Determining features of application of functional electrochemical coatings in technologies of surface treatment
Вантажиться...
Дата
2019
ORCID
https://orcid.org/0000-0002-1287-3859
https://orcid.org/0000-0002-5525-9525
https://orcid.org/0000-0001-5719-6284
https://orcid.org/0000-0002-5496-9621
https://orcid.org/0000-0001-5944-8107
https://orcid.org/0000-0002-0164-2991
https://orcid.org/0000-0002-0852-5659
https://orcid.org/0000-0001-8265-6844
https://orcid.org/0000-0002-5525-9525
https://orcid.org/0000-0001-5719-6284
https://orcid.org/0000-0002-5496-9621
https://orcid.org/0000-0001-5944-8107
https://orcid.org/0000-0002-0164-2991
https://orcid.org/0000-0002-0852-5659
https://orcid.org/0000-0001-8265-6844
DOI
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Технологический центр
Украинская государственная академия железнодорожного транспорта
Украинская государственная академия железнодорожного транспорта
Анотація
Approaches to the use of electrochemical coatings in surface treatment technologies are analyzed. It is shown that directed surface modification allows expanding the functional properties of the treated material, in particular, increasing the strength, wear resistance, corrosion resistance, catalytic activity. The method for treating non-alloy steel and cast irons by forming thin-film coatings of ternary alloys of iron and cobalt with molybdenum and tungsten is proposed. It is shown that the incorporation of refractory metals up to 37 at. % into the surface layer leads to a change in the phase structure of the coating. This is found to provide an increase in wear resistance by 40 %, microhardness by 2.5–3.5 times, as well as a decrease in friction coefficient by 3–4 times in comparison with the substrate material. The resulting materials can be used for hardening and protection of surfaces in various industries. To modify the surface of piston silumins, it is proposed to use the method of plasma electrolytic oxidizing with the formation of ceramic-like coatings. It is shown that in the galvanostatic mode, from alkaline electrolyte solutions containing manganese and cobalt salts, it is possible to obtain uniform, dense, highly adhesive to the base metal, oxide coatings, doped with catalytic components whose content varies within 25–35 at. %. It is shown that the morphology and phase structure of the surface layers changes with the incorporation of dopant metals. The formed coatings have a high degree of surface development, which is a prerequisite for enhancing their functional properties. The proposed approach is used to modify the surface of the KamAZ-740 piston. It is found that the use of ceramic-like coatings of the engine piston leads to a decrease in hourly fuel consumption and amount of toxic substances with exhaust gases, which makes them promising for use in in-cylinder catalysis.
Проаналізовано підходи щодо застосування електрохімічних покривів в технологіях поверхневої обробки. Показано, що спрямоване модифікування поверхні дозволяє розширити функціональні властивості оброблюваного матеріалу, зокрема підвищити показники міцності, зносостійкості, корозійної тривкості, каталітичної активності. Запропоновано спосіб поверхневої обробки нелегованих сталей та чавунів шляхом формування тонкоплівкових покривів тернарними сплавами заліза та кобальту з молібденом і вольфрамом. Показано, що введення тугоплавких металів до 37 ат. % в поверхневий шар призводить до зміни фазової структури покриття. Виявлено, що це забезпечує підвищення зносостійкості на 40 %, мікротвердості у 2,5-3,5 рази, а також зменшення коефіцієнту тертя в 3-4 рази порівняно з матеріалом підкладки. Сформовані матеріали можуть бути використані для зміцнення і захисту поверхонь в різних галузях промисловості. Для модифікування поверхні поршневих силумінів запропоновано використовувати метод плазмово-електролітичного оксидування із формуванням керамікоподібних покривів. Показано, що в гальваностатичному режимі із лужних розчинів електролітів, що містять солі мангану та кобальту, можливо одержувати рівномірні щільні з високою адгезією до основного металу оксидні покриви, доповані каталітичними компонентами, вміст яких варіюється в межах 25-35 ат. %. Показано, що морфологія та фазова структура поверхневих шарів змінюється із інкорпорацією металів-допантів. Сформовані покриви мають високий ступінь розвинення поверхні, що є передумовою підвищення їх функціональних властивостей. Запропонований підхід використано для модифікування поверхні поршня КамАЗ-740. Встановлено, що використання керамікоподібних покривів поршня двигуна приводить до зниження годинної витрати палива та кількості токсичних речовин з відпрацьованими газами, що робить їх перспективними для використання у внутрішньоциліндровому каталізі.
Проаналізовано підходи щодо застосування електрохімічних покривів в технологіях поверхневої обробки. Показано, що спрямоване модифікування поверхні дозволяє розширити функціональні властивості оброблюваного матеріалу, зокрема підвищити показники міцності, зносостійкості, корозійної тривкості, каталітичної активності. Запропоновано спосіб поверхневої обробки нелегованих сталей та чавунів шляхом формування тонкоплівкових покривів тернарними сплавами заліза та кобальту з молібденом і вольфрамом. Показано, що введення тугоплавких металів до 37 ат. % в поверхневий шар призводить до зміни фазової структури покриття. Виявлено, що це забезпечує підвищення зносостійкості на 40 %, мікротвердості у 2,5-3,5 рази, а також зменшення коефіцієнту тертя в 3-4 рази порівняно з матеріалом підкладки. Сформовані матеріали можуть бути використані для зміцнення і захисту поверхонь в різних галузях промисловості. Для модифікування поверхні поршневих силумінів запропоновано використовувати метод плазмово-електролітичного оксидування із формуванням керамікоподібних покривів. Показано, що в гальваностатичному режимі із лужних розчинів електролітів, що містять солі мангану та кобальту, можливо одержувати рівномірні щільні з високою адгезією до основного металу оксидні покриви, доповані каталітичними компонентами, вміст яких варіюється в межах 25-35 ат. %. Показано, що морфологія та фазова структура поверхневих шарів змінюється із інкорпорацією металів-допантів. Сформовані покриви мають високий ступінь розвинення поверхні, що є передумовою підвищення їх функціональних властивостей. Запропонований підхід використано для модифікування поверхні поршня КамАЗ-740. Встановлено, що використання керамікоподібних покривів поршня двигуна приводить до зниження годинної витрати палива та кількості токсичних речовин з відпрацьованими газами, що робить їх перспективними для використання у внутрішньоциліндровому каталізі.
Опис
Ключові слова
surface treatment, electrochemical coating, functional properties, repair, поверхнева обробка, електрохімічний покрив, функціональні властивості, ремонтне виробництво
Бібліографічний опис
Determining features of application of functional electrochemical coatings in technologies of surface treatment / A. Karakurkchi [et al.] // Восточно-Европейский журнал передовых технологий = Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2019. – Vol. 3, № 12 (99). – P. 29-38.