Совершенствование технологии упрочнения силовых гидроцилиндров сельскохозяйственной техники дисперсным нанокомпозитным покрытием на основе хрома тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Пустоветов Алексей Владимирович

• Пустоветов Алексей Владимирович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Пустоветов Алексей Владимирович

Введение

1 Состояние вопроса. Задачи исследования

1.1 Современные способы восстановления и упрочнения деталей сельскохозяйственной техники

1.2 Нестационарные условия нанесения гальванических покрытий

1.3 Применение гальванического композитного покрытия для повышения износостойкости деталей

1.4 Требования к качеству рабочей поверхности оборудования гидроцилиндров

1.5 Выводы, постановка целей и задач исследования

2 Теоретическое обоснование энергосиловых параметров процесса получения дисперсно-упрочненных гальванических композитных покрытий

2.1 Теоретическое обоснование энергосиловых параметров процесса

2.2 Теоретическое обоснование прочности инструмента

2.3 Теоретическое обоснование стойкости инструмента

2.4 Условие получения заданных напряжений в осаждаемом покрытии

2.5 Теоретическое исследование плотности осаждаемого композитного покрытия на основе хрома

2.6 Выводы по главе

3 Программа и методика исследований

3. 1 Программа исследований

3.2 Методика выбора наполнителя для получения гальванических композитных покрытий на основе хрома

3.3 Технологическое оснащение для реализации метода

3.3.1 Выбор материалов для рабочих сред и исследований

3.3.2 Оборудование

3.4 Методика проведения экспериментальных исследований

3.5 Стендовые испытания гидроцилиндров

3.6 Математическая обработка экспериментальных данных

3.7 Выводы по главе

4 Экспериментальные исследования

4.1 Определение количественного состава композиционного покрытия

4.2 Исследование влияния основных показателей процесса на остаточные напряжения в покрытии

4.3 Исследование влияния основных показателей процесса на шероховатость композитного покрытия на основе хрома

4.4 Исследование адгезии покрытия к основе

4.5 Исследование влияния параметров процесса на микротвердость покрытия

4.6 Выбор рациональных режимов осаждения покрытия

4.7 Исследование износостойкости композитных покрытий на основе хрома

4.8 Коррозионная стойкость покрытий

4.9 Скорость осаждения покрытий

4.10 Структура покрытий

4.11 Результаты стендовых испытаний гидроцилиндров, упрочненных композитных покрытий на основе хрома

4.12 Выводы по главе

5 Технология нанесения дисперсно-упрочненных нанокомпозитных покрытий на основе хрома

5.1 Модернизация технологии восстановления и упрочнения гидроцилиндров с учетом ведения операции нанесения гальванических дисперсно-упрочненных нанопокрытий на основе хрома

5.2 Оборудование для осуществления метода нанесения композитных покрытий на основе хрома на цилиндрические поверхности

Заключение

Библиографический список

Приложения

Приложение А

Приложение Б1

Приложение Б2

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Приложение Е

Приложение Ж

Приложение З

Приложение И

Приложение К

Приложение Л

Приложение М

Приложение Н

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии упрочнения силовых гидроцилиндров сельскохозяйственной техники дисперсным нанокомпозитным покрытием на основе хрома»

Актуальность темы.

На современном этапе развития отечественного сельскохозяйственного производства важной задачей является обеспечение промышленной и продовольственной независимости. В соответствии с существующей доктриной продовольственной безопасности России и соответствующими приказами Президента Российской Федерации поставлены цели, которые направлены на поддержание государственной программы импортозамещения, а также на достижение высоких показателей ресурсосбережения.

В контексте инновационного развития современных отечественных производств, в частности агропромышленного комплекса, возникает задача по созданию высокоресурсных деталей машин с улучшенными эксплуатационными характеристиками их рабочих поверхностей.

Как свидетельствует практика восстановления стальных элементов сельскохозяйственных машин, применение комплекса методов, включающего нанесение покрытий и механическое воздействие (контакт), позволяет создавать на поверхностях композитные материалы на основе хрома, обладающие уникальными физико-механическими

и эксплуатационными свойствами, необходимыми для специальных целей.

Следует подчеркнуть, что композитные покрытия, создаваемые на основе хрома, могут характеризоваться наличием как растягивающих, так и сжимающих остаточных напряжений. Таким образом, композитные покрытия, выполненные на основе хрома и характеризующиеся преобладанием сжимающих напряжений, благодаря низкому показателю пористости, демонстрируют высокую износостойкость и устойчивость к коррозии. Однако спектр технологических режимов, применяемых для нанесения покрытий, характеризующихся преимущественным наличием сжимающих напряжений, весьма ограничен. Следовательно, обеспечение

стабильности технологических режимов является практически ключевым фактором при создании покрытий с высокими качественными характеристиками. Это обусловлено значительной продолжительностью процесса их формирования.

Степень разработанности темы.

Исследованию проблем, связанных с восстановлением компонентов сельскохозяйственной техники с использованием композитных покрытий, посвящены научные работы Бобрикова Ю.В., Молчанова В.Ф., Погодаева М.И., Астахова М.В., Кадырметова А.М., Леонтьева А. Л., Гаркунова Д.Н., Ли Р. И., Жачкина С.Ю., Задорожного Р.Н., Трифонова Г.И. и многих других отечественных ученых. В ходе процесса гальванического покрытия большинство исследователей применяли механическую обработку детали. Это происходило либо до начала процесса осаждения металла, либо после него [26, 27, 29, 34, 39, 47, 51, 83, 91, 95, 96, 101, 107 и др.]. Это значительно удорожало производство гидроцилиндров и приводило к браку до 62% [105].

В сфере создания функциональных покрытий существует многообещающее направление исследований, связанное с разработкой и изучением герметичных композитных покрытий, усиленных дисперсными частицами. Результаты некоторых исследований продемонстрировали, что при формировании покрытий такого типа возможно исключить механическую обработку детали как до, так и после нанесения покрытия. В таких покрытиях, как правило, возникают напряжения сжатия, что, безусловно, способствует повышению износостойкости и увеличению срока службы детали [74, 160]. Однако в работах, посвященных получению и использованию дисперсно-упрочненных покрытий, в качестве наполнителя применялись токопроводящие микропорошки. Покрытия, с таким наполнителем было невозможно использовать на рабочих поверхностях гидроцилиндров ввиду нестабильного качества их микроструктуры. Перспективным является использование на трущихся поверхностях композитных покрытий с наполнителем в виде нанопорошка [24, 32, 64, 160].

При этом достижение необходимых значений физико-механических и, как следствие, эксплуатационных параметров, достигается только в том случае, когда частицы наполнителя равномерно распределены в объёме металлической матрицы. Однако если частицы наполнителя распределены неравномерно или образуют скопления в матрице, это значительно снижает качество покрытия.

Однако, на современном этапе отсутствуют технологии получения композитных гальванических покрытий из электролитов-суспензий с равномерно распределенным в матрице наполнителем. Это связано с трудностями по обеспечению седиментационной устойчивости электролитов для нанесения композитных гальванических покрытий.

Для решения данной проблемы возможно применение гальваноконтактного метода получения композитных покрытий [25, 36, 59, 67, 70, 74, 118, 160], однако в литературе отсутствуют данные об использовании этого метода для получения нанокомпозитных гальванических покрытий.

В свете вышеизложенного перспективным направлением является совершенствование технологий повышения долговечности деталей гидроцилиндров нанесением композитных покрытий на основе хрома с целью повышения их ресурса и износостойкости.

Объектом исследования являются композитные покрытия, в которых матричной основой является хром, а наполнителем - оксид алюминия, сформированные с помощью гальноконтактного метода осаждения.

Предмет исследования - физико-механические свойства композитных покрытий, полученных с помощью гальноконтактного метода осаждения матричной основы - хрома, и дисперсного наполнителя - оксида алюминия.

Цель работы - улучшение эксплуатационных характеристик гидроцилиндров сельхозмашин при упрочнении рабочих поверхностей гальваническим, дисперсным, нанокомпозитным покрытием на основе хрома.

Задачи исследования:

1. разработать новый состав дисперсно-упрочненных нанокомпозитных электролитических покрытий на основе хрома, обладающих высоким значением по износостойкости;

2. определить аналитическую зависимость давления инструмента от физико-механических свойств покрытия и его геометрических характеристик;

3. определить рациональные технологические режимы нанесения нанокомпозитного покрытия со сжимающими остаточными напряжениями электролитическим методом;

4. определить взаимосвязь между характеристиками композитного покрытия, которое упрочняет стальные поверхностные слои гидроцилиндров, и технологическим режимами его осаждения;

5. разработать установку для осаждения дисперсно-упрочненных нанокомпозитных электролитических покрытий с диэлектрическим наполнителем на основе хрома.

Научная новизна работы:

1. получен новый порошкообразный состав для осаждения на стальные поверхности гидроцилиндров сельхозмашин композитного покрытия, в основе которого лежит хром и оксид алюминия, выступающий в качестве упрочняющего наполнителя, отличительной особенностью которого является обоснование фракции и массового состава дисперсно-упрочняющего элемента.

2. получена аналитическая зависимость давления инструмента от физико-механических свойств покрытия и его геометрических характеристик, отличающаяся учетом плотности формируемого композитного покрытия на основе хрома;

3. на основе экспериментальных данных и результатов проведённых испытаний были разработаны технологические режимы осаждения композитного покрытия с диэлектрическим наполнителем, отличающиеся

тем, что в них учитываются электрические и механические аспекты гальванической технологии осаждения.

4. разработаны модели регрессионного анализа, которые отражают зависимость между параметрами композитного покрытия, и технологическими режимами его нанесения на стальную основу детали, отличающиеся учетом как особенности процесса гальванического нанесения, так и характеристики наполнителя.

Теоретическая значимость работы заключается в том, что оно представляет собой теоретическое обоснование и практическую разработку технологии нанесения композитного покрытия на основе хрома с диэлектрическим наполнителем на рабочие поверхности силовых гидроцилиндров. Это позволяет повысить их эксплуатационный ресурс. Результаты данной работы, несомненно, внесут значительный вклад в развитие теории электрохимических и электрофизических методов обработки деталей машин и механизмов.

Практическая значимость работы.

С целью упрочнения рабочих стальных поверхностей гидроцилиндров сельскохозяйственного предназначения был теоретически обоснован и практически изучен новый состав для осаждения композитного покрытия на хромовой основе. В качестве материала, отвечающего за формирование наполнителя внутри слоев композита, был назначен нанопорошок оксида алюминия со строго заданной фракцией. Цель нанесения получаемого композита состоит в получении высоких показателей износостойкости и прочих ответственных эксплуатационных характеристик на рабочих поверхностях детали.

5. Разработаны технологические режимы осаждения дисперсно-упрочненных нанокомпозитных электролитических покрытий с диэлектрическим наполнителем на основе хрома, обеспечивающие высокую износостойкость покрытия, а также необходимую адгезию. спроектирована и сконструирована установка для осаждения дисперсно-

упрочненных нанокомпозитных электролитических покрытий с диэлектрическим наполнителем на основе хрома отличающаяся тем, что имеет встроенный программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий автоматическую корректировку нулевой точки инструмента для снижения погрешности обработки и повышения скорости осаждения покрытий (патент на полезную модель № 236505 Ш Российская Федерация, программа № 2024616522, № 2024619515) [115, 162, 163].

Методика исследования. В ходе исследования были применены методы системного анализа, а также теоретические основы электрохимического формообразования и обеспечения требуемых характеристик поверхностного слоя. При описание полученных экспериментальных данных использовался метод математической статистики, в частности коррекционный и регрессионного анализ.

Положения, выносимые на защиту:

1. материал для формирования композитного покрытия на основе хрома с упрочняющим наполнителем, а именно 5,59 % оксида алюминия с частицами размером 55±5нм, остальное - хромовая матрица, позволяющий повысить износостойкость при необходимой адгезии к металлической основе;

2. аналитическая зависимость давления инструмента от физико-механических свойств покрытия и его геометрических характеристик, позволяющая исключить переупрочнение покрытия в процессе его осаждения и, как следствие, растрескивание покрытия в процессе эксплуатации;

3. технологические режимы нанесения дисперсно-упрочненных нанокомпозитных электролитических покрытий с диэлектрическим наполнителем на основе хрома, позволяющие получать покрытия со сжимающими остаточными напряжениями при полном отсутствии дополнительной обработки;

4. результаты экспериментальных исследований характеристик композитного покрытия, в котором матричная основа представлена хромом, а дисперсно-упрочняющий элемент - оксидом алюминия, позволяют существенно расширить область применения композитных гальванических покрытий;

5. специализированное оборудование, предназначенное для создания высококачественных композитных покрытий на основе хрома методом гальванического нанесения и позволяющее повысить качество получаемых покрытий за счет высокой точности кинематики инструмента благодаря внедрению функции адаптивной коррекции режимов осаждения.

Степень достоверности и апробация результатов.

В результате детального научно-исследовательского анализа и разработки, аргументированных теоретических и практических рекомендаций по условиям эксплуатации силовых гидроцилиндров сельскохозяйственной техники, оснащённых композитным покрытием на основе хрома, нанесённым на рабочие поверхности, была обеспечена исчерпывающая достоверность научных результатов диссертационного исследования. Использование математического аппарата, характерного для теории электрохимикофизических методов обработки металлических покрытий, позволяет обеспечить надёжность и достоверность полученных данных.

Следует подчеркнуть, что в ходе исследования было выявлено теоретически обоснованное и практически подтверждённое соответствие полученных экспериментальных данных проектным значениям, что также подтверждает валидность диссертационной работы.

Ключевые научно-практические и теоретические результаты соискателя были широко представлены на конференциях в области упрочнения и нанесения функциональных покрытий на стальные поверхности деталей машин машиностроительной отрасли и агропромышленного комплекса.

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 2-й Международной научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов, магистров и бакалавров «Технологии, машины и оборудование для проектирования, строительства объектов АПК» (г. Курск) 2024 г.; Научно-практической конференции «Вызовы современности и стратегическое развитие экономического и инженерного обеспечения садоводства России» (г. Мичуринск) 2024 г., Х Международной научно-практической конференции «Сельскохозяйственное землепользование и продовольственная безопасность», посвященной памяти Заслуженного деятеля науки РФ, КБР, Республики Адыгея, профессора Б.Х. Фиапшева (г. Нальчик), 2024 г.; международной научно-практической конференции «Тенденции развития технических средств и технологий в АПК» (г. Воронеж), 2024 г.; международной научно-практической конференции «Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе» (г. Воронеж), 2024 г., 3-й Международной научно-технической конференции «Технологии и техника: пути инновационного развития» (г. Воронеж, 17 июня 2025 г.).

Личный вклад соискателя в проводимом диссертационном исследовании заключается в постановке задач, подборе актуальных методов проведения исследований, разработке новой методики проведения экспериментальных исследований по композитным покрытиям, выполнении математических преобразований, составлении аналитических зависимостей, а также в разработке программных продуктов для определения режимов перемещения инструмента. Кроме того, соискатель лично проводил публикации по теме работы, полномасштабно обеспечивал проведение необходимых экспериментов, а по итогу их проведения осуществил детальное описание полученных данных с последующими выводами и рекомендациями.

Публикации. По результатам выполненной работы опубликовано 18 научных работ, в том числе 1 публикация в издании, включенном в систему

цитирования Web of Science, 5 публикаций в рецензируемых научных изданиях из перечня ВАК Минобрнауки РФ, получено 2 свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ, патент на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 178 наименования и 13 приложений. Диссертация изложена на 182 страницах машинописного текста, включает 33 рисунка и 8 таблиц.

1 Состояние вопроса. Задачи исследования

1.1 Современные способы восстановления и упрочнения деталей сельскохозяйственной техники

В современном отечественном производстве деталей машин и механизмов существует такой технологический процесс, как упрочнение стальных деталей. Из литературных источников известно, что упрочнение рабочих поверхностей деталей сельхозмашин сопряжено с увеличением уровня сопротивляемости к разрушению и повышением износостойкости.

Отечественные способы и методы упрочнения деталей машин, представлены на рисунке (см. рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 — Способы упрочнения поверхностей деталей [93]

В процессе эксплуатации надежность оборудования снижается. Анализ отказов агрегатов комбайнов и тракторов на основе литературных данных позволил получить диаграмму фактического распределения их по группам, представленную на рисунке (см. рисунок 1.2) [28, 29, 30, 31, 45, 48, 54, 55, 60, 62, 63, 64, 65, 66, 74, 75, 79, 84, 86, 91, 96, 106, 107, 108, 109, 118, 119, 120, 122, 127, 133].

■ Механизм дизеля а Система питания ■ Электрооборудование Гидросистема ИКПП ■ Ходовая

■ Рулевое управление ■ Система охлаждения ■ Прочее

Рисунок 1.2 - Данные по отказам систем комбайнов и тракторов в АПК [31]

Как видно из диаграммы, представленной на рисунке 1.2, три системы транспортных сельхозмашин демонстрируют высокий показатель отказов, при этом в сумме составляют 61 % от общего числа зафиксированных инцидентов. В частности, система питания двигателя - 21%, электрооборудование также демонстрирует высокую степень подверженности неисправностям, составляя 20% от общего числа отказов. Гидросистема, в свою очередь, занимает третье

место по частоте отказов, с показателем в 20%. Отметим, что частота отказов гидросистем превышает аналогичные показатели для других систем в диапазоне от 1,7 до 2,2 раз, что указывает на необходимость проведения дополнительных исследований и разработки мер по повышению надежности данной системы [156, 161, 165, 177]. В контексте анализа причин отказов 47% всех инцидентов обусловлено утратой функциональной эффективности гидроштока вследствие его интенсивного износа. Данная эксплуатационная особенность представляет собой одну из ключевых проблем в области эксплуатации гидравлических систем в АПК. Следовательно, для снижения процента отказов гидравлического оборудования необходимы разработка и последующее внедрение технологий, направленных на повышение износостойкости рабочих поверхностей компонентов гидросистем [16, 17, 168, 178].

Так, в таблице (см. таблица 1.1) отображен актуальный свод данных, в процентном соотношении отражающий распределение использование технологических способов упрочнения деталей в ремонтно-восстановительных ангарах (цехах) по меньшей мере одного общества с ограниченной ответственностью агропромышленного комплекса города Воронежа.

В приложении А представлены требования к материалам, используемым для изготовления штоков гидросистем, а в таблице (см. таблица 1.2) основные характеристики стали 40Х [30, 31].

Таблица 1.1 - Способы упрочнения (восстановления)

Способы упрочнения (восстановления) Доля в общем количестве, %

Дуговая наплавка 19

Плазменное напыление 24

Гальваническое осаждение 47

Прочие 10

Среди технологий, применяемых для упрочнения рабочей поверхности гидроштоков, перспективными являются такие, которые обладают следующий спектром технических решений, а именно:

снижение толщины припуска наносимых покрытий с целью минимизации процесса мехообработки;

возможность автоматизации процесса упрочнения; увеличение величины ресурса последующей эксплуатации обрабатываемых деталей;

высокий уровень производительности.

При этом обязательным условием должно выступать недопущение термического коробления детали и появления погрешности формы её обрабатываемой поверхности [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 19, 20, 25, 26, 27, 32, 33, 40, 42, 47, 72, 73, 93, 99, 110, 111, 112, 116, 117, 121, 131, 132, 135, 154, 155, 157, 158, 173]. К таким методам можно отнести прежде всего, электролитическое, полимерное, электроискровое и плазменное нанесение покрытий.

Таблица 1.2 - Физико-механические свойства стали, применяемой для

изготовления ^ силовых гидроцилиндров

Марка стали Предел прочности, МПа Предел текучести, МПа удлинение при разрыве, о/_ Относительное сужение % Ударная вязкость, кДж/м2 Модуль упругости, х 10-5 МПа Плотность, кг/м3

40Х 980 490 15 45 590 2,14 7820

Введем необходимые термины и определения.

Электролитическое металлопокрытие представляет собой процесс осаждения металла на поверхности изделия путём пропускания

электрического тока между анодом и катодом.

Хромирование - это технологический процесс, в ходе которого на поверхность металлического изделия наносится слой хрома или его сплава. Это позволяет придать изделию ряд ценных физико-химических свойств, таких как коррозионная стойкость, износостойкость и жаростойкость и т.д. Исходя из природы взаимодействия наносимого покрытия и стальной основы детали различают электролитический и диффузионный способы хромирования.

Электролитическое хромирование - это наиболее распространённый гальванический метод повышения микротвёрдости поверхностного слоя детали. Применению данного метода воздействия на поверхностный слой детали, как правило, подвержены стальные и/или чугунные детали машин. В меньшей мере обработке подвергаются изделия, состоящие из различных композиций, в основе которых закладывается медь, цинк, никель и алюминий.

Переходя к рассмотрению физико-механических и эксплуатационных характеристик формируемого хромового покрытия, необходимо отметить, что в таблице 1.3 представлены данные по микротвердости в зависимости от технологических режимов его нанесения. Помимо этого, благодаря свойству хрома пассивироваться, что обусловлено переходом поверхности металла обрабатываемого изделия в инертное состояние вследствие формирования тонких поверхностных слоёв соединений, препятствующих коррозии, он отличается высокой химической устойчивостью.

Таблица 1.3 - Микротвердость хромовых покрытий в зависимости от

температуры и типа электролита

Микротвердость, МПа

Температура хром-кадмиевый универсальный

электролита К при концентрации г/л при концентрации г/л

50 100 200 50 100 200

223 11000 11400 12250 8900 9500 11400

333 10400 10600 12000 7100 7250 7900

343 7700 8000 9200 5500 6000 7100

Таким образом, опираясь на эмпирические данные, полученные в ходе многочисленных исследований, проводимых учёными в этой области, можно сделать вывод о том, что для формирования тонкого беспористого покрытия, обладающего повышенной коррозионной стойкостью, необходимо использовать многослойные покрытия [106].

В производственной практике для предотвращения коррозии на стальных поверхностях деталей часто используется метод хромирования. Эта технология позволяет создать на верхних слоях поверхности зеркальный блеск с серебристо-синеватым отливом.

Помимо того, что хромирование повышает коррозионную стойкость, оно также обладает таким эксплуатационным преимуществом, как высокая устойчивость к механическому износу. В ряде научных трудов [14, 166, 171, 176] было отмечено, что с увеличением микротвёрдости формируемого функционального покрытия повышается его износостойкость, однако строгой функциональной зависимости между этими параметрами не наблюдается.

В целях улучшения таких характеристик, как твёрдость и износостойкость, на практике прибегают к процессу хромирования деталей, подвергающихся интенсивному абразивно-контактному износу. Толщина наносимого покрытия в указанных случаях достигает значения, превышающего 0,5 мм.

Кроме того, существует метод «пористого хромирования», который заключается в анодной обработке деталей, покрытых хромом. В результате применения этого метода в покрытии образуются поры, способные удерживать смазочный материал.

В последнее время замечено применение комбинированных методов хромирования стальных деталей машин. Новые комбинированные технологии нанесения функциональных покрытий также ориентированы на защиты изделий от активного распространения коррозии с одновременной высокой степенью сопротивления износу.

Подводя промежуточный итог анализа существующих методов и способов, направленных на получение высококачественного функционального хромового покрытия, можно с уверенностью утверждать, что ни одна из технологий, применяемых на современном этапе развития отечественного производства, не обеспечивает в полной мере упрочнение гидравлических цилиндров техники [22, 24, 29, 30, 31, 35, 37, 43, 50, 51, 55, 56, 58, 59, 76, 80, 87, 88, 97, 98, 101, 102, 103, 104, 105, 130]. Ключевым основанием для сформулированного умозаключения служит технологический изъян, проявляющийся в чрезмерной шероховатости получаемых покрытий. Это обстоятельство влечёт за собой потребность в использовании специализированных методов обработки, таких как шлифование. Эта технологическая операция представляет собой весьма трудоёмкий процесс, который может привести к образованию прижогов на покрытии в результате шлифования. Это, в свою очередь, может вызвать растрескивание покрытия, что, в свою очередь, негативно сказывается на эксплуатационном ресурсе детали и прочности сцепления покрытия с основой [12, 27, 32, 33, 34, 40, 45, 55, 61, 150, 145, 71, 96, 105, 126, 129, 159, 160, 164, 169]. К этому необходимо добавить, что рабочие поверхности штоков гидроцилиндров работают в непосредственном контакте с атмосферой воздуха и наличие трещин в покрытии приводит к коррозионному разрушению поверхностного слоя штока и, как следствие, отслаиванию покрытия [55, 58, 94, 95, 165, 178].

Следует также подчеркнуть, что в контексте ремонтно-восстановительного производства, технология гальванического хромирования, по сравнению с другими методами упрочнения и восстановления стальных деталей, характеризуется относительно низкой производительностью. Традиционная технология хромирования имеет ряд недостатков, таких как негативное влияние на усталостные характеристики обрабатываемых деталей и низкая микротвёрдость из-за значительной толщины покрытия. [1, 13, 33, 34, 35, 39, 47, 67, 69, 70, 91, 95, 97, 105, 109,

113, 153, 167]. В [2, 15, 167] прямо указывается, что толщина износостойкого хрома ограничена величиной 50.. .60 мкм.

Плакирование с использованием энергии взрыва.

В рамках решения задачи по созданию многослойных заготовок применяется технология взрывного плакирования. В качестве материалов для этого процесса зачастую применяются коррозионностойкие сплавы. Стоит подчеркнуть, что данная технология получила своё воплощение в промышленности лишь с появлением опор переменной жёсткости. Суть технологии заключается в применении энергии взрыва инструментальными сталями [28, 48, 54, 91].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Пустоветов Алексей Владимирович, 2026 год

Библиографический список

1. Altmayer F. Plat & Surf Finish / F. Altmayer. 1991. 78. No 6. - P. 8-12.

2. Anani A. Appl. Electrochem / A. Anami, Z. Mao, S. Srinivasan, A.J. Appleby. 1991. 21. - 683 p.

3. Fink C.G. Trans. Am. Electroehem. Soc. / C.G. Fink, J.D. Prince // 1928. 54. - 315 p.

4. Fransaer J. Electrochem Soc. / J. Fransear, J.P. Celis, J.R. Roos // 1992. -139. - 413 p.

5. Keddam M. J. Appl. Electroehem / M.J. Keddam, S. Senyarich, H. Takenouti, P. Bernard // 1994. - 24. - 1037 p.

6. Lohmeyer S. Galvanotechnik / S. Lohmeyer // 1991. - 82. - №11. - 3842 p.

7. Patent 1269194. MCI5 C 23 D 5/22. Electroplate honing apparatus / M.P. Ellis, R.J. Gavasso (GB) Published - 06.04.72.

8. Patent 1364182. Electroplate and honing apparatus / M.P. Ellis, K.N. Kaahe (GB) Published. - 21.08.74.

9. Patent 3616289 (US). Electroplate honing method / M.P. Ellis, R.J. Gavasso-published. - 26.10.71.

10. Patent 3637469 (US). Electroplate honing method / M.P. Ellis, R.J. Gavasso-published. - 25.01.72.

11. Patent 3751346 (US). Combined plating and honing method and apparatus / M.P. Ellis, R.J. Gavasso-published. - 07.08.73.

12. Patentschrift 1217171. Verfahren und vorzichtung zur massgenanen Bearbeiten der Aussen - und/oder Innenfloiehe von rohrformigen Korpern / Veroffenthiche. - 18.06.66.

13. Suzuki, Y. J. Electrochem. Soc. / Y. Suzuki, O. Asai // 1987. 134. - 1905 p.

14. Watson, S.W. J. Electrochem. Soc. / S.W. Warson // 1993. 140. 2235 p.

15. Williams, R.V. Trans. Inst. Met. Finish / R.V. Williams, P.W. Martin // 1964. 42. - 182 p.

16. Zhachkin S.Yu. Effect of plasma deposition production parameters on protective and functional coating formation / I.N. Kravchenko, S.Yu. Zhachkin, E.P. Timashov, G.I. Trifonov, S.V. Kartsev, and S. N. Kuznetsov // Refractories and Industrial Ceramics. - Vol. 64. No. 4. 2023, No. 13. - pp. 388-392.

17. Zhachkin S.Yu. Estimation and Selection of Working Gases for Plasma Application of Coatings with Stationary and Mobile Equipment / I.N. Kravchenko, S.Yu. Zhachkin, S.V. Kartsev, S.A. Velichko [et al.] // Russian Metallurgy (Metally). - 2023. - Vol. 2023, No. 13. - P. 2149-2154.

18. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский - 2-е изд. М.: Наука, 1976. - 280 с.

19. Аксенов А.С. Гальваническое хонингование / А.С. Аксенов, М.В. Сочнев - М.: ВИМИ, 1986. - 16 с.

20. Андрианов М.И. Хромирование пресс-форм, режущего инструмента и штампов в саморегулирующемся электролите / М.И. Андрианов // Новая прогрессивная технология и технологическое оборудование в машиностроении. Москва: НИИМаш. 1973. №8. - С. 2-14.

21. Астахов М.В. К вопросу повышения эффективности конструкций с помощью адаптивных систем / Е.В. Славкина, М.В. Астахов // Материалы ВНТК «Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в ВУЗе», ноябрь 2017 г. Т. 4. -М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017. - С. 159-160.

22. Астахов М.В. Перспективы применения полимерных композитных материалов добавлением нанокристаллических порошков оксида алюминия в конструировании и ремонте сельскохозяйственной техники/ И.И. Сорокина, М.В. Астахов // Труды ГОСНИТИ. 2012. Т. 109. Ч.1. - С. 9-12.

23. Астахов М.В. Повышение стойкости к ударным воздействиям композитных узлов сельхозмашин применением упруговязкопластичных жидкостей / М.В. Астахов, Е.В. Славкина. DOI 10.15507/26584123.030.202002.268- 286 // Инженерные технологии и системы. 2020. Т. 30, № 2. - С. 268-286.

24. Астахов М.В. Применение композиционных материалов как способ повышения энергоэффективности ремонта / И.И. Сорокина, М.В. Астахов, Е.В. Грачева // Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе. 2018. - С. 262-265.

25. Афанасьев Б.В. Установка для гальваномеханической обработки наружных цилиндрических поверхностей / Б.В. Афанасьев // Прогрессивные способы восстановления деталей машин и повышения их прочности. Кишинев: КСХИ. 1979. - С. 29-31.

26. Балаев Е.И. Исследование технологических параметров гальванического хонингования отверстий. / Е.И. Балаев, Я.В. Хусаинов, С.П. Петрова // Электрофизические и электрохимические методы обработки. Москва: НИИмаш. 1982. Вып.4. - С. 3-4.

27. Балаев Е.И. Экспериментальные исследования абразивно-гальванической обработки / Е.И. Балаев, В.К. Лин, А.А. Ивкин // Электрофизические и электрохимические методы обработки. Москва: НИИмаш. 1976. Вып.8. С. 14-16.

28. Баранчиков В.И. Обработка специальных материалов в машиностроении / В.И. Баранчиков, А.С. Тарапанов, Г.А. Харламов. М.: КолосС. 2004. - 264 с.

29. Батищев А.Н. Восстановление деталей гальванопокрытиями на ремонтных предприятиях / А.Н. Батищев, И.Г. Голубев. М.: АгроНИИТЭИИТО. 1987. - 25 с.

30. Башта Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / Т.М. Башта и др. М.: Машиностроение. 1982. - 423 с.

31. Бильнер Я.М. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам / Я.М. Бильнер и др. Минск: Высшая школа. 1985. - 382 с.

32. Бобриков Ю.В. Технология восстановления золотниковых пар судовых машин при ремонте хромированием с одновременным хонингованием: - дис. ... канд. техн. наук: 05.03.01 / Бобриков Юрий Викторович. Ленинград, 1985. - 194 с.

33. Бобриков Ю.В. Физико-механические свойства покрытий при хромировании с одновременным хонингованием / Ю.В. Бобриков // Ремонт судов речного флота: Сб. науч. тр. ЛИВТ. Ленинград, 1985. - С. 112-115.

34. Богорад Л.Я. Катодно-механическое хромирование. / Л.Я. Богорад, В.А. Касьян, Л.К. Кнопова и др. // Отраслевой журнал. 1984. № 10. - С. 30-32.

35. Богорад Л.Я. Хромирование / Л.Я. Богорад. 5-е изд., Л.: Машиностроение. 1984. - 96 с.

36. Болотин В.В. К расчету макроскопических постоянных сильно изотропных композиционных материалов / В.В. Болотин, Москаленко В.Н. // Изв. АН СССР. МТТ. № 3. 1969. - 108 с.

37. Брондз Л.Д. Технология и обеспечение ресурса самолетов / Л.Д. Брондз. М.: Машиностроение. 1986. - 184 с.

38. Бырдин А.П. Зависимость скорости главного и вспомогательного движений на установке ГМХ для получения качественных хромовых покрытий / Бырдин А.П., Жачкин С.Ю. // Нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении: Межвуз. сб. научн. трудов. Воронеж. 1999. - С. 33-37.

39. Ваграмян А.Т. Методы исследования электроосаждения металлов / А.Т. Ваграмян, З.А. Соловьева // М.: Изд-во АН СССР. 1955. - 448 с.

40. Ваграмян А.Т. Теория и практика электролитического хромирования / А.Т. Ваграмян, Д.Н. Усачев // М.: Изд-во АН СССР. 1967. - 27 с.

41. Ван дер Варден, Б.Л. Математическая статистика / Б.Л. ван дер Варден. М.: Иностранная литература, 1960. - 435 с.

42. Вандышев В.А. Техника и вооружение / В.А. Вандышев, Ф.А. Аюпов, В.Ф. Молчанов. М.: Машгиз. 1956. № 10. - С. 23-24.

43. Ванин Г.А. Микромеханика композиционных материалов / Г.А. Ванин. - Киев: Наукова думка, 1985. - 302 с.

44. Вентцель Е.С. Теория вероятностей / Е.С. Вентцель. М.: Гос. издательство физико-математической литературы. 1962. - 564 с.

45. Вороницын И.С. Исследование механических свойств хромовых покрытий, применяемых для упрочнения и восстановления деталей машин / И.С. Вороницын. М.: Изд-во АН СССР. 1963. - 47 с.

46. Вячеславов П.М. Методы испытаний электролитических покрытий / П.М. Вячеславов, Н.М. Шмелева. Л.: Машиностроение. 1977. - 88 с.

47. Гальванические покрытия в машиностроении. В 2-х кн. Кн. 1 / Под ред. М.А. Шлугера. М.: Машиностроение. 1985. - 240 с.

48. Гаркунов Д.Н. Долговечность трущихся деталей машин / Д.Н. Гаркунов, А.А. Старосельский. М.: Машиностроение. 1967. - 126 с.

49. Герасименко А.А. Определение параметров электрохимических процессов осаждения покрытий / А.А. Герасименко, В.И. Микиток М.: Металлургия. 1980. - 111 с.

50. Гинберг А.М. Инженерная гальванотехника в приборостроении / Под ред. А.М. Гинберга. М.: Машиностроение. 1977. - 512 с.

51. Грилихес С.Я. Электролитические и химические покрытия. Теория и практика / С.Я. Грихилес, К.И. Тихонов. Л: Химия. Ленинградское отделение. 1990. - 288 с.

52. Грин А. Большие упругие деформации и нелинейная механика сплошной среды / А. Грин, Дж. Адкинс. М.: Мир. 1965. - 455 с.

53. Губкин С.И. Теория обработки металлов давлением / С.И. Губкин. М.: Металлургиздат. 1947. - 532 с.

54. Дюмин И.Е. Современные методы организации и технологии ремонта автомобилей / И.Е. Дюмин, В.А. Какуевицкий, А.С. Силкин. К.: Техника. 1970. - 218 с.

55. Емелин М.И. Защита машин от коррозии в условиях эксплуатации / М.И. Емелин, А.А. Герасименко. М.: Машиностроение. 1980. - 224 с.

56. Жачкин С.Ю. Автоматизация процесса восстановления деталей гальваническим наращиванием металла / С.Ю. Жачкин // Теория и практика машиностроительного оборудования: тез. докл. международной научно-технической конференции. Воронеж: ВГТУ. 1996. - С. 97-98.

57. Жачкин С.Ю. Аналитическое определение внутренних напряжений в гальванических покрытиях при восстановлении деталей / С.Ю. Жачкин, И.Н. Кравченко, Г.И. Трифонов [и др.] // Новые огнеупоры. 2024. № 4. - С. 54-58.

58. Жачкин С.Ю. Антикоррозионная защита металла методом гальваноконтактного осаждения / С.Ю. Жачкин, Д.Г. Янов // Нетрадиционные методы обработки. Выпуск 6: Межвузовский сб. научн. тр. Воронеж: ВГТУ. 2003. - С. 110-111.

59 Жачкин С.Ю. Восстановление деталей плунжерных пар дисперсно-упрочненным хромовым покрытием / С.Ю. Жачкин // Нетрадиционные методы обработки. Выпуск 6: Межвузовский сб. научн. тр. Воронеж: ВГТУ, 2003. - С. 99-103.

60. Жачкин С.Ю. Восстановление деталей сельхозмашин методом холодного нанесения гальванических композитных хромовых покрытий: дис. . д-ра тех. наук: 05.20.03 / Жачкин Сергей Юрьевич. М. 2005. - 367 с.

61. Жачкин С.Ю. Зависимость адгезии покрытия на цилиндрической поверхности детали от технологических режимов плазменного напыления / С.Ю. Жачкин, Г.И. Трифонов // Электрометаллургия. 2024. № 6. - С. 26-32.

62. Жачкин С.Ю. Закономерность механического контакта инструмента при нанесении композитных хромовых покрытий / С.Ю. Жачкин // Инновации в авиационных комплексах и системах военного назначения. Сб. науч.-метод. материалов науч. практ. конф. ВАИУ, 2009. Вып. 32. - С. 42-46.

63. Жачкин С.Ю. Исследование износостойкости композитных хромовых покрытий / С.Ю. Жачкин, П.В. Цысоренко // Упрочняющие технологии и покрытия. Москва: Машиностроение. 2009. №11. - С. 25-28.

64. Жачкин С.Ю. Исследование шероховатости поверхности композитных гальванических покрытий / С.Ю. Жачкин, П.В. Цысоренко, И.Г. Шашков // Теория и практика машиностроительного оборудования. Воронеж: ВГТУ. 2007. Вып. 15. - С. 64-69.

65. Жачкин С.Ю. Нанесение толстослойных герметичных хромовых покрытий методом ГМХ / С.Ю. Жачкин, М.И. Чижов // Поверхностный слой,

точность и эксплуатационные свойства деталей машин: Тез. докл. семинара. Москва: МДНТП. 1990. - С. 15-16.

66. Жачкин С.Ю. Особенности нанесения хромовых покрытий методом ГКО на мягкие конструкционные материалы / Жачкин С.Ю., Коростылев А.В. // Проблемы и решения в области нетрадиционных технологий: Материалы научно-практической конференции. Вып.1. Воронеж: ВГТУ. 2002. - С. 8-10.

67. Жачкин С.Ю. Особенности получения шероховатости поверхности покрытий при методе ГКО / С.Ю. Жачкин // Нетрадиционные методы обработки. Выпуск 6: Межвузовский сб. научн. тр. Воронеж: ВГТУ. 2003. -С. 107-110.

68. Жачкин С.Ю. Повышение износостойкости муфты сцепления композиционным гальваническим хромированием / С.Ю. Жачкин, В.Г. Козлов, Г.И. Трифонов, О.А. Сидоркин // Resources and Technology. 2024. Т. 21. № 2. - С. 102-113.

69. Жачкин С.Ю. Разработка и исследование способа восстановления деталей гальвано-механическим хромированием: дис. ... канд. тех. наук: 05.03.01 / Жачкин Сергей Юрьевич. Воронеж, 1992. - 130 с.

70. Жачкин С.Ю. Расчет электрических и химических параметров восстановления деталей по методу гальваноконтактного осаждения (ГКО) / С.Ю. Жачкин, А.И. Болдырев // Нетрадиционные методы обработки: Межвуз. сб. научн. трудов, часть 2. Воронеж: ВГТУ. 2002. - С. 101-106.

71. Жачкин С.Ю. Технология восстановления цилиндрических и винтовых поверхностей транспортера плазменным напылением покрытий / С.Ю. Жачкин, Г.И. Трифонов, Г.Н. Егорова // Вестник ВГУИТ. 2024. Т. 86. № 2 (100). С. 17-24.

72. Жачкин С.Ю. Управление качеством поверхностного слоя при восстановлении деталей хромированием / С.Ю. Жачкин // Теория и практика машиностроительного оборудования: Тез. докл. международной научно-технической конференции. Воронеж: ВГТУ. 1996. - С. 96-97.

73. Жачкин С.Ю. Управление качеством хромовых покрытий при гальваноконтактном осаждении осаждения / С.Ю. Жачкин, А.П. Бырдин // Современная электротехнология в промышленности центра России. Сборник трудов. Тула: ТулГУ. 2003. - С. 69-75.

74. Жачкин С.Ю. Холодное гальваноконтактное восстановление деталей: монография / С.Ю. Жачкин. Воронеж: ВГТУ. 2002. - 138 с.

75. Жачкин С.Ю. Гальваномеханическое наращивание металла при ремонте машин / С.Ю. Жачкин // Гибкоструктурные нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении: Сборник научных трудов. Воронеж: ВГТУ. 1996. - С.67-72.

76. Железнов Е.В. Электроосаждение хромовых покрытий из хромовокислых электролитов в присутствии дисперсных фаз вюрцитоподобного ВК, ^К, WC и детонационных алмазов: Дис. ... канд. техн. наук: 05.20.20 / Железнов Евгений Валерьевич. М., 2017. -197 с.

77. Жендарева О.Г. Анализ гальванических ванн / О.Г. Жендарева, З.Х. Мухина. М.: Химия, 1970. - 248 с.

78. Жендарева О.Г. Методы корректировки электролита / О.Г. Жендарева. М.: Химия, 1972. - 154 с.

79. Задорожний Р.Н. Применение вторичных твердосплавных порошков для восстановления и упрочнения деталей / Р.Н. Задорожний, И.В. Романов, В.А. Зуевский, О.А. Сидоркин / Упрочняющие технологии и покрытия. 2023. Т. 19. № 2 (218). - С. 77-80.

80. Задорожний Р.Н. Технология восстановления шатунов комбинированием электроискровой обработки и холодного газодинамического напыления порошков / Р.Н. Задорожний // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2023. № 8. С. 20-25.

81. Иванова Н.Д. Способы получения черных хромовых покрытий. Информационное письмо / Иванова Н.Д., Тараненко Н.И. К.: Наукова думка, 1975. - С. 23.

82. Иванова Н.Д. Электрохимические бифункциональные системы / Н.Д. Иванова, С.В. Иванов // Усп. хим. 1993. Т. 62., Вып.10. - С. 963-974.

83. Ильин В.А. Цинкование, кадмироваияе. оловянирование и свинцевание / В.А. Ильин. Л.: Машиностроение, 1983. - 87 с.

84. Калмуцкий В.С. Оптимизация технологии осаждения износостойких покрытий / В.С. Калмуцкий. Кишинев: Штинца. 1973. - 96 с.

85. Кальбус Г.Л. Стенды для испытания тракторных гидроприводов / Г.Л. Кальбус. М.: Агропромиздат, 1985. - 96 с.

86. Кержиманов Е.С. Исследование процесса восстановления деталей тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин контактным электролитическим хромированием: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.03 / Кержиманов Евгений Сергеевич. Москва: МИСИ, 1966. - 208 с.

87. Кижнер А.Х. Ремонт трубопроводной арматуры электростанций / А.Х. Кижнер. М.: Высш. школа, 1986. - 144 с.

88. Константинов В.В. Материаловедение для гальваников / В.В. Константинов. М.: Высш. школа, 1984. - 87 с.

89. Коттрелл А.Х. Дислокация и пластическое течение в кристаллах / А.Х. Коттрелл. М.: Металлургиздат, 1958. - 267 с.

90. Крагельский Н.В. Трение и износ / Н.В. Крагельский. - М.: Машиностроение. 1968. - 183 с.

91. Кряжов В.М. Восстановление деталей сельскохозяйственной техники механизированной наплавкой с применением упрочняющей технологии / В.М. Кряжов. М.: ГОСНИТИ. 1972. - 178 с.

92. Кудрявцев Н.Т. Электролитические покрытия металлами / Н.Т. Кудрявцев. М.: Химия. 1979. - 352 с.

93. Лайнер В.И. Защитные покрытия металлов / В.И. Лайнер. М.: Металлургия. 1974. - 338 с.

94. Лайнер В.И. Комбинированное хромирование для защиты от коррозии и механического износа / В.И, Лайнер, О.А. Петрова. М.: ЦИТЭИН. 1959. - 57 с.

95. Левитский Г.С. Хромирование деталей машин и инструментов / Г.С. Левитский. М.: Машиностроение, 1972. - 71 с.

96. Липин А.И. Восстановление деталей машин нанесением металлических и неметаллических покрытий / А.И. Липин // Материалы заводского опыта. Москва: НИИМаш. 1974. - С. 4-56.

97. Максимчук В.П. Водородное растрескивание высокопрочных сталей после нанесения гальванохимических покрытий / В.П. Максимчук, С.П. Половников. М.: Энергоатомиздат, 2002. - 320 с.

98. Макушок Е.М. Механика трения / Е.М. Макушок. Минск: Наука и техника. 1974. - 252 с.

99. Маликов В.Н. Влияние отделочно-упрочняющей обработки алмазным выглаживанием на физико-механические и эксплуатационные свойства деталей с металлопокрытиями / В.Н. Маликов, Л.А. Хворостухин, В.А. Торнаев // Прогрессивные процессы упрочнения поверхностным пластическим деформированием. М. 1974. - С. 54-56.

100. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести / Н.Н. Малинин. М.: Машиностроение. 1975. - 399 с.

101. Малянов В.Н. Гальваническое наращивание металла с одновременной обработкой / В.Н. Малянов, Г.И. Эжиев // Техника в сельском хозяйстве. 1984. № 2. - С. 53-54.

102. Малянов В.Н. Опыт применения гальванического осаждения и хонингования / В.Н. Малянов, Б.С. Деминцев // Вестник машиностроения. 1980. № 9. - С. 60-61.

103. Матулис Ю.Ю. Вопросы теории хромирования / Ю.Ю. Матулис. Вильнюс: Госполитиздат Литовской ССР. 1959. - 7 с.

104. Матулис Ю.Ю. Теория и практика электролитического хромирования / Ю.Ю. Матулис, М.А. Мицкус. Вильнюс: Госполитиздат Литовской ССР. 1957. - 31 с.

105. Михайлов А.А. Обработка деталей с гальваническими покрытиями / А.А. Михайлов. М.: Машиностроение. 1981. - 144 с.

106. Молодык Н.В. Восстановление деталей машин / Н.В. Молодык, Б.А. Лангрет, А.К. Бредун. - Киев: Урожай. 1985. - 160 с.

107. Молчанов В.Ф. Восстановление и упрочнение деталей автомобилей хромированием / В.Ф. Молчанов. М.: Транспорт. 1981. - 176 с.

108. Молчанов В.Ф. Комбинированные электролитические покрытия / В.Ф. Молчанов, Ф.А. Аюпов, В.А. Вандышев, В.М. Дзицюк. Киев: Техн., 1976. - 174 с.

109. Молчанов В.Ф. Повышение долговечности и надежности работы деталей машин, механизмов и приборов хромированием в саморегулирующемся электролите с добавкой бихромата калия / В.Ф. Молчанов, М.К. Рыбаков. К.: КВИАУ. 1968. - 219 с.

110. Молчанов В.Ф. Скоростное хромирование / В.Ф. Молчанов. Киев: Техника. 1965. - 250 с.

111. Молчанов В.Ф. Хромирование в саморегулирующихся электролитах / В.Ф. Молчанов. Киев: Техника. 1972. - 155 с.

112. Молчанов В.Ф. Эффективность и качество хромирования деталей / В.Ф. Молчанов. Киев: Техника. 1979. - 229 с.

113. Новиков И.И. Дефекты кристаллической решетки металлов / И.И, Новиков. М.: Металлургия. 1975. - 208 с.

114. ОСТ 3-6446-88. Электролиты хромирования. Методики выполнения измерений содержаний компонентов. - М.: Стандартинформ, 1988. - 21 с.

115. Патент на полезную модель № 236505 Ш Российская Федерация, МПК G01N 27/07, G01R 19/08. устройство для измерения плотности тока в жидких средах: заявл. 06.12.2024: опубл. 11.08.2025 / С.Ю. Жачкин, Г.И. Трифонов, А.В. Пустоветов, С. Ю. Григоров; заявитель Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина».

116. Перене Н.С. Электроосаждение никеля в условиях механической активации поверхности катода (1. Микроструктура покрытий) / Н.С. Перене, Р.А. Рагаускайте, А.А. Баранаускас и др. // Тр. АН Лит. ССР. Сер. Б. 1979. Т.1 (110). - С. 37-43.

117. Перене Н.С. Электроосаждение никеля в условиях механической активации поверхности катода (2. Особенности осаждения в проточном и непроточном электролитах) / Н.С. Перене, Р.А. Рагаускайте, А.А. Баранаускас и др. // Тр. АН Лит. ССР. Сер. Б. 1981. - Т.3(124). - С. 3-10.

118. Петров Ю.Н. Гальваномеханическое осаждение покрытий как способ восстановления изношенных деталей машин / Ю.Н. Петров, В.Н. Малянов, Н.И. Корнейчук // Прогрессивные способы восстановления деталей машин и повышения их прочности. - Кишинев: КСХИ. 1979. - С. 48-51.

119. Петров Ю.Н. Осаждение железных и хромовых покрытий гальваномеханическим способом / Ю.Н. Петров, Н.И. Корнейчук, В.А. Черемпей и др. // тез. докл. 9-й Всесоюзн. науч.-техн. конф. по электрохимической технологии «Гальванотехника-87». Казань. 1987. С. 197-199.

120. Петров Ю.Н. Основы ремонта машин / Ю.Н. Петров, А.И. Селиванов, Г.П. Шаронов. М.: Колосс. 1972. - 527 с.

121. Петров Ю.Н. Особенности гальванического процесса хромирования / Ю.Н. Петров, Н.И. Корнейчук, В.А. Черемпей // Твердые износостойкие гальванические и химические покрытия: Материалы семинара. - М.: МДНТП. 1984. - С. 31-35.

122. Петров Ю.Н. Ремонт автотракторных деталей гальваническими покрытиями / Ю.Н. Петров, В.П. Косов, М.П. Стратулат // Кишинев: Картя Молдовеняскэ. 1976. - 273 с.

123. ПИ № 1046-75. Производственная инструкция ВИАМ. Хромирование. Взамен инструкции № 593-65. - М.: Стандартинформ, 1975. - 32 с.

124. ПИ № 1064-75 Производственная инструкция. Эксплуатация и обслуживание гидроцилиндров. Утв. ВИАМ. М.: Стандартинформ, 1975. - 24 с.

125. Плеханов И.Ф. Расчет и конструирование устройств для нанесения гальванических покрытий / И.Ф. Плеханов. М.: Машиностроение. 1988. - 224 с.

126. Плешаков В.В. Влияние поверхностного пластического деформирования на герметичность хромовых покрытий / В.В. Плешаков, В.С. Кудряшов // Пути снижения металлоемкости и трудоемкости при создании изделий. М.: МДНТП. 1979. - С. 163-167.

127. Плешаков В.В. Повышение надежности деталей, восстанавливаемых гальваническими покрытиями / В.В. Плешаков. М.: Россельхозиздат. 1963. - 56 с.

128. Понтрягин Л.С. Обыкновенные дифференциальные уравнения / Л.С. Понтрягин. М.: Наука. 1970. - 331 с.

129. Поперека М.Я. Внутренние напряжения электролитических осаждаемых покрытий / М.Я. Поперека. Новосибирск: Западносибирское книжное изд-во. 1966. - 335 с.

130. Попов В.А. Исследования структуры хром-алмазных покрытий. / В.А. Попов, П.Я. Детков, А.Н. Кириченко, М.Н. Ковальчук // Известия РАН. Серия физиков. 2005. Т. 69. № 4. - С. 520-523.

131. Применение катодно-механического хромирования штока гидроамортизатора: Отчет о НИР/ Иванов В.П. - Москва: № ГР Г66281; инв. №001.86. 1986. - 7 с.

132. Процесс хромирования с одновременным механическим воздействием: Каталог «Межотраслевая выставка «Прогресс-83». М.: ВИМИ. 1983. - С. 31.

133. Пугачевский, К.М. Применение металлопокрытий при производстве и ремонте деталей машин / К.М. Пугачевский, В.Ф. Молчанов. К.: КРДЭНТП. 1977. - 128 с.

134. Пурин Б.А. Комплексные электролиты в гальванотехнике / Б.А. Пурин, А.В. Цера, Э.А. Озола, И.Л. Витиня. Рига: Лиесма. 1978. - 267 с.

135. Пурин Б.А. Электроосаждение металлов из пирофосфатных электролитов / Б.А. Пурин. Рига: Зинатне. 1975. - 172 с.

136. Пустоветов А.В. Автоматизация инженерного обеспечения процессов восстановления изношенных деталей сельхозмашин / С.Ю. Жачкин, Г.И. Трифонов, А.В. Пустоветов, Н.Н. Янов // Новые знания и инновационные технологии - в развитие современного садоводства: мат. науч. - практ. конф. (12-13 сентября 2024 г. в городе Мичуринске Тамбовской области). Мичуринск-наукоград РФ. 2024. - С. 160-166.

137. Пустоветов А.В. Анализ площади контакта инструмента при нанесении дисперсно-упрочненных композиционных покрытий / С.Ю. Жачкин, Г.И. Трифонов, Пустоветов А.В. // Технологии, машины и оборудование для проектирования, строительства объектов АПК: сборник научных статей 2-й Международной научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов, магистров и бакалавров (14 марта 2024 года); Курский государственный аграрный университет имени И.И. Иванова, Курск: Изд-во ЗАО «Университетская книга». 2024. С. 110-113.

138. Пустоветов А.В. Аналитическое определение внутренних напряжений в гальванических покрытиях при восстановлении деталей / С.Ю. Жачкин, И.Н. Кравченко, Г.И. Трифонов, Ю.А. Кузнецов, О.А. Сидоркин, А.В. Пустоветов // Новые огнеупоры. 2024. № 4. - С. 54-58.

139. Пустоветов А.В. Влияние параметров процесса упрочнения на микротвердость композитного покрытия / С.Ю. Жачкин, Г.И. Трифонов, А.В. Михальченко, А.В. Пустоветов // Технологии и техника: пути инновационного развития: Сб. научных статей 3-й Международной научно-технической конференции (17 июня 2025 г.) Воронежский государственный технический университет - Курск: Изд-во ЗАО Университетская книга, 2025. С. 104-108.

140. Пустоветов А.В. Влияние параметров процесса упрочнения на остаточные напряжения в композитном покрытии / С.Ю. Жачкин, Г.И. Трифонов, А.В. Михальченко, А.В. Пустоветов // Технологии и техника: пути инновационного развития: Сб. научных статей 3-й Международной научно-технической конференции (17 июня 2025 г.) Воронежский государственный технический университет - Курск: Изд-во ЗАО Университетская книга, 2025. С. 108-111.

141. Пустоветов А.В. Выбор режимов нанесения покрытий при гальваноконтактном методе / С.Ю. Жачкин, А.И. Завражнов, Г.И. Трифонов,

A.В. Пустоветов // Технический сервис машин. 2024. Т. 62. №3. С. 103-108.

142. Пустоветов А.В. Двухкритериальная оптимизация манипуляционных систем АПК / С.Ю. Жачкин, М.А. Тишковский, А.В. Пустоветов // Сельскохозяйственное землепользование и продовольственная безопасность: Сборник трудов материалов Х Международной научно-практической конференции, посвященной памяти Заслуженного деятеля науки РФ, КБР, Республики Адыгея, профессора Б.Х. Фиапшева (22 марта 2024 г.); Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им.

B.М. Кокова / Нальчик: КБГАУ, 2024. С. 124-127.

143. Пустоветов А.В. Зависимость адгезии покрытия на цилиндрической поверхности детали от технологических режимов плазменного напыления / С.Ю. Жачкин, Г.И. Трифонов, А.В. Пустоветов // Электрометаллургия. 2024. № 6. - С. 26-32.

144. Пустоветов А.В. Зависимость физико-механических свойств получаемых хромовых покрытий от режимов их нанесения / С.Ю. Жачкин, В.А. Черников, М.А. Тишковский, А.В. Пустоветов, Н.Н. Янов // Инфокоммуникационные и интеллектуальные технологии на транспорте» -«ИИТТ'2024»: Сборник научных статей Международной научно-практической конференции (18-19 апреля 2024 года); Липецкий государственный технический университет / Липецк: ЛГТУ. 2024. С. 249-253.

145. Пустоветов А.В. Износостойкость никелевых композиционных покрытий с микронными и субмикронными частицами SiC / С.Ю. Жачкин, Г.И. Трифонов, О.А. Сидоркин, А.В. Пустоветов // Инженерные технологии и системы. 2024. Т. 34. № 4. - С. 629-647.

146. Пустоветов А.В. Интенсификация восстановление деталей композитным гальваническим покрытием / С.Ю. Жачкин, А.В. Пустоветов, П.В. Цысоренко, В.О. Рамазанова, С.А. Козырева // Инфокоммуникационные и интеллектуальные технологии на транспорте» - «ИИТТ'2024»: Сборник

научных статей Международной научно-практической конференции (18-19 апреля 2024 года); Липецкий государственный технический университет / Липецк: ЛГТУ. 2024. С. 253-257.

147. Пустоветов А.В. Качество системы ручного управления манипуляционными системами в АПК / С.Ю. Жачкин, М.А. Тишковский,

A.В. Пустоветов // Сельскохозяйственное землепользование и продовольственная безопасность: Сборник трудов материалов Х Международной научно-практической конференции, посвященной памяти Заслуженного деятеля науки РФ, КБР, Республики Адыгея, профессора Б.Х. Фиапшева (22 марта 2024 г.); Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова / Нальчик: КБГАУ, 2024. С. 127-130.

148. Пустоветов А.В. Оценка качества работы биотехнических манипуляционных систем в АПК / С.Ю. Жачкин, М.А. Тишковский, А.В. Пустоветов // Сельскохозяйственное землепользование и продовольственная безопасность: Сборник трудов материалов Х Международной научно-практической конференции, посвященной памяти Заслуженного деятеля науки РФ, КБР, Республики Адыгея, профессора Б.Х. Фиапшева (22 марта 2024 г.); Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им.

B.М. Кокова / Нальчик: КБГАУ, 2024. С. 122-124.

149. Пустоветов А.В. Пластическая твердость композиционных покрытий на основе хрома / С.Ю. Жачкин, Г.И. Трифонов, О.А. Сидоркин, А.В. Пустоветов // Технический сервис машин. 2024. Т. 62. №1(154). С. 94-100.

150. Пустоветов А.В. Повышение износостойкости композиционного покрытия на основе железа при восстановлении специального оборудования /

C.Ю. Жачкин, Г.И. Трифонов, А.В. Пустоветов, П.В. Стрункин // Вестник ВСГУТУ. 2024. № 2(93). - С. 92-99.

151. Пустоветов А.В. Снятие хромовых покрытий с металлических и пластиковых поверхностей / С.Ю. Жачкин, А.В. Пустоветов, М.А. Тишковский // Тенденции развития технических средств и технологий в АПК: сборник научных трудов материалов международной научно-

практической конференции (12 февраля 2024 года); Воронежский государственный аграрный университет им. Императора Петра I, Воронеж: ВГАУ. 2024. С. 332-337.

152. Пустоветов А.В. Стойкость композитного покрытия к механическим воздействиям при исследовании технологических процессов восстановления машин / С.Ю. Жачкин, Г.И. Трифонов, А.В. Пустоветов, П.В. Стрункин // Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе: Сборник трудов материалов международной научно-практической конференции (6 июня 2024 года); Воронежский государственный аграрный университет им. Императора Петра I, Воронеж: ВГАУ. 2024. С. 156-160.

153. Редько Ф.Ф. Гальванохонингование - технология и оборудование / Ф.Ф. Редько, Э.Я. Гродзинский // Электрофизические и электрохимические методы обработки. М.: НИИмаш. 1982. - С. 8-11.

154. Редько Ф.Ф. Разработка процесса гальванохонингования в СССР / Ф.Ф. Редько, Э.Я. Гродзинский, А.З. Бродский // Электрофизические и электрохимические методы обработки. М.: НИИмаш. 1982. - С. 1-3.

155. Румянцев Г.И. Экспериментальные исследования процесса гальванического хонингования прецизионных деталей топливно-гидравлической аппаратуры / Г.И. Румянцев, В.И. Пестриков, Ю.В. Поляков. Тр. НИАТ № 391. 1980. - 6 с.

156. Рыбаков М.К. Теория и практика применения износостойких и защитно-декоративных покрытий / М.К. Рыбаков, В.Ф. Молчанов. К.: КРДЭНТП. 1969. - 262 с.

157. Рябой А.Я. Повышение ресурса авиационных деталей из высокопрочных сталей / А.Я. Рябой, Л.Д. Брондз. М.: Машиностроение. 1977. - 104 с.

158. Рябой А.Я. Получение газонепроницаемых хромовых покрытий / А.Я. Рябой // Защита металлов. 1976. Т. 12. Вып.3. - С. 339.

159. Сайфуллин Р.С. Комбинированные электролитические покрытия и материалы / Р.С. Сайфуллин. М.: Химия. 1972. - 81 с.

160. Сайфуллин Р.С. Композиционные покрытия и материалы / Р.С. Сайфуллин. М.: Химия. 1977. - 272 с.

161. Саньков В.М. Лабораторные испытания износостойкости деталей, восстановленных хромовыми покрытиями контактным электролитическим способом / В.М. Саньков, А.Г. Шеховцов // Тр. МГМИ. 1981. Т. 70. - С. 3-5.

162. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. Кинематика движения инструмента в нулевую точку при осаждении многослойных композиционных покрытий / С.Ю. Жачкин, Г.И. Трифонов, А.В. Пустоветов // Свид. госрег. № 2024619515 от 24.04.2024 г.; Бюл. № 5 от 24.04.2024 г.

163. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. Создание массива поверхности для осаждения покрытия / С.Ю. Жачкин, Г.И. Трифонов, А.В. Пустоветов // Свид. госрег. № 2024616522 от 21.03.2024 г.; Бюл. № 4 от 21.03.2024 г.

164. Севастьянов В.Б. Теория и практика хромирования / В.Б. Севастьянов, В.М. Дзыцюк. К.: КРДЭНТП. 1976. - 160 с.

165. Северный А.Э. Защита сельскохозяйственной техники от коррозии / А.Э. Северный, Е.А. Пучин. М.: АгроНИИТЭИИТО. 1990. - 51 с.

166. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова - 5-е изд., перераб и доп. - М.: Машиностроение-1, 2001. - 912 с.

167. Справочное руководство по гальванотехнике / Под ред. В.И. Лайнера. - М.: Металлургия, 1972. - 487 с.

168. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение контактной жесткости соединений / А.Г. Суслов. - М.: Наука, 1977. - 101 с.

169. Тананаев И.В. Физикохимия ультрадисперсных систем / И.В.Тананаев - М.: Наука, 1987. - 230 с.

170. Тимошенко С.П. Теория упругости / С.П. Тимошенко, Дж. Гудьер. - М.: Наука, 1975. - 576 с.

171. Физическое материаловедение: Учебник для вузов / Под общей ред. Б.А. Калина. - М.: МИФИ, 2007. - ISBN 978-5-7262-0821-3. Том 1. ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА. - 636 с.

172. Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. Т.1 / Г.М. Фихтенгольц. - М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1947. - 690 с.

173. Фомичев В.Т. Хромирование в саморегулирующемся электролите с органическими добавками. Прикладная электрохимия / В.Т. Фомичев, Г.П. Губаревич, А.М. Озеров // Теория, технология и защитные свойства гальванических покрытий. Межвузовский сборник научных трудов. Казань: КХТН. 1990. - С. 126-127.

174. Фрейденталь А. Математические теории неупругой сплошной среды / А. Фрейденталь, Х. Гейрингер. - М.: Физматгиз, 1962. - 349 с.

175. Фридель, Ж. Дислокации / Ж. Фридель. - М.: Мир, 1967. - 644 с.

176. Фролов К.В. Машиностроение. Энциклопедия / Ред. совет: К.В. Фролов (пред.) и др. - М.: Машиностроение, 1995. - 864 с.

177. Шероховатость поверхности: Технологическое обеспечение параметров. РТМ 24.004129-78. - М.: Минтяжмаш. - 1978. - 45 с.

178. Шлугер М.А. Коррозия и защита металлов / М.А. Шлугер, Ф.Ф. Ажогин, Е.А. Ефимов. - М: Металлургия, 1981. - 216 с.

Приложения

Стали, применяемые для изготовления гидроштоков:

Марка стали С Si Мп № S Р Си Мо А1 Сг

не более

30ХГСА 0,32—0,3 0,90-1,20 0,80-1,10 — 0,03 0,02 0,20 - - 0,8-1,1

ШХ15 0,95-1,05 0,17-0,37 0,20-0,40 0,30 0,02 0,03 0,25 - - 1,30-1,65

18Х2МЮА 0,35-0,42 0,20-0,45 0,30-0,60 — 0,02 0,02 0,30 0,20 0,7-1,10 1,35-1,65

40Х 0,36-0,44 0,17-0,37 0,50-0,80 0,3 0,35 0,03 0,3 - - 0,8-1,10

Технические требования к штокам:

определять наименьшие и наибольшие пределы допустимых отклонений, учитывая существующие отклонения от идеальной формы, такие как конусность и овальность;

допускается отклонение от прямолинейности оси штока, не превышающее 0,03 мм на длине 500 мм;

отклонение рабочей поверхности штока от поверхности шейки, на которую устанавливается поршень, не должно превышать 0,01 мм;

неперпендикулярность торца, на который опирается поршень, к поверхности посадочной шейки допускается 0,01/100;

поверхность штока должна быть идеально чистой, с шероховатостью не более 0,04 мкм по шкале Ra. После этого поверхность штока подвергается хромированию и полировке.

Растворы для определения толщины покрытия методом снятия (химического):

Вид покрытия Основной металл или металл подслоя Компоненты раствора Концентрация компонента Температура раствора, оС Способ определения

Цинковое Сталь Кислота серная Кислота соляная 50 г/л 17 г/л 18 - 25 По разности масс

Кадмиевое Сталь Аммоний азотнокислый Насыщенный раствор 18 - 25

Медное Сталь Ангидрид хромовый Аммоний азотнокислый 275 г/л 110 г/л 18 - 25

Никелевое Сталь Кислота серная ^=1,84 г/см3) Кислота азотная ^=1,41 г/см3) Железо сернокислое закисное 1 объемная часть 2 объемные части 20 г/л 18 - 25

Хромовое Никель, медь и её сплавы Кислота соляная ^=1,19 г/см3) Вода дистиллированная 1 объемная часть 1 объемная часть 20 - 40

Хромовое Сталь Кислота соляная Трехокись сурьмы 366 г/л 20 г/л 18 - 25

Оловянное, свинцовое, сплав олово-свинец Сталь Кислота борфтористоводородная (а=1,15 г/см3) Перекись водорода (30%-ая) Вода дистиллированная 10 г/л 2,5 г/л 90 г/л 18 - 25 По разности масс

Сплав медь-цинк (латунь) Сталь Ангидрид хромовый Аммоний сернокислый 275 г/л 110 г/л 18 - 25

Вид покрытия Основной металл или металл подслоя Компоненты раствора Концентрация компонента Температура раствора, оС Способ определения

Сплав олово-медь (белая бронза) Сталь Кислота винная (50%-ая) Кислота азотная (¿=1,41 г/см3) 3 объемная часть 1 объемные части 18 - 25

Вид покрытия Основной металл или металл подслоя Компоненты раствора Концентрация компонента Температура раствора, оС Способ определения

Оловянное Омедненная сталь Свинец уксуснокислый Натр едкий 80 г/л 135 г/л Кипение По разности масс

Медь и её сплавы Кислота соляная (¿=1,19 г/см3) - 18 - 25

Свинцовое Омедненная сталь Кислота сульфаминовая Перекись водорода (30%-ая) Вода дистиллированная 150 г/л 50 мл 1000 мл 50 - 70

Анодноокисное Алюминий и его сплавы Кислота ортофосфорная Ангидрид хромовый 52 г/л 20 г/л 90 - 100

Растворы для определения толщины покрытия методом электрохимического снятия:

Вид покрытия Основной металл или металл подслоя Компоненты раствора Концентрация компонента Температура раствора, оС Плотность тока, А/дм2 Материал катода Способ определения

Оловянное Сталь Натр едкий 80 г/л 50 - 70 1 - 3 Сталь По разности масс

Хромовое Сталь Натр едкий 10 - 20% 50 - 70 5 - 10 Сталь

Хромовое Медь, латунь Кислота соляная 5% 50 5 - 10 Свинец

Никельное Медь, латунь Натрий роданистый Натрия бисульфат 100 г/л 100 г/л 18 - 25 2 Сталь Химический анализ

Никельное Цинк и сплавы цинка Кислота серная 70% 18 - 25 2 Свинец

Серебренное, золотое Мель, латунь Калий или натрий цианистый 3 - 15% 18 - 25 0,2 - 2 Медь, латунь, сталь

Характеристики нано дисперсного порошка:

Свойства ультрадисперсных частиц АЪОз

Плотность, г/см3 3,97

Температура плавления, °С 2050

Коэффициент линейного расширения а-10-6, К-1 —

Удельная теплоемкость, кДж/(кг-К) 0,92

Теплопроводность, Вт/(м-К) 40

Электропроводность, см/м 110-14

Микротвердость, ГПа 25...27

Температура кипения, °С 2980

Погрешность результатов экспериментов оценивалась методом определения средней квадратичной погрешности.

Средняя арифметическая величина измерений у определялась:

У =

Е Уг

1=1

П

где уг - значение отдельного результата измерений; п - количество измерений.

Отклонение результатов любого эксперимента от среднего арифметического (его погрешность) находилась из выражения:

Лу

Уг - У

где уг - результат отдельного эксперимента.

Средняя квадратичная ошибка отдельного эксперимента определялась из выражения:

5 =

1

Е (Лу)

г=1

п -1

Грубые ошибки при повторных экспериментах определялись с использованием критерия Стьюдента:

где yi+l - значение сомнительного результата измерений; у - среднее арифметическое значение измерения, вычисленное без учета сомнительного результата; £ - средняя квадратичная ошибка, вычисленная без учета сомнительного результата; ^ - табличное значение критерия Стьюдента, взятое при определенном количестве экспериментов и заданном уровне значимости.

Ошибка среднего арифметического рассчитывалась:

Границы доверительных интервалов при заданной вероятности и определенном количестве экспериментов «п» определялись:

Относительная ошибка результатов эксперимента находилась из

Количество экспериментов в каждой точке 3-5.

В соответствии с теорией, лежащей в основе эксперимента, был проведён регрессионный анализ полученных данных, который позволил

п

Лу = 1т-М-

у

выражения:

У

осуществить статистические вычисления в рамках исследования. Для упрощения задачи был задействован программный модуль «Statistika», в котором реализованы алгоритмы, необходимые для получения достоверных регрессионных значений.

Равномерность дисперсий проверялась по критерию Кохрена. Критерий Кохрена представляет собой ещё один метод исследования однородности дисперсий, применяемый в статистическом анализе. Он позволяет установить, являются ли дисперсии нескольких выборок статистически значимо различными.

При этом значимость коэффициентов регрессии определялась по критерию Стьюдента (;-критерий). Критерий Стьюдента представляет собой статистический инструмент, применяемый для анализа и оценки статистической значимости различий между средними значениями в двух и более выборках. Этот метод позволяет определить, насколько вероятно, что наблюдаемые различия между выборками являются случайными, а не отражают реальные различия в генеральных совокупностях.

Коэффициент считался значимым, если выполнялось условие:

Ы > |£гI

где tр - расчетное значение ^критерия; ^ - табличное значение ^критерия.

Табличное значение ^критерия находилось из таблицы при уровне значимости а = 0,05 и числе степеней свободы f = (п - 1)N, где N - число точек плана в матрице планирования; п - число параллельных экспериментов.

Адекватность полученной модели проверялась по критерию Фишера (^-критерий).

Критерий Фишера представляет собой статистический инструмент, предназначенный для сопоставления дисперсий двух или более выборок. Он позволяет установить, являются ли различия в дисперсиях статистически

значимыми, то есть не вызваны ли они исключительно случайными факторами.

Модель считалась адекватной, если выполнялось условие Fр<Fкр, где Fкр - критическое значение F-критерия для степеней свободы Fад = N - т и^ = N(n -1) с уровнем значимости а = 0,05. Расчетное значение F-критерия определялось:

2

Fp

5ад

52 {у}

Дисперсия адекватности определялась из выражения:

п п _ 2

5ад =—-Е ( у]- - у j )

N - т ]=1 ^ ^

где N - число точек плана в матрице планирования; п - число параллельных экспериментов; т - число членов аппроксимирующего полинома; у^ -

среднее значение параметра оптимизации в точке плана; у^ - значение

параметра оптимизации, вычисленное по аппроксимирующему полиному. Дисперсия воспроизводимости определялась из выражения:

2 1 N п _ 2 5{у} = ^-^ Е Е (у]г - у} )

ш N (п -1) ]=1=1

где у]г - значение ього параметра оптимизации в ]-ой точке плана; у] -среднее значение параметра оптимизации в ]-ой точке плана; N - число точек плана в матрице планирования; п - число параллельных экспериментов.

Чтобы проверить, насколько точно исследуемые параметры соответствуют требованиям, мы изучили их и убедились, что они не смещены, надёжны и эффективны. Математическое ожидание оценки прямого измерения равно истинному значению. С ростом числа измерений дисперсия оценки уменьшается.

(справочное)

В качестве функции отклика приняли микротвердость электролитических композиционных гальванических покрытий на основе хрома, а основными факторами - концентрацию наполнителя (Х1) и размер частиц наполнителя (Х2).

На основании проведенных предварительных исследований были выбраны следующие уровни варьирования факторов, представленные в таблице (см. таблица П.Б1).

Таблица П.Б1 - Уровни варьирования факторов

Факторы Обозначение Уровни

верхний нижний Интервал варьирования

Концентрация наполнителя с, % Х1 8 2 3

Размер частиц наполнителя 1, нм Х2 70 30 20

В таблице (Таблица П.Б2) представлены план и результаты центрального композиционного плана многофакторного эксперимента.

В ходе расчетов были получены данные, представленные в таблице (Таблица П.Б3), позволившие определить уравнение регрессии для поверхности отклика искомой функции.

Проведена проверка качества модели, результаты которой представлены в таблице (см. таблица ПБА4).

Таблица П.Б2 - Результаты эксперимента по поиску рационального состава композиционного материала

Нц, ГПа Х1 Х2

13,797 -1,00000 -1,00000

13,944 -1,00000 1,00000

14,2905 1,00000 -1,00000

14,427 1,00000 1,00000

13,2615 -1,41421 0,00000

13,986 1,41421 0,00000

14,112 0,00000 -1,41421

14,679 0,00000 1,41421

14,994 0,00000 0,00000

15,036 0,00000 0,00000

Таблица П.Б3 - Расчет параметров функции отклика

Оценки параметров (Табл 4-1 эксп пр1)

Сигма-ограниченная параметризация_

Нр Нр Нр Нр -95,00% +95,00% Нр Нр -95,00% +95,00%

Эффект Парам. Ст.Ош. t Р Дов.Пр. Дов.Пр. Beta (В) Ст.Ош.В Дов.Пр. Дов.Пр.

Св. член 15,01500 0,084268 178,1824 0,000000 14,78104 15,24896

0,25014 0,042134 5,9367 0,004036 0,13316 0,36712 0,426404 0,071825 0,22699 0,625821

Х|Л2 -0,66937 0,055738 -12,0094 0,000276 -0,82413 -0,51462 -0,954688 0,079495 -1,17540 -0,733974

Х> 0,13567 0,042134 3,2200 0,032281 0,01869 0,25265 0,231274 0,071825 0,03186 0,430691

Х,Л2 -0,28350 0,055738 -5,0863 0,007050 -0,43825 -0,12875 -0,404338 0,079495 -0,62505 -0,183624

Х,*Х2 -0,00263 0,059586 -0,0441 0,966973 -0,16806 0,16281 -0,003164 0,071825 -0,20258 0,196253

Таблица П.Б4 - Анализ качества модели

SS модели и SS остатков (Табл 4-1 эксп пр1)

Зависим. Множеств Множеств Скоррект SS сс SS сс F Р

Перемен. R R2 R2 Модель Модель Модель Остаток Остаток Остаток

Нр 0,989629 0,979365 0,9535711| 2,696178 5 0,539236 0,056808 4 0,014202 37,96887 0,001825

В результате расчета пошаговой множественной регрессии с применением пакета научных подпрограмм <^айэйка» получено уравнение в кодированных значениях, описывающее зависимость состава композиционного гальванического покрытия от исследуемых факторов:

Нд = 15,02 + 0,25х1 - 0,67x2 + 0,14х2 - 0,28x2

Проверка коэффициентов регрессии по критерию Стьюдента, показала, что все коэффициенты регрессии, кроме коэффициента при взаимодействии факторов оказались больше табличного 1т = 2,09.

Модель считается работоспособной, если у этой модели коэффициент детерминации R2>0,75. Как видно из расчетов, представленных в таблице (таблица П.Б4), данное условие выполняется, следовательно, модель работоспособна.

Определим значения переменных, при которых функция отклика имеет максимальное значение.

Раскодируем полученное выражение:

Нд = 10,642 + 0,827с + 0,077/ - 0,074с2 - 0,0007/2

Полученная модель подвергалась проверке на адекватность согласно критерию Фишера. Модель считалась адекватной, если р < р . Расчет

представлен в табличной форме в таблице (таблица П.А4). Для полученной модели данное условие выполняется, следовательно, уравнение регрессии адекватно описывает влияние основных факторов состава композиционного гальванического покрытия на его микротвердость.

(справочное)

В качестве функции отклика Y приняли остаточные напряжения в покрытии а, МПа, а независимыми факторами: х1 - плотность тока, кА/м2; Х2 - температура электролита, °С; хз - давление инструмента, МПа; х4 - толщина покрытия, мкм.

Проведен регрессионный анализ результатов активного эксперимента. В таблице П.В1 показаны матрица плана ПФЭ 24 и результаты активного эксперимента.

Однородность дисперсий в опытах оценивали с использованием критерия Кохрена. Расчетное значение критерия Кохрена составляет Gр = 0,180934; а табличное значение составляет Gт = 0,3218.

В виду того, что расчетное значение критерия Кохрена по значению меньше табличного, дисперсии в опытах признаны однородными. В результате расчета определены коэффициенты регрессии: Ьо = 238,146; Ь1 = 4,396; Ь2 = -4,812; Ь3 = -0,021; Ь4 = 35,562; Ь^ = 0,479; Ъх3 = -0,146; Ь23 = -0,354; Ъм = 0,104; Ь24 = 0,312; Ь34 = -0,229; Ъш = 0,271; Ь124 = -0,062; Ъ134 = 0,646; Ъ234 = 0,188; ЪШ4 = -0,187;

Значимость коэффициентов регрессии оценивали сравнением их абсолютных значений со значениями соответствующих доверительных интервалов и попаданием или отсутствием точки «0» внутри доверительного интервала

АЪо = ДЪ = 2,376 < Ъо = 238,146; Ъ = 4,396;

АЪ2 = ДЪ4 = 2,377 < Ъ2 = -4,812; Ъ4 = 35,562

АЪ3 = 0,042 > Ъ3 = -0,021; АЪи = 0,958 > Ъи = 0,479;

АЪ13 = 0,292 > Ъ13 = -0,146; ДЪ23 = 0,708 > Ъ23 = -0,354;

ЛЪм = 0,208 > Ъх4 = 0,104; АЬ24 = 0,625 > Ь24 = 0,312; АЬз4 = 0,458 > Ъз4 = -0,229; ЛЪш = 0,542 > Ъш = 0,271; ЛЪ124 = 0,125 > Ъ124 = -0,062; ЛЪш = 1,292 > Ъш = 0,646; ЛЪ234 = ЛЪ1234 = 0,375 > Ъ234 = 0,188; ЪШ4 = -0,187;

Таблица П.В 1 - План ПФЭ 24 и результаты активного эксперимента

Опытное значение отклика, МПа Среднее значение отклика, МПа Расчетное значение отклика, МПа Дисперсия

Факторы

№ х1 х2 х3 х4 У1 У2 У3 S2

1 -1 -1 1 1 -203 -204 -201 -202,667 -202,648 2,333333

2 -1 1 1 1 -214 -218 -207 -213 -212,892 31

3 1 -1 1 1 -192 -196 -193 -193,667 -193,542 4,333333

4 1 1 1 1 -201 -205 -200 -202 -201,932 7

5 -1 -1 -1 1 -200 -204 -201 -201,667 -201,599 4,333333

6 -1 1 -1 1 -214 -210 -209 -211 -211,146 7

7 1 -1 -1 1 -196 -195 -192 -194,333 -194,241 4,333333

8 1 1 -1 1 -204 -200 -203 -202,333 -202,471 4,333333

9 -1 -1 1 -1 -274 -268 -279 -273,667 -270,269 30,33333

10 -1 1 1 -1 -280 -283 -288 -283,667 -283,582 16,33333

11 1 -1 1 -1 -263 -269 -264 -265,333 -265,295 10,33333

12 1 1 1 -1 -274 -271 -279 -274,667 -274,547 16,33333

13 -1 -1 -1 -1 -278 -271 -274 -274,333 -274,411 12,33333

14 -1 1 -1 -1 -282 -281 -288 -283,667 -283,549 14,33333

15 1 -1 -1 -1 -263 -264 -266 -264,333 -264,282 2,333333

16 1 1 -1 -1 -274 -271 -275 -273,333 -273,415 4,333333

Сум дисп 171,3333

Макс дисп 31

Gтабл 0,3218

врасч 0,180934

Так как абсолютные значения коэффициентов регрессии при свободном члене, при х1, х2 и х4 превышают значения соответствующих доверительных интервалов, и точка «0» не находится внутри доверительного интервала, именно эти коэффициенты регрессии признаны значимыми.

Уравнение регрессии в кодированных значениях:

У = -238,15 + 4,39хг - 4,81х2 + 35,56х4.

После раскодирования уравнения регрессии получено уравнение регрессии в натуральных единицах:

а = -258,987 + 0,878/ - 0,687£ + 0,1975.

Расчетные значения отклика в точках плана

У1 = 202,648; У2 = 212,892; У3 = 193,542; У4 = 201,932; У5 = 201,599; У6 = 211,146; У7 = 194,241; У8 = 202,471; У9 = 270,269; У10 = -283,582; У11 = -265,295; У12 = -274,547; У13 = -274,411; У14 = -283,549; У15 = -264,282; У16 = -273,415.

Проверка адекватности уравнения регрессии проведена по критерию Фишера. Условие адекватности имеет вид Fp < Fт.

Табличное значение F - критерия для уровня значимости р = 0,05; числа степеней свободы числителя: VI = 12, знаменателя, = 32 составляет Fт = 2,00.

Расчетное значение:

Fр = 0,123711 < Fт = 2,00

Так как расчетное значение критерия Фишера не превышает табличного значения регрессионная модель является адекватной.

Работоспособность модели оценивали коэффициентом детерминации. Условие работоспособности регрессионной модели имеет вид: Я2 > 0,75. Значение коэффициента детерминации составило Я2 = 0,991 > 0,75.

(справочное)

В ходе предварительного эксперимента с целью установления факторов, влияющих на микрогеометрию покрытия в процессе его нанесения проводился корреляционный анализ с исследованием следующих факторов: XI - плотность тока, кА/м2, Х2 - температура электролита, °С, х3 - давление инструмента, МПа, х4 - толщина покрытия, мкм, х5 - скорость главного движения, м/мин; х6 - скорость вспомогательного движения, м/мин.

В результате корреляционного анализа, представленного в таблице П.Б1, установлено, что значимыми факторами, влияющими на микрогеометрию покрытия, являются плотность тока, температура электролита и давление инструмента. Все остальные факторы оказались не значимы или мультиколлинеарны.

Таблица П.Г1 - Корреляционный анализ

У Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 Х6

У 1,000000 0,973630 0,926390 0,819542 0,916762 0,919449 0,816745

Х1 0,973630 1,000000 0,780120 0,794689 0,834979 0,918194 0,739201

Х2 0,926390 0,780120 1,000000 0,608761 0,925503 0,959885 0,659629

Х3 0,819542 0,794689 0,608761 1,000000 0,715843 0,740002 0,888436

Х4 0,916762 0,834979 0,925503 0,715843 1,000000 0,965167 0,747420

Х5 0,919449 0,918194 0,959885 0,740002 0,965167 1,000000 0,751469

Х6 0,816745 0,739201 0,659629 0,888436 0,747420 0,751469 1,000000

В качестве функции отклика Y приняли микрогеометрию покрытия, Ra, мкм, а независимыми факторами: XI - плотность тока, кА/м2, х2 - температура электролита, °С, х3 - давление инструмента, МПа.