO2019013157A1 описывается способ синтеза упрочняющего функционального покрытия, при котором должна быть получена нанокомпозитная структура, с большим количеством ¿^-связей и доведения их содержания в АПП до значений не менее 70%. Область применения покрытий, созданных по данному принципу, это подшипники скольжения, работающие в условиях сухого трения.

Кроме подшипников качения и скольжения, функциональные легированные алмазоподобные покрытия могут применяться для повышения технических характеристик и других деталей различных узлов и механизмов автомобиля, например, зубчатых колес. Имеются патенты подтверждающие применения АПП для шестерен JP2005308080A и DE10222695A1.

Алмазоподобное покрытие наносится и на детали двигателя. Оптимальными поверхностями для нанесения подобных покрытий в конструкции двигателя являются: трущиеся поверхности поршней и гильз, шатунов и пальцев. В данном направлении имеются патенты (EP1783349A1, US8206035B2, US7771821B2) автопроизводителей Toyota, Nissan.

Патент (US9016429B2) фирмы Caterpillar распространяется на систему подшипников, на контактных поверхностях которых наносится алмазоподобное покрытие.

На основании вышеизложенного анализа выявлена возможность использования защитных пленок, синтезированных на основе АПП для обеспечения работоспособности деталей межколесного дифференциала автомобиля.

Исходя из анализа патентов видно, что:

Хром, Титан, Вольфрам, Кремний

Карбиды: хрома,

титана, вольфрама, кремния

Оксиды, кремния

нитриды:

Пример:

Si/a-C:H, Сг/а-С:Н

Пример: Пример:

ТЧС/а-СгН, WC/a-C: Н, 8Юх/а-С:Н Т1С/а-С:Н, СгСх/а-С:Н

В основе процессов напыления функциональных легированных алмазоподобных покрытий лежат, как было указано ранее 2 основных метода, это:

Chemical vapor deposition

CVD

химическое осаждение

паровая фаза

Physical vapor deposition

PVD

паровая фаза

физическое осаждение

а также различные вариации данных методов, на пример РАСУО. Отмечается, что толщина получаемых конденсатов должна составлять при этом, предпочтительно, от 0,3 до 1,5 мкм.

Таким образом, при выборе легирующих добавок представляется, что в первом приближении, можно будет ограничить круг исследуемых материалов указанными выше хромом, титаном и кремнием, а в качестве базовой технологии

нанесения покрытий использовать такой достаточно распространенный метод, как реактивное магнетронное распыление однокомпонентной мишени ионами аргона.

Экспериментальные и теоретические исследования в области разработки составов, изучении свойств АПП, в том числе легированных, специализированного оборудования и оптимизации технологических процессов их нанесения, проведены в работах отечественных и зарубежных учёных (Семенов А.П., Григорьев С.Н., Албагачиев А.Ю., Хрущов М.М., Комбалов B.C., Маслеников И. И., Семенова О. В., Борисов Ю.С., Ахматов А.С., Буяновский И.А., Чоколек С.Е., Фербитц Р.С., Корбелла С., Вивес М., Пиниол А., Ойанг Ж., Сейсейки С., Мураками Т., Менг В., Жилиспий В. и др.)

Обзор научно-технический информации по теме диссертации показывает, что несмотря на большое разнообразие существующих технологий, они не всегда обеспечивают возможность нанесения покрытий с заданными характеристиками изделия из различных материалов, в том числе со сложной конструктивной поверхностью. Поэтому возникает необходимость совершенствования существующих технологий для их реализации, обеспечивающих получение покрытий, отвечающих эксплуатационным требованиям. Анализ проведённых исследований в области АПП показывает, что теоретически обоснованные и экспериментально подтверждённые аналитические зависимости, позволяющие определить влияние на формирование АПП широкого спектра характеристик и на разработку режимных параметров технологического процесса, в недостаточной степени исследованы, что затрудняет достижение долговечности и эксплуатационной надёжности АПП на тяжело нагруженных деталях автомобилей.

Объект- функциональные легированные алмазоподобные покрытия для деталей пар трения высоконагруженных узлов автомобиля.

Предметом исследования является влияние легирующих элементов, структур и свойств рабочей среды и технологического процесса нанесения на свойства легированного алмазоподобного покрытия.

Цель работы.

Совершенствование технологии и режимов получения функциональных легированных алмазоподобных покрытий с заданными свойствами, технологическое описание процесса нанесения алмазоподобных покрытий.

Достижение цели потребовало решения следующих задач:

- исследовать и обосновать выбор лигирующих элементов, обеспечивающих износостойкость алмазоподобных покрытий;

- исследовать закономерности влияния легирующих добавок с последующей разработкой параметров получения алмазоподобных покрытий вакуумным магнетронным напылением;

- разработать методику нанесения функциональных легированных алмазоподобных покрытий на изделия различной геометрической формы с последующей разработкой специального технологического процесса с требуемыми режимами;

- провести исследования по оценке эксплуатационных свойств функциональных легированных алмазоподобных покрытий с проведением испытаний межколесного дифференциала в производственных условиях до разрушения с целью определения ресурса покрытий.

Положения, выносимые на защиту:

- выбор и обоснование легирующих элементов для алмазоподобных покрытий, применимых в условиях тяжелонагруженного фрикционного контакта;

- параметры получения алмазоподобных покрытий вакуумным магнетронным напылением;

-нанесение алмазоподобных покрытий на изделия различной геометрической формы;

- результаты исследований влияния различных легирующих элементов, а также газовой среды на эксплуатационные свойства функциональных алмазоподобных покрытий;

- технологическое описание процессов, протекающих при напылении и формировании покрытий.

Методология и методы исследования. Для достижения поставленной цели использовано сочетание экспериментальных подходов и вычислительных методов. Методологической основой решаемых задач являются исследования в области совершенствования технологий нанесения функциональных легированных алмазоподобных покрытий.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Установлены закономерности физико-химических и физико-механических процессов, происходящих при легировании металлами и неметаллами (Л, Сг, Si) функциональных алмазоподобных покрытий, синтезированных методом магнетронного распыления в различных активных газовых средах, влияющие на структурно-фазовое состояние и трибологическое поведение (определение коэффициента трения при нагрузках от 0,02 до 0,2Н).

2. Получены зависимости, позволяющие описывать влияние характеристик материала подложки из стали 18ХГР, несущей газовой среды (С2Н2, N2, Аг в диапазоне их смешивания от 100% до 0%), режимных параметров технологического процесса (Т= 300°С) и конструктивных особенностей оборудования на качество покрытий, разработана технология управления их свойствами и качеством.

3. Разработаны и установлены параметры физико-химических и физико-механических процессов формирования алмазоподобного углеродного покрытия, легированного хромом, обеспечивающего нанесение уникальных функциональных покрытий с заданными эксплуатационными и технологическими свойствами (более 40 часов работы под нагрузкой на испытательном стенде), подтверждёнными натурными стендовыми испытаниями высоконагруженных деталей автомобиля на износостойкость и разрушение в соответствии с программой-методикой ПМ 37.104.17.1375-06.

Практическая ценность работы заключается в том, что научно обоснована и подтверждена эффективность использования усовершенствованных технологий и установок для их реализации; определены режимные и конструктивные параметры, обеспечивающие получение функциональных

алмазоподобных покрытий с требуемыми эксплуатационными свойствами; описаны процессы, протекающие при нанесении алмазоподобных покрытий, формировании покрытий; проведена апробация разработок в производственных условиях.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на всероссийских и международных конференциях: XI Международная научно-практическая заочная конференция «ЭТАП-2024» (Казань, 2024), VII международной научной конференции «Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении» (Москва, 2021) (Повышение трибологических характеристик деталей автомобилей нанесением упрочняющих алмазоподобных углеродных покрытий); международной научной конференции «Вопросы науки и практики- 2018 » (Москва, 2018) (Обзор методов нанесения алмазоподобных покрытий); международная научная конференция «Scientific Discoveries» (Чехия, Карловы Вары-Россия, Москва, 2018) (Алмазоподобные покрытия).

Публикации. По результатам исследования опубликовано 19 работ: из них 7 статей в изданиях, определённых ВАК РФ, в том числе 2 статьи, входящие в международные реферативные базы данных и системы цитирования SCOPUS, 8 патентов на изобретения, статьи и тезисы докладов в материалах международных и всероссийских конференций.

Личный вклад заключается в анализе патентно-лицензионного статуса и технического уровня разработок в исследуемой области, обосновании выбора типа легирующих добавок и их исследовании на опытных образцах, исследовании структурно-фазового состояния полученных покрытий, разработке эффективной технологии нанесения покрытий, проведении основного объема экспериментальных исследований, подготовке стендовых испытаний, анализе, обобщении, интерпретации полученных результатов и формулировке основных выводов.

Структура и объем диссертации определены необходимостью решения поставленной цели и задач. Работа состоит из введения, пяти глав, основных

выводов, списка литературы из 167 наименований и приложений. Работа изложена на 180 страницах текста, включающих 17 таблиц и 55 рисунка.

Достоверность результатов обеспечена следующим:

- для анализа структур, химического анализа, анализа коэффициента трения, твердости применялись соответствующие приборы и оборудование, которое прошло процедуру аттестации и поверки, имеет необходимые подтверждающие документы;

- примененные методики и методы стандартизованы, прописаны в соответствующих ГОСТ, неоднократно апробированы в лабораторных условиях, и в основе которых лежат доказанные научные методы;

- обработка результатов производилась с помощью современного математического программного обеспечения и научных справочных данных;

- выносимые на защиту научные выводы подкреплены теоретическими научными материалами и проверены экспериментальными исследованиями, которые не противоречат общепринятым нормам, размещенных в открытых научных изданиях по материаловедению.

Соответствие паспорту специальности. Результаты работы соответствуют паспорту специальности: 2.6.17 - Материаловедение:

Пункт

Результат

2

Разработано функциональное легированное хромом защитное алмазоподобное покрытие с заданным комплексом физико-механических и трибологических свойств, обеспечивающих работоспособность узла трения межколесного дифференциала автомобиля КАМАЗ. Установлены и подтверждены практическими и лабораторными исследованиями закономерности воздействия на функциональные свойства защитного покрытия с помощью изменения структурного состава покрытия, параметров технологического процесса нанесения защитных покрытий, условий эксплуатации покрытия.

4 Выполнен комплекс теоретических и практических исследований определяющих возможность применения функциональных алмазоподобных покрытий, легированных хромом, полученных методом реактивного магнетронного распыления в рабочей атмосфере, состоящей из аргона и ацетилена, обеспечить надлежащую работоспособность и заданную долговечность межколесного дифференциала автомобиля КАМАЗ.

4 Проведены ряд лабораторных и стендовых испытаний разработанного защитного покрытия, обладающего повышенной прочностью, износостойкостью, и необходимыми трибологическими свойствами необходимыми для обеспечения работоспособности межколесного дифференциала автомобиля. Разработана технология синтеза защитных пленок покрытия, отвечающая всем требованиям экологической и технической безопасности промышленных объектов.

4 Достигнуты необходимые прочностные показатели надежности защитного функционального покрытия, достигнуты требуемые трибологические показатели покрытия, определены закономерности влияния внешних нагрузок на циклическую долговечность разработанного покрытия.

Глава 1. ОБОБЩЕННЫЙ АНАЛИЗ В ИССЛЕДУЕМОЙ ОБЛАСТИ

1.1. Снижение ресурса и разрушения, возникающие в дифференциале

В рассматриваемом узле в данной работе, межколёсном дифференциале автомобиля трение является переменной величиной.

Момент трения в дифференциале является суммой двух моментов: Мдоп не учитывает момент, который передается на узел дифференциала, второй полностью этот момент воспринимает. В этом случае, момент трения будет определяться следующей формулой:

М=Мдоп + kМо

Параметры Мдоп и к могут иметь разные значения это зависит от конструкции дифференциала. Например, если значение Мдоп мало, его можно игнорировать. Когда в работе моста автомобиля подключается дифференциал, значение Мдоп увеличивается. Если, автомобиль поворачивает, и нагрузка в дифференциале идет на одну сторону, то на другой стороне дифференциала наблюдается статическое трение. В соответствии с [34] при работе дифференциала обнаруживается следующая закономерность: при движении автомобиля, в момент работы дифференциала происходит понижение Мдоп по закону показательной функции:

М=[Мнт/(1 +В)](е'ААс°+В)

где Аю - частота вращения полуоси; А и В - эмпирические показатели, определяемые экспериментально, зависящие только от конструктивных особенностей конкретного дифференциала. Притом, работу дифференциала, когда Ысор = Мпаек, можно описать формулой:

М= Мнач + М

В последние годы появились конструкции дифференциалов, в которых против осевых сил, возникающих в зацеплении конических, направляют силу пружины. В этом случае, очевидно, справедлива зависимость

Мг=- Мнач+ М

Коэффициент т мгновенного значения внутреннего трения.

Чтобы дифференциал работал, должно выполняться условие Мо> Мг и, следовательно, величина внутреннего трения всегда должна лежать в пределах 0<

М<Мо.

В технической литературе [1] отношение т= М/Мо называют коэффициентом мгновенного значения внутреннего трения, причем, очевидно, что 0<т<1. У дифференциалов с малым внутренним трением верхняя граница значений коэффициента равна примерно 0,04. Когда величина т отклоняется от этого предела, то имеется дифференциал повышенного трения. На рис.1.1 показана область нечувствительности дифференциала для случая, когда

Мг=МНачШо.

прямые, ограничивающие область нечувствительности, способствуют крутящим моментам, действующим на правом и левом колесах при работе дифференциала. Крутящие моменты изменяются в зависимости от того, какое из колес является опережающим или отстающим. Эти линии проведены в соответствии с зависимостями

Мот=(Мо+ М)/2 и Моп=(Мо+ Мг)/2.

Рисунок 1.1 - Область нечувствительности дифференциала для М1=Мнач+кМо:1- правое колесо опережает, левое отстает; 2- область не чувствительности; 3- правое колесо отстает, левое опережает

Если автомобиль двигается прямолинейно и ни одно из колес не теряет сцепления с опорной поверхностью, то распределение моментов соответствует прямой МК1=Мк2=Мп/2, а отношение моментов, передаваемых к отдельным колесам, Мк2/Мк2=1. Когда при постоянном моменте Мо крутящий момент на колесе будет расти, а на другом падать, то, чем дольше разница между моментами не будет достигать величины М, тем дольше дифференциал не будет работать, хотя отношение крутящих моментов

Мк2/Мк2=1. В данном случае моментам М0, Мк1 и Мк2 может соответствовать любая точка, лежащая в пределах заштрихованного поля на рис.1.1.

Если разница между моментами станет такой большой, что дифференциал начнет работать, то четырем имеющимся моментам М0, Ми Мк1 и Мк2 будет соответствовать любая точка, лежащая на одной из двух прямых, ограничивающих область нечувствительности.

КЛАССЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛОВ

Класс 1. Даже обычный конический дифференциал можно рассматривать как дифференциал повышенного трения из-за наличия трения между его составными частями. Кривая тяговой силы для дифференциала такого типа показана на рис.1.2, а и является характерной для первого класса. Как видно по этой кривой, действительная сила тяги больше расчетной. При увеличении момента, передаваемого через дифференциал, растут потери на трение и увеличиваются отклонения от расчетной кривой. Некоторые типы

дифференциалов, такие как червячный, работа которых протекает при пониженном КПД, также относится к этой группе. Однако наклон кривых тяговой силы для этих дифференциалов значительно круче в связи с более низким КПД этих механизмов.

Некоторые передачи со специальной формой зубьев обеспечивают такой выход крутящего момента на приводных колёсах, что работа дифференциала получается пульсирующей или синусондальной. Кривая тяговой силы в этом случае подобна той, что у обычного дифференциала, но отклоняется от нее до 30%.

Класс 2. Дифференциалы повышенного трения с фрикционными муфтами относится ко второму классу, и представлен на рис. 1.2.б. Для данной группы дифференциалов характерно постоянство сил трения.

Выбор предельной точки на кривой тяговой силы устанавливает эффективность работы механизма, а также положение фактической кривой тяговой силы по сравнению с расчетной. Чем больше лимит скольжения, тем больше дистанция между кривыми.

Повышенное трение в дифференциале снижает пробуксовку колес и не влияет на работу механизма, но сказывается на управляемости автомобиля. В определённых конструкциях к выходной шестерне прикладывается осевая сила, увеличивающая наклон кривой. Поэтому, в хороших дорожных условия, дифференциал блокируется, что нежелательно.

К третьему классу относятся конструкции, которые позволяют всей тяговой силе проходить через одну полуось. Это устройства распределения мощности с односторонними муфтами, предотвращающие проскальзывание колёс и позволяют тягам перемещаться относительно друг друга. По отношению к дифференциалам - это устройства, заменяющие их, невзирая на то, что они идут в разрез их основным законам. В данном дифференциале звенья вращаются по-разному - одно быстрее, а другое - пропорционально быстрее, чем корпус. Вместе с тем, крутящий момент должен быть эквивалентен тяговым силам на ведущих колёсах. В конструкциях третьего класса баланс отсутствует, а вместо этого осуществляется полный перенос момента к звену, которое вращается медленнее.

Такой перенос крутящего момента может привести к ухудшению управляемости автомобиля. Кривая силы тяги для этого типа механизма представлена на рисунке 1.2. в. Данная кривая демонстрирует, что если одно из ведущих колес имеет нулевой коэффициент сцепления, то другое ведущее колесо может развивать силу тяги до величины, соответствующей моменту начала пробуксовки колес. При таком движении механизма можно снять одну полуось и автомобиль будет двигаться посредством оставшейся полуоси.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Пашков Михаил Владимирович, 2025 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Debicki M. Teoria sarnochodu-teoria napedy. Warszawa;WNT.-1971- Р32-36.

2. Chocholek S.E., Ferbitz R.C. Restrictiv differentials. Paper N 720903. Society of Automomotive Engineers, Inc. New York, 1972

3. Семенов А.П. Трибологические свойства и вакуумные ионно-плазменные методы получения алмазных и алмазоподобных покрытий // Трение и износ. -2009. - Т.30. - № 1. - С. 83-102.

4. Corbella C., Vives M., Pinyol A., et al. Preparation of metal (W, Mo, Nb, Ti) containing a-C:H films by reactive magnetron sputtering // Surf. Coat. Technol. -2004. - V. 177-178. - P. 409-414.

5. Ouyang J.-H., Sasaki S., Murakami T., et al. Mechanical and unlubricated tribologocal properties if titanium-containing diamond-like carbon coatings // Wear. - 2009. -V. 266. -P. 96-102.

6. Meng W.J., Gillispie B.A. Mechanical properies of Ti=containing and W-containing diamond-like carbon coatings // J. Appl. Phys. - 1998. - V.84. - P. 43144321.

7. Meng W.J., Tittsworth R.C., Jiang J.C., et al. Ti atomic bonding environment in Ti-containing hydrocarbon coatings // J. Appl. Phys. - 2000. - V.88. - P. 2415-2422.

8. Cao D.M., Feng B., Meng W.J., et al. Friction and wear characteristics of ceramic nanocomposite coatings: Titanium carbide / amorphous hydrocarbon // Appl. Phys. Lett. - 2001. - V.79. - P. 329-331.

9. Gassner G., Patscheider J., Mayrhofer P.H., et al. Structure of sputtered nanocomposite CrCx/a-C:H thin films // J. Vac. Sci. Technol. B. - 2006. - V.24. -P. 1837-1843.

10. Gassner G., Mayrhofer P.H., Mitterer C., Kiefer J. Structure-property relations in Cr-C/a-C:H coatings deposited byreactive magnetron sputtering // Surf. Coat. Technol. - 2005. - V.200. - P .1147-1150.

11. Hovsepian P.E., Kok Y.N., Ehiasarian A.P., et al. Phase separation and formation of the self-organised layered nanostructure in C/Cr coatings in conditions of high ion-irradiation // Surf. Coat. Technol. - 2005. - V.200. - P. 1572-1579.

12. Zhou Z., Ross I.M., Ma L., et al. Wear of hydrogen-free C/Cr PVD coating against AI2O3 at room temperature // Wear. - 2011. - V.271. - P. 2150-2156.

13. Paul A., Lim J., Choi K., Lee C., et al. Effect of deposition parameters on the properties of chromium carbide coatings deposited onto steel by sputtering // Mat. Sci. Eng. A. - 2002. - V.332. - P. 123-128.

14. Хрущов М.М., Атаманов М.В., Марченко Е.А., Петржик М.И., Левин И.С. Алмазоподобные нанокомпозитные покрытия a-C:H:Cr - структурное состояние, механические и трибологические свойства // Изв. РАН. Сер. физич.

- 2014. - Т. 78. - № 10. - С.1257-1265.

15. Khrushchov M.M., Marchenko E.A., Petrzhik M.I., Atamanov M.V., Antonova O.S. The effect of structure on tribological behavior of chromium-carbon coatings obtained by plasma-assusted physical vapor deposition // J. Phys.: Conf. Ser. - 2018.

- V. 1121. - P. 012017.

16. Хрущов М.М. Легированные алмазоподобные покрытия триботехнического назначения // Современные технологии модифицирования поверхностей деталей машин / Под ред. Г.В.Москвитина. - М.: ЛЕНАНД. -2013. - С. 78-113.

17. Meskinis S., Tamuleviciene A. Structure, properties and applications of diamond-like nanocomposite (SiOx containing DLC) films: A review // Mater. Sci. (Medziagotyra). 2011. - V. 17. - P. 358-370.

18. Oguri K., Arai T. Tribological properties an characterization of diamond-like carbon coatings with silicon prepared by plasma-assisted chemical vapor deposition // Surf. Coat. Technol. - 1991. - V. 47. - P. 710-721.

19. Chen L.-Y., Hong F.C.-N. Effects of SiOx-incorporation hydrocarbons on the tribological properties of DLC films // Diamond and Related Materials. - 2001. V. 10. - P. 1058-1062.

20. Chen L.-Y., Hong F.C.-N. Diamond-like carbon nanocomposite films // Appl. Phys. Letters. - 2003. - V.82. - P. 3526-3528.

21. Evans R.D., Bentley J., More K.L., Doll G.L., Glass J.T. Radial distribution function analyses of amorphous carbon thin films containing various levels of silicon and hydrogen // J. Appl. Phys. - 2004. - V. 96. - P. 273-279.

22. Evans R.D., Doll G.L., Glass J.T. Relationships between the thermal stability, friction, and wear properties of reactively sputtered Si-aC:H thin films // J. Mat. Res.

- 2002. - V. 17. - P.2888-2896.

23. Oguri K., Arai T. Effect of excess carbon on the hardness of Si-C and Ti-C coatings formed by plasma-assisted chemical vapor deposition // Thin Solid Films.

- 1990. - V. 186. - P. L29-L31.

24. Michler T., Grischke M., Bewilogua K., Hieke A. Continously deposited duplex coatings consisting of plasma nitriding and a-C:H:Si deposition // Surf. Coat. Technol. - 1999. -V.111. - P.41-45.

25. Randeniya L.K., Bendavid A., Martin P.J., Amin M.S., Preston E.W. Molecular structure of SiOx-incorporated diamond-like carbon films: Evidence for phase segregation // Diamond Rel. Mat. - 2009. - V.18. - P.1167-1173.

26. Oguri K., Arai T. Friction coefficient Si-C, Ti-C and Ge-C coatings with excess carbon formed by plasma-assisted chemical vapor deposition // Thin Solid Films. -1992. - V. 208. - P. L58-L60.

27. Nakazawa H., Miura S., Kamata R., Okuno S., Suemitsu M., Abe T. Effects of pulse bias on structure and properties of silicon/nitrogen-incorporated diamond-like carbon films prepared by plasma-enhanced chemical vapor deposition // Appl. Surf. Sci. - 2013. - V.264. - P.625-632.

28. Комбалов B.C. Методы и средства испытаний на трение и износ конструкционных и смазочных материалов: Справочник // под ред. К.В. Фролова, Е.А. Марченко. - М.: Машиностроение. - 2008. - 384 с.

29. Khrushchov M.M., Marchenko E.A., Levin I.S., Avdyukhina V.M., Kashorkin E.V., Atamanov M.V., Petrzhik M.I., Obraztsova E.A. Structure and tribological

behavior of titanium-based coatings deposited by reactive magnetron sputtering // Journal of Physics: Conference Series. - 2019. - V. 1313. - P. 012028.

30. Авдюхина В.М., Хрущов М.М., Левин И.С., Кашуркин Е.В., Суляндзига Д.А. Структурные особенности и функциональное поведение вакуумных покрытий, полученных реактивным магнетронным распылением кремния // Ученые записки Физического факультета МГУ. - 2020. - № 4. - С. 2040701-12040701-8.

31. Хрущов М.М., Семенов А.П. Фазовый состав, микроструктура и трибологическое поведение электронно-плазменных покрытий на основе хрома // Трение и износ. 2013. - Т.34. - № 1. - С. 72-81.

32. Gardos M.N. The effect of anion vacancies on the tribological properties of rutile (TiO2-x) // Tribological Transactions. - 1989. - V. 31. - P. 427-436.

33. Woydt M. Tribological characteristics of polycrystalline Magneli-type titanium dioxides // Tribology Letters. - 2000. - V. 8. P. 117-130.

34. Буяновский И.А., Хрущов М.М., Самусенко В.Д., Щербаков Ю.И., Атаманов М.В., Антонова О.С. Граничная смазка фрикционных контактов «сталь/сталь с Cr-DLC покрытием» // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2020. - Т. 21. - № 12. - С. 558-563.

35. Буяновский И. А., Хрущов М. М., Самусенко В. Д. Алмазоподобные углеродные покрытия: трибологическое поведение при граничной смазке. Часть I. Структура, методы испытаний, смазка адсорбционными слоями // Материаловедение. - 2021. - № 9. - С. 3-18

36. Буяновский И. А., Хрущов М. М., Самусенко В. Д. Алмазоподобные углеродные покрытия: трибологическое поведение при граничной смазке. Часть II. Смазка химически модифицированным слоем // Материаловедение. -2021. - № 10. - С. 3-11.

37. Методика расчетной оценки износостойкости поверхностей трения деталей машин. - М.: Издательство стандартов. - 1979. - 100 с.

38. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. - М.: Мир. - 1989. - 510 с.

39. Canfado L.G., Takai K., Enoki T. et al. General equation for the determination of the crystallite size La of nanographite by Raman spectroscopy // Appl. Phys. Lett. - 2006. - V. 88. - article ID 163106.

40. Cui W.G., Lai Q.B., Zhang L., Wang F.M. Quantitative measurements of sp3 content in DLC films with Raman spectroscopy // Surf. Coat. Technol. - 2010. - V. 205. - P. 1995-1999.

41. Штанский Д.В., Кулинич С.А., Левашов Е.А., Moore J.J. Особенности структуры и физико-механических свойств наноструктурных тонких пленок // Физика твердого тела. - 2003. - Т. 45. - № 6. - С. 1122-1129.

42.Khrushchov M., Levin I., Marchenko E., Avdyukhina V., Petrzhik M. Effect of structure and deposition technology on tribological properties of DLC coatings alloyed with VIA group metals // Journal of Physics: Conference Series, 729, 012016, pp. 1-5, 2016.

43. Хрущов М.М., Марченко Е.А., Атаманов М.В., Левин И.С., Тарелкин Ю.А. Влияние состава активной атмосферы на трибологическое поведение покрытий, получаемых реактивным магнетронным распылением хрома в смесях ацетилен-азот и ацетилен-воздух // Трение и износ, 37, №5, сс. 529-539, 2016.

44. Khrushchov M. M., Marchenko E. A., Atamanov M. V., Levin I. S., Tarelkin Yu.A. Effect of Active Gas Mixture Composition on Tribological Behavior of Coatings Obtained by Reactive Magnetron Sputtering of Chromium in Acetylene-Nitrogen and Acetylene-Air Gas Mixtures // Journal of Friction and Wear, 37, No. 5, pp. 407-414, 2016.

45. Хрущов М.М., Левин И.С., Марченко Е.А., Шальнов С.А., Авдюхина В.М., Петржик М.И. Особенности структуры и технологии получения алмазоподобных покрытий, легированных металлами Via группы, и их влияние на трибологические свойства // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки, 21, №3, сс. 1405-1408, 2016.

46. Левин И.С., Хрущов М.М., Марченко Е.А., Авдюхина В.М. Влияние легирования на структуру и особенности трибологического поведения вакуумных алмазоподобных покрытий // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика, астрономия, № 2, сс. 46-52, 2016.

47. Levin I.S., Khrushchov M.M., Marchenko E.A., Avdyukhina V.M. The Effect of Alloying on the Structure and Tribological Behavior Peculiarities of Vacuum-Deposited Diamond-Like Coatings // Moscow University Physics Bulletin, 71, № 2, сс. 186-192, 2016.

48. Левин И.С., Хрущов М.М., Авдюхина В.М., Шальнов С.А., Марченко Е.А., Петржик М.И. Влияние особенностей структуры вакуумных алмазоподобных покрытий, легированных металлами У1а группы, на их свойства // Ученые записки физического факультета МГУ, № 3, 163503, сс. 1-3, 2016.

49. Хрущов М.М., Марченко Е.А., Левин И.С., Тарелкин Ю.А. Вакуумные ионно-плазменные алмазоподобные покрытия - нанокомпозиты: трибологическое поведение и структура // Российский технологический журнал, 2, №3(8), сс. 42-55, 2015.

50. Хрущов М.М., Атаманов М.В., Марченко Е.А., Левин И. С., Дубравина А.А., Петржик М.И. Алмазоподобные покрытия с нанокомпозитной структурой, получаемые реактивным магнетронным распылением хрома в смеси Ar + C H + N, и их трибологические свойства // Проблемы

машиностроения и надежности машин, № 1, ca 37-45, 2014.

51. M.M. Khrushchov, M.V. Atamanov, E.A. Marchenko, I.S. Levin, A.A. Dubravina, M.I. Petrzhik. Diamond-like carbon coatings with nanocomposite structure formed by reactive magnetron sputtering of chrome in an Ar + C H + N2

gas mixture and their tribological behavior // Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 43, No. 1, pp. 29-35, 2014.

52. M. M. Khrushchov, M. V. Atamanov, E. A. Marchenko, M. I. Petrzhik, I. S. Levin. Diamondlike nanocomposite a-C:H:Cr coatings: Structure, mechanical, and tribological properties // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, 78, No. 10, ca 1007-1014, 2014.

53. Хрущов М.М., Марченко Е.А., Левин И.С., Дубравина А.А., Букалов С.С., Тарелкин Ю.А. Нанокомпозитная структура и трибологические свойства алмазоподобных покрытий, легированных хромом // Вестник научно-технического развития, №80, сс. 24-31, 2014.

54. Атаманов М. В., Дубравина А. А., Левин И. С., Марченко Е. А., Хрущов М. М. Состав, структура и трибологические свойства алмазоподобных покрытий, легированных хромом» // Проблемы машиностроения и автоматизации, № 3, сс. 102-105, 2013.

55. Хрущов М.М., Марченко Е.А., Левин И.С. Легированные алмазоподобные покрытия, полученные вакуумными ионно-плазменными методами -трибологическое поведение // VI Всероссийская конференция по наноматериалам с элементами научной школы для молодежи. Москва. 22-25 ноября 2016 г. / Сборник материалов, сс. 136-137, ИМЕТ РАН, Москва, 2016.

56. Хрущов М.М., Левин И.С., Марченко Е.А., Шальнов С.А., Шергунов В.А. Нанокомпозитная структура алмазоподобных углеродных покрытий, легированных металлами группы хрома, и их трибологическое поведение // Трибология - машиностроению: Труды XI международной научно-технической конференции, сс. 257-258, Институт компьютерных исследований, Москва, 2016.

57. И.С. Левин, С.А. Шальнов. Влияние особенностей состава и структуры на трибологические характеристики алмазоподобных нанокомпозитных покрытий, легированных металлами VIa группы // Материалы секции №4 Международной молодежной научной конференции "XLII Гагаринские чтения", сс. 47-48, Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН Москва, 2016.

58. И.С. Левин, С.А. Шальнов. Влияние особенностей состава и структуры на трибологические характеристики алмазоподобных нанокомпозитных покрытий, легированных металлами VIa группы // Гагаринские чтения - 2016: XLII Международная молодёжная научная конференция: Сборник тезисов докладов: т. 1, сс. 128-129, Московский авиационный институт Москва, 2016.

59. М.М. Хрущов, И.С. Левин, Е.А. Марченко, В.М. Авдюхина, М.И. Петржик. Влияние на трибологические свойства структуры и технологии получения алмазоподобных углеродных покрытий, легированных металлами VI А группы // Труды 23-й всероссийской научно-технической конференции с международным участием "Вакуумная техника и технологии - 2016", сс. 7981, Санкт-Петербург, 2016.

60. И.С. Левин, М.М. Хрущов, В.М. Авдюхина, С.А. Шальнов, Е.А. Марченко, М.И. Петржик. Влияние особенностей структуры вакуумных алмазоподобных покрытий, легированных металлами VIa группы, на их свойства // Сборник тезисов докладов научной конференции "Ломоносовские чтения. Секция физики, сс. 31-34, Издательский отдел физического факультета МГУ Москва, 2016.

61. И.С. Левин, С. А. Шальнов, В. А. Шергунов, М. М. Хрущов. Структура легированных алмазоподобных нанокомпозитов трибологического назначения // Сборник материалов Второго междисциплинарного молодежного научного форума с международным участием Новые материалы, сс. 120-122, Интерконтактнаука Москва, 2016.

62. И.С. Левин, М. М. Хрущов, В. М. Авдюхина, С. А. Шальнов, Структура и механические свойства алмазоподобных покрытий, легированных металлами via группы // Сборник материалов VIII Международного научного семинара и VI Международной молодежной научной школы-семинара "Современные методы анализа дифракционных данных и актуальные проблемы рентгеновской оптики" (Великий Новгород, 22 июня - 02 июля 2016 г.), сс. 101-103, ЗАО "Новгородский технопарк" Великий Новгород, 2016.

63. И.С. Левин, В. М. Авдюхина, М. М. Хрущов, Ю. А. Тарелкин, С. А. Шальнов, Влияние химического состава алмазоподобных покрытий, легированных хромом, на структурные и трибологические свойства // Ломоносовские чтения. Секция Физика 2015, сс. 57-60, Физический факультет МГУ Москва, 2015.

64. И.С. Левин, В. М. Авдюхина, М. М. Хрущов, Ю. А. Тарелкин, С. А. Шальнов, Исследование стуктуры и свойств хромовых магнетронных покрытий // Сб.тезисов докладов Шестой Международной конференции Кристаллофизика и деформационное поведение перспективных материалов, посвященная 90-летию со дня рождения профессора Ю.А. Скакова. 26 - 28 мая 2015 г, сс. 194-194, МИСиС Москва, 2015.

65. И.С. Левин, М. М. Хрущов, В. М. Авдюхина, С. А. Шальнов. Особенности структуры и свойств хромовых магнетронных покрытий в зависимости от состава атмосферы при напылении // Сборник материалов Второй Всероссийской молодежнаой научно-техническая конференции с международным участием "Инновации в материаловедении", сс. 360-361, ИМЕТ РАН Москва, 2015.

66. И.С. Левин, М. М. Хрущов, В. М. Авдюхина, С. А. Шальнов, А. А. Постникова. Особенности структуры алмазоподобных покрытий при легировании хромом // Научные труды IV Международной конференции "Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении", сс. 142-143, Спектр Москва, 2015.

67. И.С. Левин, М. М. Хрущов, В. М. Авдюхина, Е. А. Марченко, Ю. А. Тарелкин. Влияние состава активной атмосферы при магнетронном напылении на структурные и трибологические свойства алмазоподобных покрытий, легированных хромом // Сборник докладов V Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества», сс. 224-226, ИМЕТ РАН Москва, 2014.

68. И.С. Левин, М. М. Хрущов, В. М. Авдюхина. Влияние состава активной атмосферы при магнетронном распылении на структурные и трибологические свойства легированных хромом алмазоподобных покрытий // Тезисы докладов научной конференции "Ломоносовские чтения. Секция физики. 14-18 апреля 2014 года", сс. 31-34, Москва. Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 2014.

69. И.С. Левин, М. М. Хрущов, В. М. Авдюхина, С. А. Шальнов. Особенности получения данных о тонкой атомной структуре наностуктурированных покрытий и пленок при их изучении методом рентгеновской дифрактометрии // Тезисы докладов "Живучесть и конструкционное материаловедение" SSMS-2014, с. 37, ИМАШ РАН Москва, 2014.

70. И.С. Левин, М. М. Хрущов, В. М. Авдюхина, А. А. Дубравина, Ю. А. Тарелкин. Рентгеновская дифрактометрия многофазных наноструктурированных покрытий // Современные методы исследования структуры материалов и их применение в материаловедении, pp. 37-40, НИТУ "МИСиС" Москва, 2014.

71. И.С. Левин, Ю. А. Тарелкин, С. А. Шальнов, Структурные и трибологические характеристики алмазоподобных покрытий, легированных хромом // XXI Международная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных по фундаментальным наукам "Ломоносов-2014". Секция "Физика". Сборник тезисов, Секция "Физика", с. 289, Физический факультет МГУ Москва, 2014.

72. И.С. Левин, Е. А. Марченко, М. М. Хрущов, А. А. Дубравина, Ю. А. Тарелкин, С. С. Букалов, С. А. Шальнов, Структура и свойства легированных хромом покрытий гидрогенизированного аморфного углерода // Труды 10-ой Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы машиноведения: Трибология - машиностроению», сс. 76-77, ИМАШ РАН Москва, 2014.

73. A. P. Semenov, M. M. Khrushchov, E. A. Marchenko, I. S. Levin, A. A. Dubravina, M. V. Atamanov, Deposition technology, microstructure and tribological properties of alloyed diamond-like carbon coatings obtained by plasmaassisted deposition // Сб. материалов V Международной конференции "Деформация и разрушение материалов и наноматериалов", сс. 436-437, Изд. ИМЕТ РАН г. Москва, 2013.

74. М. М. Хрущов, Е. А. Марченко, А. А. Дубравина, И. С. Левин, Влияние технологии нанесения и легирования на структуру и свойства алмазоподобных

нанокомпозитных покрытий // Труды VI Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата, т. 1, сс. 95-100, Ахсаан Якутск, 2013.

75. М. М. Хрущов, И. С. Левин, А. А. Дубравина, Методика рентгеновского исследования наноструктурированных многофазных покрытий // Труды 11 Международной конференции "Пленки и покрытия-2013", сс. 290-292, изд. Политехнического университета Санкт-Петербург, 2013.

76. М. В. Атаманов, А. А. Дубравина, И. С. Левин, Е. А. Марченко, М. М. Хрущов, Состав, структура и трибологические свойства алмазоподобных покрытий, легированных хромом // Научные труды II международной научной конференции "Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении", т. 1, стр. 84-89, ИМАШ РАН, 2012.

77. Автоматическая сварка: международный научно-технический и производственный журнал/ НАНУ. Ин-т электросварки им. Е. О. Патона. -Киев: МА "Сварка", 1948 - ISSN 0005-111X.

78. Гибридное лазерно-плазменное нанесение алмазных и алмазоподобных покрытий: схемы процесса.// Автоматическая сварка. - 2018. - № 4. - С. 62.

79. Кравчук, К. С. Методы определения трещиностойкости тонких алмазоподобных покрытий алмазным индикатором / К. С. Кравчук, А. С. Усеинов. - (Химия). - Текст : непосредственный // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2014. - Т. 57, вып. 5. - С. 28-31 : 2 рис., 2 табл. -Библиогр.: с. 31 (24 назв.). - ISSN 0579-2991

80. Гилев, В. Г. Перспективы применения алмазоподобных покрытий для деталей узлов трения, работающих в коррозионноабразивной среде, Prospects of Applying Diamond-Like Coatings for Parts of Friction Units Operating in the Corrosion-Abrasive Medium / Гилев В. Г. - (Применение порошковых материалов и функциональных покрытий).// Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. - 2015. - № 2. - С. 66-72 : ил., фот., 2 табл. - Библиогр.: с. 71-72. - ISSN 1997-308Х.Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия/ ГТУ Моск.

ин-т стали и сплавов. - Москва : Калвис, 2007 - . - ISSN 1997-308X. - Выходит ежеквартально 2015г. N 2

81. Маслеников, И. И. Исследование возможности использования силовой спектроскопии для определения механохимических свойств тонких покрытий / И. И. Маслеников, А. С. Усеинов. - (Химия). - Текст : непосредственный // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2014. - Т. 57, вып. 5. - С. 67-70 : 2 рис., 2 табл. - Библиогр.: с. 70 (10 назв.). - ISSN 0579-2991.

82. Оптические свойства структур на пористом кремнии с пленками нанофазного алмаза / О. В. Семенова [и др.]. - (Технология неорганических веществ и материалов). // Химическая технология. - 2014. - Т. 15, № 7. - С. 401405. - Библиогр.: с. 405. - ISSN 1684-5811.

83. Борисов, Ю.С. Газотермические покрытия из порошковых материалов: справочник / Ю.С. Борисов [и др.]. - Киев: Наукова думка, 1987. - 544 с.

84. A. I. Popov, A. D. Barinov, V. M. Emets, T. S. Chukanova, and M. L. Shupegin, Phys. Solid State 62, 1780 (2020). DOI: 10.1134/S1063783420100261.

85. F. Mangolini, B. A. Krick, T. D. B. Jacobs, S. R. Khanal, F. Streller, J. B. McClimon, J. Hilbert, S. V. Pra-sad, T. W. Scharf, J. A. Ohlhausen, J. R. Lukes, W. G. Sawyer, and R. W. Carpick, Carbon 130, 127 (2018). DOI: 10.1016/j.carbon.2017.12.096

86. A. D. Barinov, A. I. Popov, and M. Yu. Presnyakov, I-norg. Mater. 53, 690 (2017). DOI: 10.1134/S0020168517070019

87. A. D. Barinov, T. D. Gurinovich, A. I. Popov, T. S. Chukanova, M. A. Shapetina, and M. L. Shupegin, Inorg. Mater. 56, 799 (2020). DOI: 10.1134/S0020168520080026

88. A. Popov, Disordered Semiconductors: Physics and Application, 2nd ed. (Pan Stanford, Singapore, 2018).

89. M. D. Malinkovich, Yu. N. Parkhomenko, D. S. Polyakov, and M. L. Shupegin, Mater. Elektron. Tekh. 1 (3), 41 (2010).

90. T. Tamulevicius, D. Tamuleviciene, A. Virganavicius, V. Vasiliauskas, S. Kopustinskas, and S. Meskinis, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B 341, 1 (2014).

91. M. Yu. Presnyakov, A. I. Popov, D. S. Usol'tseva, M. L. Shupegin, and A. L. Vasil'ev, Ross. Nanotekhnol. 9 (7-8), 70 (2014).

92. D. B. K. Sheeja, C. Q. Tay, et al., J. Mater. Sci. 38, 421 (2003). DOI: 10.1023/A:1021807312324.

93. C. Adelhelm, M. Balden, M. Rinke, et al., J. Appl. Phys. 105, 033522 (2009). DOI: 10.1063/1.3075843.

94. A. Bozhko, T. Takagi, and T. Takeno, J. Phys.: Condens. Matter. 16, 8447 (2004).

95. S. M. Pimenov, E. V. Zavedeev, N. R. Arutyunyan, O. S. Zilova, A. D. Barinov, M. Yu. Presniakov, and M. L. Shupegin, Surf. Coat. Technol. 402, 126300 (2020). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2020.126300.

96. H. Frohlich, Theory of Dielectrics: Dielectric Constant and Dielectric Loss (Clarendon, Oxford, 1949).

97. A. K. Das, R. Hatada, and W. Ensinger, J. Alloys Compd. 758, 194 (2018). DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.05.121.

98. A. I. Popov, V. P. Afanas'ev, A. D. Barinov Yu. N. Bo-disko, A. S. Gryazev, I. N. Miroshnikova, M. Yu. Presnyakov, and M. L. Shupegin, J. Surf. Invest.: X-Ray Synchrotr. Neutron Tech. 13, 832 (2019). DOI: 10.1134/S1027451019050124.

99. Handbook of Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition / A. Anders // John Wiley & Sons, New York. - 2000. - Р. 435.

100. Дерягин, Б.В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок. / Б.В. Дерягин - М.: Наука, 1986.-206 с

101. Bewilogua K. and Hofmann D. History of Diamond-Like Carbon Films - from First Experiments to Worldwide Applications // Surface and Coatings Technology. - 2014 (242), 214-225.

102. Erdemir A. and Donnet C. Tribology of Diamond-Like Carbon Films: Recent Progress and Future Prospects // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2006 (39), no. 18, R311.

103. Tyagi Ankit, Walia R.S., Murtaza Qasim et al. A Critical Review of Diamond Like Carbon Coating for Wear Resistance Applications // International Journal of Refractory Metals & Hard Materials. - 2019 (78), 107-122.

104. Семёнов А.П. Трибологические свойства и вакуумно-плазменные методы получения алмазных и алмазоподобных покрытий // Трение и износ. - 2009 (30), № 1, 83-102.

105. Ferrari A.C. Nondestructive Characterization of Carbon Films // In: Tribology of Diamond Like Carbon Films. Fundamentals and Applications / ed. by Donnet C. and Erdemir A. - NY: Springer. - 2008, 23-85.

106. Robertson J. Classification of Diamond-Like Carbons // In: Tribology of Diamond-Like Films. Fundamentals and Applications / ed. by C. Donnet, A. Erdemir. - NY: Springer Science Business Media, LLG. - 2008, 13-23.

107. Левченко В.А., Гусева М.Б., Бабаев В.Г., Новиков Н.Д., Матвеенко В.Н. Взаимодействие эпитропных жидких кристаллов с поверхностью линейно-цепочечного углерода // Поверхность. - 2005, № 10, 52-59.

108. Kudryavtsev Yu.P., Evsyukov S.E., Babaev V.G., Guseva M.B., Khvostov V.V., and Krechko L.M. Oriented Carbyne Layers // Carbon. - 1992 (30), 213-221.

109. Levchenko V.A., Buyanovakii I.A., and Matveenko V.N. To the New Concept of Green Tribology // Journal of Materials Science and Chemical Engineering. -2017 (5), no. 1, 175-187.

110. Буяновский И.А., Дроздов Ю.Н., Игнатьева З.В., Левченко В.А., Матвеенко В.Н. Углеродные покрытия-ориентанты и эффективность смазочного действия масел // Механизация строительства. - 2013, № 6, 41-44.

111. Беленков В.А., Ивановская В.В., Ивановский А.Л. Наноалмазы и родственные углеродные наноматериалы. - Екатеринбург. - 2008.

112. Georgakilas V., Perman J.A., Tucek J., and Zboril R. Broad Family of Carbon Nanoallotropes: Classification, Chemistry, and Applications of Fullerenes, Carbon

Dots, Nanotubes, Graphene, Nanodiamonds, and Combined Superstructures // Chemical Reviews. - 2015 (115), no. 11, 4744-4822.

113. Heimann R.B., Evsyukov S.E., and Koga Y. Carbon Allotropes: A Suggested Classification Scheme Based on Valence Orbital Hybridization // Carbon. - New York, NY. - 1997 (35), nos. 10-11, 1654-1658.

114. Комшин А.С., Сырицкий А.Б. Метрологическое обеспечение нанотехнологий в промышленных условиях // Наноинженерия. 2014. № 4. С.14-19.

115. Wolf В., Richter А. The concept of differential hardness in depth sensing indentation // New. J. Phys. 2003. V. 5. P. 15.1 - 15.15.

116. Новиков Н.В., Дуб С. Н., Мильман Ю.В., Гридиева И.В., Чугунова С.И. Применение метода наноиндентирования для изучения фазового превращения полупроводник-металл в кремнии // Сверхтвердые материалы. 1996. С. 36-45.

117. Kogut L., Komvopoulos К. Ana1ysis of the spherical indentation cycle for elasticperfectly plastic solids // J. Mater. Res. 2004. V. 19. № 12. P. 3641 - 3653.

118. ISO/FDIS 14577-1:2002; Metallic materials - Instrumented indentation test for hardness and materials parameters.

119. Исаенкова М.Г., Перлович Ю.А., Головин Ю.И. Использование наноиндентометра для оценки механических свойств материалов: лабораторный практикум. М.: МИФИ, 2008. 36 с.

120. Башков В.М., Беляева А.О., Токарев Д.А., Седых Н.С. Исследование физико-химических параметров алмазоподобных покрытий, полученных методами электродугового физического осаждения с сепарацией плазмы // Наноинженерия. 2013. № 11. С. 35-38.

121. Алмазоподобные углеродные покрытия DLC. Варианты и применение. https://ritm-magazine.com/ru/public/almazopodobnye-uglerodnye-pokrytiya-dlc-varianty-i-primenenie.

122. Боровиков С.М., Пигаль Р.В., Терещук О.И. Свойства и применение DLC-покрытий / "Молодой учёный". № 6 (348), 2021. С. 6 - 8.

123. Suhova N.A., Shekhtman S.R., Migranov M.S. Synthesis of nanostructured composite coatings in arc discharge plasma / Proceedings of the 4th International conference on industrial engineering ICIE 2018. Lecture notes in mechanical engineering. 2019. pp. 1393-1399.

124. Mazare, A. Silver doped diamond-like carbon antibacterial and corrosion resistance coatings on titanium / A. Mazare, A. Anghel, C. Surdu-Bob / Thin Solid Films.- 2018.- № 657.-С. 16-23.

125. Ismagilova L.A., Suhova N.A. Control of manufacturing aircraft gas-turbine engines labor intensity at the early stages of design / Procedia Engineering, 2016. pp. 849-853.

126. Migranov M. Sh., Shekhtman S.R., Suhova N.A., Migranov A.M. Composite nanostructured wear-resistant coatings for high-speed cutting processing / IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. С. 012053.

127. Ахматов А.С. Молекулярная физика граничного трения. - М.: Физматгиз, 1963. - 472 с.

128. Буяновский И.А. Граничная смазка // Трибология. Состояние и перспективы: Сборник научных трудов. В 4-х томах. Т. 2. Смазка и смазочные материалы. - Уфа: РИК УГАТУ, 2019. - С. 170-186.

129. Семёнов А.П., Хрущов М.М. Влияние внешней среды и температуры на трибологические свойства алмазных и алмазоподобных покрытий //Трение и износ. - 2010. - Т. 31. - № 1 - С. 195-217.

130. Zahid R., Masjuki H.H., Varman M. et al. effect of lubricant formulations on the tribological performance of self-mated doped DLC contacts: a review// Tribology Letters. - 2015. - V. 58. - № 2. - С. 32.

131. Kalin M., Velkavrh I., Viz^intin J., Oz^bolt L. Review of boundary lubrication mechanisms of DLC coatings used in mechanical applications// Meccanica. - 2008. - V. 43. - № 6. - P. 623-637.

132. Буяновский И.А., Левченко В.А., Игнатьева З.В. и др. Трибологические характеристики углеродных алмазоподобных покрытий стальных деталей, функционирующих в смазочных средах //Современные технологии

модифицирования поверхностей деталей машин /под ред. Г.В.Москвитина. -М.: ЛЕНАНД. - 2013. - С. 37-66.

133. Podgornik B., Hren D., Vizintin J. et al. Combination of DLC coatings and EP additives for improved tribological behaviour of boundary lubricated surfaces // Wear. - 2006. - V. 261. - P. 33-40.

134. Буяновский И.А., Большаков А.Н., Левченко В.А. Влияние на антифрикционные свойства смазочных сред легирования ориентирующих углеродных покрытий карбидообразующими элементами // Трение и износ. -2018. - Т. 39. - № 5. - С. 471-476.

135. Буяновский И.А., Самусенко В.Д., Щербаков Ю.И. Модернизация узла трения машины КТ-2 для оценки антифрикционных характеристик тонких покрытий в режиме граничной смазки// Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2019. - Т. 85. - № 12. - С. 65-68.

136. Хрущов М.М., Буяновский И.А., Марченко Е.А. и др. Алмазоподобные углеродные покрытия, легированные хромом - нанокомпозитная структура и трибологическое поведение в условиях сухого и граничного трения // Сборник материалов VII Всерос. конф. по наноматериалам НАН0-2020, 18-22 мая 2020. - М.: ИМЕТ РАН, 2020. - С.104-105.

137. Topolovec-Miklozic, K., Lockwood, F., Spikes, H.: Behavior of boundary lubricating additives on DLC coatings. // Wear. - 2008. - V. 265. - №. 11-12. -p.1893-1901.

138. Tasdemir A., Tokoroyama H., Kousaka T. et al. Influence of zinc dialkyldithiophosphate tribofilm formation on the tribological performance of selfmated diamond-like carbon contacts under boundary lubrication. // Thin Solid Films. - 2014. - V. 562. - P. 389-397.

139. Renondeau H., Taylor R.I., Smith G.C., Torrance A.A. Friction and wear performance of diamond-like carbon and Cr-doped diamond-like carbon coatings in contact // Proc. IMechE Part J: J. Engineering Tribology. - 2008. - V. 222. - P. 231240.

140. Landolt H., Börnstein R. Phase Equilibria, Crystallographic and Thermodynamic Data of Binary Alloys (Cr-Cs - Cu-Zr) - Group IV Physical Chemistry. ed O Madelung (Berlin: Springer Verlag). 1994. V. 5D.

141. Хрущов М.М., Марченко Е.А., Левин И.С. и др. Особенности структуры и трибологическое поведение хромуглеродных покрытий, полученных магнетронным распылением // Физика металлов и металловедение. 2019. Т. 120. № 2. С. 219-224.

142. Комбалов В.С. Методы и средства испытаний на трение и износ конструкционных и смазочных материалов: Справочник. М.: Машиностроение. 2008. 384 с.

143. Bull S.J. Failure mode maps in the thin film adhesion test // Tribology International. 1997. V. 30. P. 491-498.

144. Chen Z., Wu L.Y.L. Scratch resistance of protective sol-gel coatings on polymeric substrates // Tribology of Polymeric Nanocomposites: Friction and Wear of Bulk Materials and Coatings / Ed. by K. Friedrich, A.K. Schlarb. Amsterdam: Elsevier. 2008. P. 325-353.

145. ASTM Standard C1624-05. Standard Test Method for Adhesion Strength and Mechanical Failure Modes of Ceramic Coatings by Quantitative Single Point Scratch Testing. ASTM International. 2011. 29 p.

146. Ahn J., Mittal K.L., MacQueen R.H. Hardness and adhesion of filmed structures as determined by scratch technique // Adhesion Measurement of Thin Films, Thick Films, and Bulk Coatings: ASTM STP 640 / Ed. by K.L. Mittal. Philadelphia: ASTM. 1978. P. 134-157

147. Албагачиев A.;. Трибологические свойства эффективных покрытий деталей машин и режущего инструмента. В кн.: Перспективные методы поверхностной обработки деталей машин / Отв. ред. Г.В. Москвитин. М.: ЛЕНАНД., 2019. С. 55-72.

148. Donnet C., Erdemir A. (ed.). Tribology of diamond-like carbon films: fundamentals and applications. Springer Science & Business Media, 2007. 664 с.

166. Hauert R. An overview on the tribological behavior of diamond-like carbon in technical and medical applications // Tribology International. 2004. Т. 37. №. 1112. С. 991-1003.

149. Буяновский И.А., Самусенко В.Д., Левченко В.А. Использование нитрида титана и алюмонитрида титана как промежуточных слоёв для алмазоподобных покрытий // В кн.: Триботехника-машиностроению: Труды XII Международной конференции. М.: ИМАШ РАН. 2020. С. 58-62.

150. Левченко В.А. и др. Антифрикционные свойства алмазоподобного покрытия и алюмонитрида титана в модельных смазочных средах // Трение и износ. 2019. Т. 40. № 6. С. 706-711.

151. Матвеевский Р.М. Методы и аппаратура для оценки триботехнических свойств смазочных материалов // В кн: Смазочные материалы: Антифрикционные и противоизносные свойства. Методы испытаний: Справочник. М.:Машиностроение. 1989. С. 20-47.

152. Буяновский И.А., Хрущов М.М., Самусенко В.Д. Алмазоподобные углеродные покрытия: трибологическое поведение при граничной смазке. Ч.

153. Структура, методы испытаний, смазка адсорбционным слоем // Материаловедение. 2021. № 9. С. 3-18.

154. Фиалков А.С. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе. - М.: Аспект пресс. - 1997. - С. 718.

155. Konov V.I. Nanocrystalline diamond films: CVD synthesis, properties and applications // General Physics Institute. - M. - 2009.

156. Lifshitz Y. Diamond-like carbon - present status // Diamond and Related Materials. 1999, v. 8, p. 1659-1676.

157. И.М. Бураков Теоретическое исследование механизмов и динамики фемтосекундной лазерной абляции: Автореф. дис. канд. физ-мат. наук. -Новосибирск, 2005. - С. 23.

158. Вакуумная техника: Справочник / Под общ. ред. Е. С. Фролова, В. Е. Минайчева; Машиностроение. - М. - 1992. - с. 8.

159. Filik J. Raman spectroscopy: a simple, non-destructive way to characterize diamond and diamond-like materials: Article. - 2005. - № 5. - vol. 17.

160. Ferrari A.C., Robertson J. // Phys. Rev. B. 2000. V. 61. N 20. P. 14095.

161. Casaraghi C., Ferrari A.C., Robertson J. // Phys. Rev. B. 2005. V. 72. P. 085401.

162. Визирь А.В., Окс Е.М., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. // ЖТФ. 1997. Т. 67. В. 6. С. 27.

163. Гаврилов Н.В., Емлин Д.Р., Каменетских А.С. // Изв. вузов. Физика. 2007. Т. 50. N 9. С. 149.

164. Фролова Е. С., Минайчев В.Е., Александрова А.Т. и др. // Вакуумная техника: Справочник. М.: Машиностроение, 1992. 480 с.

165. Grill A. // IBM J. Res. Develop. 1999. V. 43. N 1/2. P. 147.

166. Trakhtenberg I.Sh., Uemura K., Gontar A. et al. // Diamond \\& Related Materials. 2003. V. 12. P. 1788. EDN: LHTYNF

167. Oliver W., Pharr G. // J. Mater. Res. 1992. V. 7. N 6. P. 156

Приложения:

C&HJETEübCTBD в соспшнш ЕзжерсввЁ в лапор аюрнн Денствжтельис вт 31.03.2022 г. да ЛЛЭ12К2Тг. Ajpec 41JS2 Т, РФ, FI, г. На :ч ые Чел kü

проси ест Лповшщекш, д. I

¡ЛАБОРАТОРИЯ МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ

ТЦ ПАО «КАМАЗ» ПРОТОКОЛ ИССЛЕДОВАНИЯ № JOO от *<.. 2S » CS 2023 г.

Заказчик ТЦ. заместитель главного технолога по руководитель службы

М.В. Пашков

Предмет исследования «Сателлит дифференциала заднего моста»

чертеж 5320Ö-240J05f-10 Цель исследовании мнкроструктурный анализ покрытая, нох. № 18200-5-555 от OS.OS.2Ü23 г__ 5ВЬ № 243 от 0s.0s.2023 г.

Измерения параметров окружающей среды проводились ШШШЖйЖЗШ^ ИВА-бА-Д. зав. Уе 12106. свидетельство поверки приоэра ст 23.02.2023 г.. действительно 12 месяцев.

Исследования проводились при следующих параметрах окружающей среды:

Параметр окружающей среды Наименование и тага проведения измерения

Электр онноынцмххгантозш анализ^ Микроструктура, ьящжтв ердостъJ

0S.0S.2023 г. 1C-.0S.2S23 г.

Температура воздуха. =С 27 27

Относительная влажность. % 35 47

Атмосферное давление, мм рхлд. 74S 755

Прныечяние: ' Журнал № 18-210-019-071-2014; : Журнал № 1 £-210-032-02^2023

1 Внешний осмотр

На исследование представлены три детали с к^уз^^^цезд^ЭЖ50 покрытием:

- детали с ущ. Л» 2 и 5 — после испытании;

- деталь с Уз 10 — новая, в соответствии с рисунком 1.1.

При внешнем осмотре на внутренних поверхностях диаметром 23 мм деталей с У= 2 и 5 выявлено наличие износа, в соответствии с рисунками 1.2 н 1.3. Внешний вид внутренней поверхности диаметром 2В мм детали с X® 10 представлен на рисунке 1.4.

деталь с № 2 деталь с ХШ, Уз 5 деталь с ущ- № 10

Рисунок 1.1 - Внешний вид деталей

Рисунок 1.2 - Износ на внутренней поверхности диаметром 28 мм детали

с щь. № 2

Рисунок 1.4 - Внешний бид внутренней поверхности диаметром 28 мм детали

СУЯД- № Ю

2 Микроструктурный анализ

Оценка микроструктуры деталей проводилась на оптическом микроскопе МЕШ МТ7530 при помощи анализатора изображений «Комплекс программно-аппаратный анализа микроструктуры поверхности твердых тел «ХЫхоте1>>, зав. № 173, свидетельство о поверке от 26.04.2023 г., действительно 12 месяцев.

Исследование микроструктуры покрытия проводилось на микрошлифах, вырезанных в продольных сечениях деталей с № 2, 5 и 10.

При микроструктурном исследовании деталей с у^д,. Л« 2 и 5 выявлено наличие:

- на внутренней поверхности диаметром 28 мм - вШ2ШтМШ покрытия;

- на фасках «1.6 х 45°» - двойного покрытия оощей толщиной ~ 26 мкм и ~ 30 мкм соответственно, в соответствии с рисунками 2.1 и 2.2.

б

Рисунок 2.1 - ВщрляШЗШб покрытия на внутренней поверхности диаметром 28 мм деталей, х 1000: а - деталь с N° 2: б - деталь с № 5

б

Рисунок 2.2 - Покрытие на фасках детален х 1000: а - деталь с № 2: б - деталь с Js'° 5

При микроструктурном исследовании на внутренней поверхности диаметром 2S мм детали с № 10 выявлено наличие двойного покрытия обшей толщиной ~ 15 мкм. в соответствии с рисунком 2.3.

Рисунок 2.3 - Покрытие на внутренней поверхности диаметром 28 мм

детали с № 10

3 Электронно-микроскопический анализ

Исследования покрытия проводились на внутренних поверхностях диаметров 2S мм в продольных сечениях деталей с X» 2. 5 и 10 на сканирующем электронном микроскопе «VEGA 3 LMN» производства компании TESCAN, Чехия, при помощи системы рентгеновского микроанализа

Л£&бЕШ£Х Advanced с ^ЩШ детектором Х-тах 20 производства

компании Oxford Instruments.

В результате полуколичественного микроанализа в пределах обнаружения данного метода на внутренних поверхностях диаметром 28 мм деталей с у£Л. № 2, 5 и 10 выявлено наличие покрытия с содержанием хрома и углерода, в соответствии с рисунками 3.1 - 3.6 и таблицей 3.1.

2Ч0»т ' ' ' 1 ПО^т 1 ' гЧ0\1т

Рисунок 3.1 - Электронное изображение и карты распределения химических элементов в материале покрытия на внутренней поверхности диаметром 28 мм детали с № 2

(данные карты 5)

Рисунок 3.2 - Электронное изображение покрытая на внутренней поверхности диаметром 28 мм детали с № 2

лист 11 листав 12

'-й^-1

Рисунок 3.6 - Электронное изображение покрытия на внутренней поверхности диаметром 2S им детали с у^й. 10

Таблица 3.1 - Содержание химических элементов в спектрах 5, б. 7, 8, 11 н 12

Элемент Вес, %

Деталь с ÍCJT № 2 Деталь с YCJT № 5 Детапь с ущ. № 10

Спектр 5 Спектр í Спектр 7 Спектр S Спектр 11 Спек:р 12

С 16.43 7,40 9,51 5,72 6Д9 3,32

О 2,7 9 - 13,39 1.22 - -

Ge 7639 1,45 70,03 1,45 9Í.12 95.4"

Её 4.0 е- £9.54 1.44 90,39 0,30 0.61

Si - 0.23 1:45 0.29 0,17 -

- 1,16 - 0,93 - -

4 Заключение

4.1 При микроструктурном исследовании деталей «Сателлит дифференциала заднего моста» чертеж ^320^-2403055-10 с frs 2 н 5 выявлено наличие:

- на внутренней поверхности диаметром 2S мм - покрытия:

- на фасках «1,6 х 45- двойного покрытия общей толщиной ~ 26 мкм и - 30 ига соответственно.

4.2 При микроструктурнсм исследовании на внутренней поверхности диаметром 2В míe детали с ущ. № 10 выявлено наличие двойного покрытия общей толщиной — 15 икм.

4.3 результате полу количественного микроанализа на внутренних поверхностях диаметром 2S мм деталей с 2. 5 и 10 выявлено наличие покрытия с содержанием хрома и углерода.