Підвищення гідроабразивної зносоійкості робочих поверхонь комбінованими методами на основі електроіскрового легування і лазерного оброблення

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-1(39)-22-31

Ключові слова:

електроіскрове легування; лазерне оброблення; мікроструктура; абразивна зносостійкість; покриття

Анотація

Проведені дослідження з визначення абразивної зносостійкості покриттів, отриманих на сталі 12Х18Н10Т, методами електроіскрового легування (ЕІЛ) і комбінованою технологією – ЕІЛ, нанесення армованого металополімерного матеріалу з наступним лазерним обробленням (ЛО). Зразки після поверхневого оброблення підлягали металографічним дослідженням, визначенню розподілу мікротвердості, а також випробуванням на абразивну зносостійкість. Застосування комбінованої технології дозволило збільшити товщину покриття до 600 мкм з мікротвердістю 7,3...10,0 ГПа. При цьому абразивна зносостійкість зросла у 7,5 раза, порівняно зі зразками без покриття.

 

Біографії авторів

Оксана Гапонова, Сумський державний університет

доктор технічних наук, професор,
завідувачка кафедри прикладного матеріалознавства та технології конструкційних матеріалів

В’ячеслав Тарельник, Сумський національний аграрний університет

доктор технічних наук, професор, професор кафедри технічного сервісу та галузевого машинобудування

Наталія Тарельник, Сумський національний аграрний університет

кандидат економічних наук, доцент кафедри проектування технічних систем

Геннадій Лапоног, Сумський державний університет

аспірант кафедри прикладного матеріалознавства та технології конструкційних матеріалів

Дмитро Торгачов, Сумський державний університет

студент кафедри прикладного матеріалознавства та технології конструкційних матеріалів

Посилання

Narayanaswamy, B., Hodgson, P., Timokhina, I., & Beladi, H. (2016). The Impact of Re-tained Austenite Characteristics on the Two-Body Abrasive Wear Behavior of Ultrahigh Strength Bainitic Steels. Metallurgical and Materials Transactions A, 47(10), 4883–4895. https://doi.org/10.1007/ s11661-016-3690-5.

Rajput, A. S., & Das, S. (2025). Abrasive wear behaviour of continuously cooled carbide-free bainitic steel. Wear, 205951. https://doi.org/10.1016/j.wear.2025.205951.

Gupta, B. R. (2023). 3 - Friction and wear mechanism of polymers, their composites and nanocomposites. Tribology and Surface Engineering, Tribology of Polymers, Polymer Composites, and Polymer Nanocomposites, 51-117. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-90748-4.00012-1.

Pawlowski, L. (2025). Physical Deposition Methods for Films and Coatings. https://doi.org/ 10.1002/9781119713128.

Lentz, J., Röttger, A., & Theisen, W. (2019). Microstructures, Heat Treatment, and Proper-ties of Boron‐Alloyed Tool Steels. Steel research international, 91(5), 1900416. https://doi.org/10.1002/ srin.201900416.

Wang, J., Zhang, M., Dai, S., & Zhu, L. (2023). Research Progress in Electrospark Deposition Coatings on Titanium Alloy Surfaces: A Short Review. Coatings, 13(8), 1473. https://doi.org/10.3390/ coatings13081473.

Haponova O., Tarelnyk V., Mościcki T., Tarelnyk N. (2024). Investigating the effect of electrospark alloying parameters on structure formation of modified nitrogen coatings. Bulletin of the polish academy of sciences: technical sciences, 72 (5), 1-8. https://doi.org/10.24425/bpasts.2024.150802.

Barile, C., Casavola, C., Pappalettera, G., & Renna, G. (2022). Advancements in Electro-spark Deposition (ESD) Technique: A Short Review. Coatings, 12(10), 1536. https://doi.org/10.3390/ coatings12101536.

Radek, N., Pietraszek, J., Gądek-Moszczak, A., Orman, Ł. J., & Szczotok, A. (2020). The Morphology and Mechanical Properties of ESD Coatings before and after Laser Beam Machin-ing. Materials, 13(10), 2331. https://doi.org/10.3390/ma13102331.

Abdi, F., Aghajani, H., Taghizadeh Tabrizi, A., Nasimi, L., & Fazli Shokouhi, F. (2023). Study on the effect of the crack closing of AlCoCrFeMnNi high entropy alloy electro-spark de-posited coating by plasma nitriding on the corrosion resistance. Journal of Alloys and Com-pounds, 966(5), 171629. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.171629.

Tarel’nik, V. B., Paustovskii, A. V., Tkachenko, Y. G., Martsinkovskii, V. S., Konoply-anchenko, E. V., & Antoshevskii, K. (2017). Electric-spark coatings on a steel base and contact surface for optimizing the working characteristics of babbitt friction bearings. Surface Engineer-ing and Applied Electrochemistry, 53(3), 285-294. https://doi.org/10.3103/s1068375517030140.

Johnson, R. N. (1995). Electro-spark deposited coatings for high temperature wear and corrosion applications. Elevated Temperature Coatings: Science and Technology; ed. by N.B. Dahotre, J.M. Hampikian, and J.J. Stiglich. Warrendale, PA: The Minerals. Metals, and Materials Society, 265-275.

Коновал, В. П., Уманський, О. П., Панасюк, А. Д., Подчерняєва, І. О., & Коваль, О. Ю. (2009). Формування електроіскрових покриттів із композиційних матеріалів на основі карбіду і дибориду титану-хрому. Надтверді матеріали, (4), 84-91.

Ruizhu, Z., Jingrui, L., Dakao, Y., & Yuanyuan, Z. (2015). Mechanical Properties of WC-8Co Wear-Resistant Coating on Pump Impellers Surface by Electro- Spark. Rare Metal Ma-terials and Engineering, 44(7), 1587-1590. https://doi.org/10.1016/s1875-5372(15)30097-7.

Mihailov, V., Kazak, N., Ivashcu, S., Ovchinnikov, E., Baciu, C., Ianachevici, A., Rukuiza, R., & Zunda, A. (2023). Synthesis of Multicomponent Coatings by Electrospark Alloy-ing with Powder Materials. Coatings, 13(3), 651. https://doi.org/10.3390/coatings13030651.

Radek, N., & Bartkowiak, K. (2010). Performance properties of electro-spark deposited carbide-ceramic coatings modified by laser beam. Physics Procedia, 5, 417-423. https://doi.org/10.1016/ j.phpro.2010.08.163.

Antoszewski, B., & Tarelnyk, V. (2014). Laser Texturing of Sliding Surfaces of Bearings and Pump Seals. Applied Mechanics and Materials, 630, 301-307. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ amm.630.301.

Radek, N., Bronček, J., Fabian, P., Pietraszek, J., & Antoszewski, K. (2015). Properties of the Electro-Spark Deposited Coatings - Technology and Applications. Materials Science Fo-rum, 818, 61–64. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.818.61.

Tarel’nik, V. B., Konoplyanchenko, E. V., Kosenko, P. V., & Martsinkovskii, V. S. (2017). Problems and Solutions in Renovation of the Rotors of Screw Compressors by Com-bined Technologies. Chemical and Petroleum Engineering, 53(7-8), 540–546. https://doi.org/10.1007/s10556-017-0378-7.

Tarelnyk, V., Martsynkovskyy, V., Sarzhanov, A., Pavlov, A., Gerasimenko, V., & Sarzhanov, B. (2017). Improvement of integrated technology for restoring surfaces of steel and iron parts. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 233, 012050. https://doi.org/10.1088/1757-899x/233/1/012050.

Тарельник, В., Марцинковський, В., & Павлов, О. (2017). Спосіб відновлення зношених поверхонь металевих деталей (Патент № 115676).

Тарельник В.Б., Марцинковський В.С., Гапонова О.П., Тарельник Н.В., Павлов О.Г., Саржанов Б.О., & Антошевський Б. (2019). Спосіб відновлення зношених поверхонь дета-лей машин з нержавіючої сталі(Патент № 131805).

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-05-22

Як цитувати

Гапонова, О. ., Тарельник, В. ., Тарельник, Н. ., Лапоног, Г. ., & Торгачов, Д. . (2025). Підвищення гідроабразивної зносоійкості робочих поверхонь комбінованими методами на основі електроіскрового легування і лазерного оброблення. Технічні науки та технології, (1 (39), 22–31. https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-1(39)-22-31

Номер

№ 1 (39) (2025): ТЕХНІЧНІ НАУКИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ

Розділ

ПРИКЛАДНА МЕХАНІКА, МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО ТА МАШИНОБУДУВАННЯ

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.