STUDY OF ANTIWEAR PROPERTIES IN RECOVERY METAL MATRIX COMPOSITES
Authors: Ипатов А.Г. , Харанжевский Е.В. , Шмыков С.Н. , Малинин А.В. 
Published: July 2024

В работе представлены исследования, направленные на изучение трибологических показателей тонких металломатричных покрытий в условиях ограниченной смазки. Рассмотрены два типа покрытий, отличающиеся металлической основой, в контакте с различными антифрикционными сплавами. Металломатричные покрытия получены методом короткоимпульсного лазерного сплавления с использованием металлической основы – кобальта и никеля. В качестве упрочняющей фазы использована керамическая композиция на основе карбида бора. Использование карбида бора дает положительный трибологический эффект, доказанный многочисленными исследованиями зарубежных и отечественных ученых. Металлическая матрица никеля и кобальта обоснована их особыми физико-механическими свойствами, среди которых можно отметить химическую стойкость и термопрочность. Полученные покрытия подвержены сравнительным трибологическим испытаниям в условиях масляного голодания, соответствующих граничному трению. В процессе трения исследована динамика эволюции коэффициента трения в паре трения с бронзой БрАЖ9-4 и серым чугуном СЧ-18. Выполненные исследования выявили разную эффективность и работоспособность полученных металломатричных покрытий в условиях сухого трения. Независимо от материала контртела наиболее привлекательным с точки зрения коэффициента трения выглядит металломатричный композит на основе кобальта. Износные испытания выявили высокую стабильность коэффициента трения в диапазоне динамической нагрузки и отсутствие заедания и схватывания контактирующих поверхностей. Коэффициент трения колеблется в интервале от 0,1 до 0,2.

The paper presents the studies aimed at examination of the tribological characteristics of thin metal-matrix coatings under the conditions of limited lubrication. Two types of coatings with different metal base in contact with various antifriction alloys are considered. Metal-matrix coatings are obtained by short-pulse laser melting using a metal base - cobalt and nickel. A ceramic composition based on boron carbide was used as a hardening phase. The application of boron carbide gives a positive tribological effect, proven by numerous studies of foreign and domestic scientists. The metallic matrix of nickel and cobalt is substantiated by their special physical and mechanical properties, among which chemical resistance and thermal strength can be noted. The resulting coatings were subjected to comparative tribological tests under oil starvation conditions corresponding to boundary friction. In the process of friction, the dynamics of the evolution of the friction coefficient in a pair of friction with bronze BrAZh9-4, gray cast iron SCH-18 was studied. The conducted studies revealed the different efficiency and performance capability of the obtained coatings under dry friction conditions. Regardless of the material of the opposite element, the cobalt-based metal-matrix composite appears to be the most attractive in terms of friction coefficient. Wear tests revealed a high stability of the coefficient of friction in the dynamic load range and the absence of seizing of the contacting surfaces. The friction coefficient ranges from 0.1 to 0.2.