Застосування сучасних методів фрактального формалізму для дослідження впливу іонно-плазмових покриттів на оцінювання зносостійкості деталей об’ємного гідроприводу

Abstract

Проведено дослідження з отримання та нанесення покриття Ti-Cr-N на поверхню сталі 38Х2МЮА. Мета та постановка завдання. Дослідження доцільності застосування фрактального підходу для оцінювання впливу плазменних покриттів на підвищення зносостійкості деталей об’ємного гідропривода. Матеріали та методики досліджень. Матеріалом для іонного бомбардування був обраний Cr, оскільки він дає змогу знизити температуру підкладки перед нанесенням покриття та уникнути небезпеки розміцнення поверхні. Після термічного оброблення сталі 38Х2МЮА її твердість коливається в межах 40...45 HRC. Товщина покриття, яке наноситься, змінювалася в межах від 3 до 6 мікрон, що відповідає хорошій адгезії, менша товщина істотно не впливає на властивості виробу, а в разі товщини понад 6 мікрон спостерігається відшаровування через погану адгезію з підкладкою. Виклад основного матеріалу. Проведено п’ять серій експериментів зі значеннями твердості HRC 42, 43, 44, 45, 46. Для оцінювання впливу структури покриття Ti-Cr-N робочої поверхні деталей об’ємного гідропривода на показники його зношування застосовували фрактальний аналіз. Відносна похибка обчислень показників зношування для фрактальних моделей коливалася в межах 0.04…8.96. Без використання показників фрактальної розмірності поверхні коефіцієнт кореляції моделі Y(Х2) становив лише 0,73. Експериментально встановлено, що найменше значення зношування 2,11 отримано за умови товщини покриття та твердості 45 HRC прогнозується в разі 6 мкм і шорсткості 0,15. Для підтвердження цієї гіпотези був проведений експеримент з визначення зносостійкості, якщо твердість 45, шорсткість 0,16 і товщина покриття дорівнює 6. Висновки. Результати досліджень показників зношування зразків із покриттям Ti-Cr-N за умови значень твердості матеріалу підкладки 42...46 HRC, шорсткості поверхні та товщини покриття показали доцільність застосування фрактального підходу до оцінювання структури.