Підвищення зносостійкості великогабаритних штоків гідроциліндрів автомобілів плазмовим напиленням покриттів
Автор: Василина Андрій Михайлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Автомобільний транспорт
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: В роботі проведено аналіз несправностей та дефектів штоків гідравлічних циліндрів та причин їх виникнення. Виконано оцінку методів відновлення штоків гідроциліндрів. Розглянуто переваги та недоліки основних методів відновлення: методу ремонтних розмірів, технології напилення та наплавлення покриттів, застосування композиційних полімерних матеріалів, тощо. Розглянуто методику нанесення керамічних покриттів Al2O3-TiO2 зі зміцненням вуглецевими нанотрубками. У другому розділі наведено методику підготовки дослідних зразків з нанесенням покриттів. Описано методику дослідження мікроструктури отриманих покриттів, визначення їх пористості та зносостійкості. Наведено характеристики необхідного обладнання для проведення досліджень. Після нанесення покриттів та підготовки дослідних зразків виконано дослідження їх характеристик. Проведено аналіз мікрофотографій поперечного перерізу нанесених покриттів, який виявив, що: середня товщина верхнього шару покриття знаходиться в межах 474…505 мкм, товщина зв’язувального шару складає 42…49 мкм. Відмічено, що адгезія між основою та покриттям є задовільною. Аналіз мікроструктури досліджених покриттів виявив присутні мікропор у всіх зразках. Дослідження зразків показами, що відсоток пористості покриттів зменшується зі збільшенням масової частки добавок вуглецевих нанотрубок. Це явище пов’язано з поверхневою реакцією вуглецевих нанотрубок з Al2O3+TiO2 під час розплавлення. Також збільшується поверхнева твердість покриття внаслідок металургійної реакції між вуглецевими нанотрубками та компонентами Al2O3+TiO2 покриття під час напилення покриття. Утворення мікропор у покриттях, з додаванням 1% та 5% вуглецевих нанотрубок до сполуки Al2O3+3wt%TiO2, буде мінімальною, бо відбувається однорідний розподіл вуглецевих нанотрубок та утворення містків вуглецевих нанотрубок у цих покриттях. Об’єкт дослідження: великогабаритні штоки гідроциліндрів автомобілів. Предмет дослідження: методи відновлення робочих поверхонь великогабаритних штоків гідроциліндрів автомобілів. Мета дослідження: провести аналіз методів відновлення робочих поверхонь великогабаритних штоків гідроциліндрів автомобілів. Дослідженнями виявлено, що при більших навантаженнях та вищих швидкостях ковзання втрата ваги в покриттях є більшою. Це відбувається внаслідок більшої кількість циклічних напружень, які виникають у покриттях під час випробувань на зносостійкість. Також обчислено, що втрата ваги покриттів зразків підчас випробуваннях на зносостійкість поступово зменшується зі збільшенням вмісту вуглецевих нанотрубок від 1 до 5 мас.% у структурі покриття. Ключові слова – гідроциліндр, шток гідроциліндра, методи відновлення, напилення, наплавлення, керамічне покриття, вуглецеві нанотрубки. Перелік використаних літературних джерел: 1. Student, M., Vojtovych, A., Pokhmurska, H. et al. Mechanical characteristics and wear resistance of the cladding layers obtained by melting of cored wires with simultaneous vibration of substrate. Strojnicky Casopis, 69, no 1, pp. 109–122, 2019. 2. Pokhmurs’ka, H.V., Student, M.M., Dzyubyk, A.R. et al. Corrosion resistance of the metal vibration deposited from flux- core wires based on the Fe–Cr–B system. Ibid, 52, no 5, pp. 694–699, 2017. 3. J. G. Takare, R. S. Mulik, and M. M. Mahapatra, “Effect of carbon nanotubes and aluminum oxide on the properties of a plasma sprayed thermal barrier coating,” Ceramics International, vol. 44, no. 1, pp. 438–451, 2018. 4. K. Yang, J. Li, Q. Wang, Z. Li, Y. Jiang, and Y. Bao, “Effect of laser remelting on microstructure and wear resistance of plasma sprayed Al2O3-40% TiO2 coating,” Wear, vol. 426, pp. 314–318, 2019. 5. J. Lei, C. Shi, S. Zhou, Z. Gu, and L.-C. Zhang, “Enhanced corrosion and wear resistance properties of carbon fiber reinforced Ni-based composite coating by laser cladding,” Surface and Coatings Technology, vol. 334, pp. 274–285, 2018.