Введение
Глава 1. Состояние вопроса получения антифрикционных покрытий тяжелонагруженных изделий 15
1.1 Антифрикционные покрытия 15
1.1.1 Углеродсодержащие покрытия 17
1.1.2 Многофазные нанокомпозицонные покрытия 22
1.1.3 Твердые смазки 23
1.1.4 Пластичные металлы как твердые смазки 26
1.1.5 Прочие материалы, используемые для создания антифрикционных покрытий 27
1.2 Способы создания покрытий с особыми свойствами 30
1.2.1 Физическое газофазное осаждение покрытий 30
1.2.2 Химическое газофазное осаждение покрытий 31
1.2.3 Метод наплавки электронными пучками 32
1.2.4 Плазменная наплавка 33
1.2.5 Гибридная технология наплавки 34
1.2.6 Дуговая наплавка плавящимся и неплавящимся электродом 35
1.2.7 Электроискровое легирование 35
1.2.8 Лазерная наплавка 36
1.2.9 Детонационное напыление 37
1.2.10 Плазменное напыление 37
1.2.11 Прочие способы создания покрытий 38
1.3 Конструкторские и эксплуатационные особенности поршня двигателя внутреннего сгорания 39
1.4 Выводы по главе 48
Глава 2. Материалы и методы исследования 51
2.1 Оборудование для газодетонационного напыления покрытий 51
2.1.1 Сущность способа газодетонационного напыления 51
2.1.2 Экспериментальная установка газодетонационного напыления «Катунь М», ее отдельные узлы и системы 57
2.2 Материалы для создания покрытий 65
2.3 Подготовка порошков. Механоактивационная обработка порошковых смесей 66
2.4 Методы исследования порошковой композиционной смеси и покрытий 70
2.4.1 Оптическая микроскопия 70
2.4.2 Растровая электронная микроскопия 71
2.4.3 Рентгенофазовый анализ 72
2.4.4 Износостойкость и антифрикционность 72
2.4.5 Топография поверхности покрытия 73
2.4.6 Методика моделирования процесса движения композиционной смеси в двухфазном потоке газодетонационной установки 73
2.5 Выводы по главе 74
Глава 3. Структурные исследования алюмоматричных композиционных материалов с углеродными компонентами 76
3.1 Исследование структурного состояния композиционной порошковой смеси состава «алюминий – углерод» после механической активации 76
3.2 Исследование структурного состояния композиционной порошковой смеси состава «алюминий – фуллерен» после механической активации 84
3.3 Исследование структурного состояния композиционной порошковой смеси состава «алюминий – углерод/фуллерен – карбид бора» после механической активации 88
3.4 Выводы по главе 95
Глава 4. Газодетонационное напыление алюмоматричных композиционных материалов с углеродными структурами. Морфология и свойства покрытий 98
4.1 Моделирование процесса движения напыляемых частиц в стволе установки 98
4.2 Оптическая микроскопия газодетонационных покрытий 114
4.3 Растровый электронный анализ газодетонационных покрытий 118
4.4 Рентгенофазовый анализ покрытий 125
4.5 Анализ поверхности газодетонационных покрытий 131
4.6 Выводы по главе 133
Глава 5. Триботехнические испытания и апробация результатов экспериментальных исследований 137
5.1 Исследование антифрикционных и износостойких свойств газодетонационных покрытий 137
5.2 Газодетонационное напыление рабочих поверхностей поршня ДВС транспортного средства «Поларис» 142
5.3 Рекомендации по газодетонационному напылению антифрикционных покрытий поршня ДВС 144
5.4 Выводы по главе 147
Заключение 149
Список использованных источников 152
Приложение А – Акт внедрения результатов диссертационной работы 172
