Журнал «Агропромышленные технологии Центральной России»

Выпуск №2 (28) (2023)

УДК 620.19
DOI 10.24888/2541-7835-2023-28-132-141

ВЛИЯНИЕ СВЕРХТОНКИХ ЧАСТИЦ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО НИКЕЛЯ, ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ

Автор(ы): Горбушин Павел Александрович, Сафонов Валентин Владимирович, Шишурин Сергей Александрович, Величко Сергей Анатольевич

Разработана технология получения композиционных электролитических покрытий на основе никеля, модифицированных сверхтонкими частицами нитрида алюминия. Технология подразумевает получение покрытий из кислых электролитов никелирования под воздействием ультразвука с частотой 22 кГц и амплитудой 50 Гц в течение всего периода нанесения. Проведены трибологические сравнительные испытания пар трения с нанесенными на поверхность роликов композиционными покрытиями по разработанной технологии и пар трения, у которых на поверхность роликов было нанесено классическое покрытие никеля. Исследования проводили в чистой и загрязненной кварцевым абразивом смазочных средах. В результате проведенных сравнительных трибологических испытаний было установлено, что пары трения, на ролики которых было нанесено композиционное электролитическое покрытие, модифицированное сверхтонкими частицами нитрида алюминия, имеют износостойкость в 1,86…2,06 раза выше, чем аналогичные пары трения с классическим покрытием никеля. Кроме того, установлено снижение момента трения в парах, на ролики которых было нанесено покрытие по разработанной технологии, на 16…20% по сравнению с парами трения, на ролики которых было нанесено классическое покрытие никеля. Предлагаемое композиционное электролитическое покрытие на основе никеля может применяться для совершенствования технологических процессов восстановления деталей сельскохозяйственной техники на ремонтных предприятиях, в структуре которых есть гальванические участки, т.к. для внедрения данной технологии не требуется приобретение дополнительного дорогостоящего оборудования.

Ключевые слова
композиционное покрытие; никелирование; сверхтонкие частицы; износостойкость; момент трения; износ; сельскохозяйственная техника

INFLUENCE OF ULTRAFINE ALUMINUM NITRIDE PARTICLES ON WEAR RESISTANCE OF ELECTROLYTIC NICKEL USED FOR RESTORATION OF AGRICULTURAL MACHINERY PARTS

Author: Gorbushin Pavel A., Safonov Valentin V., Shishurin Sergey A., Velichko Sergey A.

A technology has been developed for obtaining composite electrolytic coatings based on nickel modified with ultrafine particles of aluminum nitride. The technology involves obtaining coatings from acid nickel plating electrolytes under the influence of ultrasound with a frequency of 22 kHz and an amplitude of 50 Hz during the entire period of application. Tribological comparative tests of friction pairs with composite coatings applied to the surface of the rollers according to the developed technology and friction pairs, in which the classical nickel coating was applied to the surface of the rollers, were carried out. The studies were carried out in clean and contaminated with quartz abrasive lubricating media. As a result of comparative tribological tests, it was found that friction pairs, on the rollers of which a composite electrolytic coating modified with ultrathin aluminum nitride particles was applied, have wear resistance 1.86...2.06 times higher than similar friction pairs with a classical nickel coating. In addition, a decrease in the moment of friction in pairs, on the rollers of which a coating was applied according to the developed technology, was found by 16... 20% compared with friction pairs, on the rollers of which a classic nickel coating was applied. The proposed composite electrolytic coating based on nickel can be used to improve the technological processes of restoring parts of agricultural machinery at repair enterprises, in the structure of which there are galvanic sites, because the introduction of this technology does not require the purchase of additional expensive equipment.

Key words:
composite coating; nickel plating; ultrafine particles; wear resistance; friction moment; wear; agricultural machinery

Список литературы

Модифицирование поверхностей композитов наночастицами металлов / Н.В. Соцкая, С. В. Макаров, О. В. Долгих [и др.] // Неорганические материалы. 2010. Т. 46. № 11. С. 1316-1322.
Пат. № 2207933 Российская Федерация, МПК B22F9/12. Способ получения ультрадисперсного порошка и устройство для его осуществления / В. И. Кириллин, Э. К. Добринский, Е. А. Красюков, С. И. Малашин. № 2001118997/02; заявл. 10.07.2001; опубл. 10.07.2003, бюл. № 19.
Пат. 2680116 Российская Федерация, МПК C25D 15/00, C25D 17/02. Установка для получения композиционных электролитических покрытий / В.В. Сафонов, Э.К. Добринский, С.А. Шишурин, С.В. Чумакова, П.А. Горбушин. № 2018116958; заявл. 07.05.2018; опубл. 15.02.2019, Бюл. № 5.
Получение Ni-P-TiO2 покрытий с улучшенными механическими и каталитическими свойствами / И. Р. Субакова, К. А. Остапенко, Н. А. Медведева, И. В. Петухов // Вестник Томского государственного университета. 2014. № 385. С. 206-212.
Широбокова О.Е., Кисель Ю.Е., Безик Д.А. Применение электротехнологий для восстановления деталей сельскохозяйственной техники // Вестник Брянского государственного технического университета. 2021. № 10 (107). С. 22-26.
Abrasive wear mechanism of polymer composites with a dispersed filler. A.M. Mikhalchenkov, I.N. Kravchenko, Yu.I. Filin [et al.]. Refractories and Industrial Ceramics. 2022. Vol. 63. No. 2. Pp. 174-177.
Application of Composite Electroless Nickel Coatings on Precision Parts of Hydraulics Aggregates. V. Safonov, S. Shishurin, P. Gorbushin [et al.]. Tribology in Industry. 2019. Vol. 41. No. 1. Pp. 14-22.
Assessment of Tribological Behavior of Nickel-Nano Si3N4 Composite Coatings Fabricated by Pulsed Electroplating Process. Sajjadnejad, M.; Abadeh, H. Karimi; Omidvar, H.; et al. Surface topography-metrology and properties. 2020. Vol. 8 (2). Article Number: 025009.
Increasing the Wear Resistance of Parts by Iron-Based Polymer-Metal Composites. Yu.E. Kisel, A.O. Gorlenko, A.V. Kolomeichenko, D.A. Boldyrev. Steel in Translation. 2022. Vol. 52. No. 6. Pp. 624-627.
Investigation of Structure and Wear Resistance of Nanocomposite Coating of Chemical Nickel. V. Safonov, S. Shishurin, P. Gorbushin [et al.]. Tribology in Industry. 2018. Vol. 40. No. 4. Pp. 529-537.
Submicrostructure of «Pure» Electrolytic Coatings. Yu. E. Kisel, I. N. Kravchenko, Y. A. Kuznetsov [et al.].Russian Metallurgy (Metally). 2022. Vol. 2022. No. 6. Pp. 660-665.