Функциональное тестирование наноструктурированных износостойких покрытий, полученных с использованием высокоэнтропийных катодов – мишеней

Машиностроение и машиноведение

2025. Т. 32. № 1. С. 191-201.

Авторы

Мигранов М. Ш.*, Митрофанов А. П., Киреев Р. М., Мустафаев Э. С., Гусев А. С.

ФГБОУ ВО «Московский государственный технологический университет «Станкин», 127994, г. Москва, Вадковский пер., д.1

*e-mail: migmars@mail.ru

Аннотация

Представлены результаты функционального тестирования многослойных наноструктурированных износостойких покрытий из высокоэнтропийных катодов-мишеней на твердосплавном инструменте ВК8, используемых при продольном точении жаропрочного хромоникелевого сплава ХН73МБТЮ-ВД, применяемого в конструкции современных газотурбинных двигателей (ГТД) в таких деталях, как термообработанные и обточенные диски и дефлекторы, лопатки, лабиринты и носки. Эти элементы конструкции в большинстве случаев работают при температурах до +900°C и при высоких температурах различных газовых сред, в том числе насыщенных продуктами горения. Для функционального тестирования разрабатываемых износостойких покрытий разработана комплексная методология, включающая методику и установку для оценки триботехнических свойств с последующим исследованием продуктов трения и изнашивания на поверхностях индентора (изготовленного из инструментального материала) и образованной лунки на образцах (пятачках) из обрабатываемого материала. По результатам проведенных испытаний подтверждена высокая эффективность и информативность методики функционального тестирования износостойких покрытий.

Ключевые слова:

высокоэнтропийные катоды-мишени, многослойные наноструктурированные износостойкие покрытия, функциональное тестирование, жаропрочный хромоникелевый сплав, адгезионная установка

Библиографический список

  1.  Верещака А.С., Кушнер В.С. Резание материалов. М.: Высшая школа, 2009. 336 с.
  2.  Локтев Д.А., Ямашкин Е.Н. Основные виды износостойких покрытий // Наноиндустрия. 2007. № 5. С. 24-31.
  3.  Верещака А.С., Верещака А.А. Повышение эффективности инструмента путем управления составом, структурой и свойствами покрытий // Упрочняющие технология и покрытия. 2005. № 9. С. 9-18.
  4.  Табаков В.П. Формирование износостойких ионно-плазменных покрытий режущего инструмента. М.: Машиностроение, 2008. 311 с.
  5.  Табаков В.П., Верещака А.С., Григорьев С.Н. Функциональные параметры процесса резания режущим инструментом с износостойкими покрытиями. Ульяновск: УлГТУ, 2012. 172 с.
  6.  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, 15–18 May 2018; Moscow). Lecture notes in mechanical engineering, 2019, pp. 1393-1399. DOI: 10.1007/978-3-319-95630-5_147
  7.  Метель А.С., Сухова Н.А., Хмыров Р.С. и др. Технология получения высокоэнтропийных катодов-мишеней для синтеза защитных покрытий вакуумными ионно-плазменными методами // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 2. С. 179-187. DOI: 10.34759/vst-2023-2-179-187
  8.  Бычков А.Н., Фетисов Г.П., Кыдралиева К.А. и др. Нанокомпозиционные материалы на основе металлосодержащих наночастиц и термопластичных полимерных матриц: получение и свойства // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 2. С. 209-222.
  9.  Григорьев С.Н., Табаков В.П., Волосова М.А. Технологические методы повышения износостойкости контактных площадок режущего инструмента. Старый Оскол: ТНТ, 2015. 380 с.
  10.  Migranov M.S., Shehtman S.R., Sukhova N.A. et al. Study of tribotechnical properties of multilayer nanostructured coatings and contact processes during milling of titanium alloys // Coatings. 2023. Vol. 13. No. 1:171. DOI: 10.3390/coatings13010171
  11.  Калугина М.С., Ремшев Е.Ю., Данилин Г.А. и др. Комбинированный термоакустический способ модификации структуры титанового сплава // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 2. С. 185-196.
  12.  Григорьев С.Н., Мигранов М.Ш., Волосова М.А. и др. Спеченные порошковые высокоэнтропийные катоды-мишени для износостойких покрытий // Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2023. Т. 66. № 4. С. 410-414. DOI: 10.17073/0368-0797-2023-4-410-414
  13.  Савельева Л.В., Вендин И.О. Влияние режимов резания на величину износа передней поверхности инструмента при механической обработке заготовок // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 4. С. 209-215. DOI: 10.34759/vst-2019-4-209-215
  14.  Ковалев А.А., Краско А.С., Сидоров П.A. Моделирование ударного взаимодействия напыляемых частиц с поверхностью детали при формировании плазменных покрытий // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 4. С. 257-266. DOI: 10.34759/vst-2021-4-257-266
  15.  Ушаков И.В., Ошоров А.Д. Микроразрушение многослойного композита на основе аморфно-нанокристаллического металллического сплава // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 3. С. 246-252. DOI: 10.34759/vst-2022-3-246-252
  16.  Григорьев С.Н. Резание материалов. Режущий инструмент в 2 ч. Часть 1. М.: Изд-во Юрайт, 2024. 263 с. 
  17.  Prengel H.G., Jindal P.C., Wendt K.H. et al. A new class of high performance PVD coatings for carbide cutting tools // Surface and Coatings Technology. 2001. Vol. 139. No. 1, pp. 25–34. DOI: 10.1016/S0257-8972(00)01080-X
  18.  Береснев В.М., Погребняк А.Д., Азаренков Н.А. и др. Нанокристаллические и нанокомпозитные покрытия, структура, свойства // ФИП. 2007. Т. 5. № 1-2. С. 4-27.
  19.  Haubner R., Lesiak M., Pitonak R et al. Evolution of traditional hard coatings for use on cutting tools // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2017. Vol. 62. Part B, pp. 210-218. DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2016.05.009 
  20.  Дечко Э.М., Дечко М.М. Резание металлов и режущий инструмент. Минск: Вышэйшая школа, 2020. 287 с.
  21.  Оковитый В.А., Шевцов А.И., Илющенко А.Ф. и др. Триботехнические испытания образцов аморфизованных плазменных композиционных покрытий с включениями твердой смазки // Вестник Брестского государственного технического университета. Машиностроение. 2008. № 4(52). С. 2-6.
  22.  Утенков В.М., Зайцев А.Н. Исследование триботехнических характеристик перспективных износостойких плазменных покрытий при трении скольжения без смазки // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2013. № 11. С. 81-89.
  23.  Леонтьев Л.Б., Шапкин Н.П., Леонтьев А.Л. и др. Исследование влияния параметров формирования металлокерамических покрытий на триботехнические свойства сопряжений // Металлообработка. 2012. № 2(68). С. 28-30. 
  24.  Мигранов М.Ш., Гусев А.С., Гарифуллин К.А. и др. Повышение эффективности обработки деталей силовой части газотурбинных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2024. Т. 31. № 2. С. 183-192. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=180661

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2025