Новые возможности по применению технологии антифрикционных твердосмазочных покрытий в нашей стране

В настоящее время инженеры в стремлении создавать все более долговечные, энергоэффективные и компактные машины активно пользуются достижениями современной триботехники.

Эксплуатационные свойства узлов трения в значительной степени определяются качеством поверхностей деталей. Способы ее повышения ищут специалисты сравнительно нового технического направления — инженерии поверхности.

Как показал в свое время выдающийся ученый И. В. Крагельский, один из эффективных путей снижения трения и износа — создание на поверхности тонких пленок с низким сопротивлением сдвигу. Таким образом обеспечивается градиент сдвигового сопротивления, уменьшается коэффициент трения и износ за счет локализации сдвиговых деформаций в тонком поверхностном слое.

В области покрытий триботехнического назначения сегодня проводятся обширные исследования. В настоящей статье представлены достижения и инновации в области таких разработок от молодой российской компании Modengy.

 © Фото из открытых источников

Что такое антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП)?

Технология антифрикционных твердосмазочных покрытий (АТСП) позволяет формировать на поверхности детали тонкий композиционный слой толщиной 5-20 мкм. Этот слой представляет собой прочно сцепленную с основой полимерную матрицу, в ячейках которой расположены ультрадисперсные частицы твердого смазочного материала (рисунок 1, 2). Покрытие имеет высокое сопротивление сжатию и малое сопротивление сдвигу — коэффициент сухого трения достигает значений в несколько сотых при контактных давлениях, соизмеримых с пределом текучести материала основы.

Покрытия MODENGY™. Формула и применение

Компания Modengy создана коллективом молодых ученых и инженеров-практиков, выпускников Брянского государственного технического университета по специальности «Триботехника», с привлечением инвестиций ведущих смазочных компаний. Их усилиями разработана линейка АТСП, которая нацелена на решение наиболее острых задач в машиностроении в части трения и изнашивания. Сейчас доступно более 16 видов покрытий, в формулах которых используются связующие смолы и твердые смазочные материалы различной химической природы и структуры. Краткий обзор формул составов покрытий дан в таблице. Связующие смолы и твердые смазки могут сочетаться в разных комбинациях, проявляя при этом синергетическое взаимодействие.

Разработанные покрытия прошли лабораторные испытания по международным стандартам, принятым в рассматриваемой области (рисунок 3). Многие из них уже успешно применяются на серийных изделиях, в том числе в трубопроводной арматуре.

pic3.PNG © modengy.ru

Рисунок 3 — Внешний вид АТСП на наружной цилиндрической поверхности образцов для испытаний на роликовой машине трения

Основные особенности технологии АТСП от Modengy:

• Сухая смазка, эффективная в запыленных средах
• Высокие противозадирные свойства и несущая способность до 2500 МПа по ASTM
• Низкий коэффициент трения (до 0,03 по ASTM D2714)
• Широкий диапазон рабочих температур (от -200 до +560 °С)
• Устойчивость к химически агрессивным средам — кислотам, щелочам, органическим растворителям и др.
• Защита от коррозии до 1000 ч в соляном тумане по ISO R 1456
• Работоспособность в вакууме и в условиях радиации
• Типичная толщина покрытия на детали составляет 5-20 мкм и мало влияет на исходную точность размеров
• Износостойкость до 400 тыс. циклов по ASTM D2714

Применение технологии АТСП позволяет полностью отказаться от жидких и пластичных смазочных материалов, создав узел трения, не требующий обслуживания. Покрытия наносятся однократно и работают в течение всего срока эксплуатации изделия, обеспечивая необходимое смазывание и защиту поверхностей.

©Видео с youtube.com/ https://www.youtube.com/embed/mifvXd74hII?feature=oembed

АТСП эффективны в экстремальных условиях эксплуатации — при высоких контактных давлениях, воздействии химически агрессивных и коррозионно-активных сред. В ряде случаев применение этих покрытий позволяет отказаться от дорогостоящих сталей и сплавов. Низкое трение покрытий делает возможным замену узлов трения качения на узлы трения скольжения, оптимизировав массу и габариты изделия.

Специалисты Modengy осуществляют выбор оптимального типа покрытия на основе технических требований заказчика с учетом специфики решаемой задачи. А для обеспечения возможности нанесения покрытий на детали открыто опытно-промышленное производство в г. Брянске, где реализован полный технологический цикл, включая:

• Оценку качества поверхности детали под покрытие
• Подготовку поверхности химическими и механическими методами
• Нанесение покрытия методом, учитывающим конфигурацию и размеры детали
• Контроль качества по адгезии, толщине, полноте полимеризации и стойкости к истиранию (рисунок 4)

pic4.PNG © modengy.ru

Рисунок 4 — Контроль толщины покрытий вихретоковым методом

Многие арматуростроители и производители насосов уже размещают на постоянной основе заказы на покрытие деталей узлов трения трубопроводной арматуры — ходовых винтов, шиберов, клиньев и седел, подшипников скольжения задвижек, пробок и элементов вращающихся седел шаровых кранов, резьбового крепежа, реечных передач и пневмоцилиндров приводов, штоков и затворов клапанов, подшипников скольжения, подпятников электроцентробежных нефтяных насосов и других деталей (рисунок 5).

pic5.PNG © modengy.ru

Рисунок 5 — Примеры успешного решения инженерных задач с помощью АТСП MODENGY™

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.