TECHNOLOGICAL PROCESS OF SYNTHESIS OF ANTIFRICTION COATINGS USING THE FABO METHOD AND ANALYSIS OF COATING PROPERTIES
Authors: Ипатов А.Г. , Шмыков С.Н. , Широбоков В.И. 
Published: April 2024

Предложен оригинальный технологический процесс получения антифрикционного покрытия с использованием технологии ФАБО. В качестве присадочного материала для формирования антифрикционного покрытия используется пруток из латуни ЛС-59-1. Для реализации технологии синтеза антифрикционного покрытия методом ФАБО на основе предварительных эмпирических данных получены кинематические режимы и усилие поджатия присадочного материала к поверхности изделия. Для повышения эффективности формирования антифрикционного покрытия предложена технологическая среда на основе глицерина и 10 % соляной кислоты. Технология синтеза антифрикционного покрытия реализована на основе избирательного переноса с эффектом безызносности. Покрытия получены в лабораторных условиях. С этой целью разработана лабораторная установка, обеспечивающая фиксацию присадочного материала к поверхности стального изделия с механизмом изменения усилия прижатия латунного прутка к поверхности образца. Полученные лабораторные образцы подвергли трибологическим исследования в сравнении со стандартными антифрикционными сплавами. Для определения фазового состава выполнили рентгеноструктурные исследования лабораторных образцов, которые показали наличие в синтезируемом покрытии компонентов железа и меди. Содержание окислов на поверхности покрытия незначительно, внутренняя структура плотная, с отсутствием видимой пористости. Покрытие на 95 % состоит из меди, процесс синтезирования происходит без окисления, что придает покрытию высокую адгезионную и когезионную прочность. Толщина покрытия равномерная и колеблется в пределах 3–5 мкм. Сравнительные трибологические исследования показали высокую стойкость к изнашиванию и схватыванию контактирующих поверхностей в условиях масляного голодания. Коэффициент трения стабильный и низкий и составляет в пределах 0,08–0,15.
The work proposes an original technological process for obtaining an anti-friction coating using the technology of finishing antifriction abrasive-free treatment (FABO). A brass rod LS-59-1 is used as an additive material to form an antifriction coating. To implement the technology for synthesizing an antifriction coating using the FABO method, based on preliminary empirical data, kinematic modes and the force of pressing the filler material to the surface of the product were obtained. To increase the efficiency of forming an antifriction coating, a technological medium based on glycerin and 10% hydrochloric acid was proposed. The technology for the synthesis of antifriction coating is implemented on the basis of selective transfer with a wear-free effect. The coatings were obtained in laboratory conditions. For this purpose, a laboratory installation has been developed that provides fixation of the filler material to the surface of the steel product with a mechanism for changing the force of pressing the brass rod to the surface of the sample. The resulting laboratory samples were subjected to tribological studies in comparison with standard antifriction alloys. To determine the phase composition, X-ray diffraction studies were performed. X-ray diffraction studies of laboratory samples showed the presence of iron and copper components in the synthesized coating. The oxide content on the coating surface is insignificant, the internal structure is dense with no visible porosity. The coating consists of 95% copper; the synthesis process occurs without oxidation, which gives the coating high adhesive and cohesive strength. The thickness of the coating is uniform and ranges from 3 to 5 microns. Comparative tribological studies have shown high resistance to wear and seizure of contacting surfaces under oil starvation conditions. The friction coefficient is stable and low and ranges from 0.08 to 0.15.