Page 6 - НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

4

складу здійснювали за використання до- і надзвукового повітряного струменю.
Для металографічних та рентгенографічних досліджень структури та фазового
складу синтезованих шарів та напилених покриттів використали оптичний (Neofot
22) і сканівний електронний (ЕVO–40XVP, Carl Zeiss) мікроскоп із системою
рентгеноспектрального мікроаналізу INCA Energy 350, а також рентгенівський
дифрактометр ДРОН-3. Синтезовані шари та напилені покриття атестували за їх
фізико-механічними характеристиками, такими як знос під час випробувань за
стандартними методиками досліджень в умовах закріпленого та незакріпленого
абразиву, а також за осциляційного тертя без мащення та в різних мастилах.
Залишкові напруження у покриттях розраховували за відомою схемою для
біметалевих кілець з врахуванням модуля пружності покриттів та основи.
Наукова новизна одержаних результатів:
1. Вперше встановлено закономірності впливу фазового складу анодованих
шарів на їх функціональні характеристики. Фаза беміт (Al 2O·H 2O) забезпечує
високу мікротвердість та абразивну зносостійкість, а фаза гібсит (Al 2O 3·3H 2O)
відповідальна за високі трибологічні характеристики анодованих шарів, завдяки
перенесенню тонкої захисної плівки гібситу на контртіло. Вміст необхідних фаз
(гібситу, беміту або їх суміші) у анодованому шарі регулювали додаванням до
о
електроліту пероксиду водню (30…50 мл/л), термічною обробкою (100…400 С),
о
або температурою електроліту (від (–5) до +5 С).
2. Вперше встановлено, що за додавання до електроліту для анодування
пероксиду водню (10…50 мл/л) або озону (25 мл/год/л), а також застосування
імпульсного режиму підвищує проникнення іонів кисню крізь бар’єрний шар для
взаємодії з катіонами алюмінію і таким чином дає змогу збільшити товщину
анодованого шару на 40%.
3. Вперше показано, що під час синтезу плазмоелектролітного оксидування
шарів на поверхні газотермічних напилених покриттів систем Al+Mg, Al+Ni,
Al+Cu, Al+Ti, утворюються легкоплавкі та рідкотекучі евтектики із сумішей
оксидів (Al 2O 3 + MgO), (Al 2O 3 + NiO), (Al 2O 3 + CuO), (Al 2O 3 + TiO 2), які легше ніж
тугоплавкий оксид Al 2O 3 заповнюють розрядні канали і, тим самим, зменшують
поруватість шарів від 8...10 до 2…3%, підвищують вміст корунду у них від 30 до
70% та збільшують їх мікротвердість (на 300…500 HV 0,3) і абразивну
зносостійкість (у 4…6 разів).
4. Вперше виявлено закономірності фрикційної взаємодії в середовищі
мінеральної оливи пар тертя між плазмоелектролітним оксидним шаром на
електродуговому покритті на сплаві Д16 та різними контртілами (бабіт, бронза,
чавун, сталь, покриття з гальванічно нанесеним хромом) та встановлено, що
коефіцієнт тертя, температура триборозігріву та втрата маси контртіл знижуються
із підвищенням їх мікротвердості.
5. Вперше на основі термодинамічного аналізу реакцій, що можуть
відбуватися під час напилювання електродугових покриттів із порошкових дротів
та прогнозування їх фазового складу розробили порошкові дроти системи
легування Fe-Cr-Si-Mn-B-C з екзотермічною шихтою для надзвукового
електродугового напилювання зносостійких покриттів. У структурі покриттів