WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


«Антифрикционные композиционные материалы, модифицированные наноразмерными алмазно-графитовыми добавками» по специальности «05.16.06 – порошковая металлургия и композиционные материалы»

Автореферат диссертации

 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ

УДК 621.763.893

ЖОРНИК Виктор Иванович

АНТИФРИКЦИОННЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ,

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ НАНОРАЗМЕРНЫМИ

АЛМАЗНО-ГРАФИТОВЫМИ ДОБАВКАМИ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

по специальности 05.16.06 - Порошковая металлургия и композиционные материалы

Минск, 2012


Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Объединен­ный институт машиностроения НАН Беларуси».

Научный консультант:       Витязь Петр Александрович -

академик НАН Беларуси, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки Республики Беларусь, руководитель Аппарата НАН Беларуси

Официальные оппоненты: Плескачевский Юрий Михайлович -

член-корреспондент НАН Беларуси, доктор технических наук, профессор, председатель Президиума Гомельского филиала НАН Беларуси

Белый Алексей Владимирович -

член-корреспондент НАН Беларуси, доктор технических наук, профессор, заместитель директора ГНУ  «Физико-технический  институт НАН Беларуси»

Судник Лариса Владимировна -

доктор технических наук, главный научный со­трудник ГНУ «Институт порошковой металлур­гии» ГНПО порошковой металлургии НАН Бела­руси

Оппонирующая                  ГНУ «Институт механики металлополимерных

организация:                       систем им. В. А. Белого НАН Беларуси»

Защита состоится «23» марта 2012 г. в 1400 часов на заседании совета по защите диссертаций Д 01.39.01 при Государственном научно-производствен­ном объединении порошковой металлургии НАН Беларуси по адресу: 220005, г. Минск, ул. Платонова, 41, тел. +375 (17) 293-98-42, факс +375 (17) 210-05-74, e-mail: gorokhov47@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного научно-производственного объединения порошковой металлургии НАН Бела­руси.

Автореферат  разослан «___ » февраля 2012 г.

Ученый секретарь совета

по защите диссертаций Д 01.39.01

доктор технических наук                                                             В.М. Горохов


ВВЕДЕНИЕ

Преодоление сопротивления трению поглощает во всем мире 20-25 % выраба­тываемой энергии. Антифрикционные материалы находят широкое применение для изготовления подшипников, направляющих, опор, шарниров, герметизирующих устройств и других элементов трибосопряжений и призваны снизить уровень потерь в узлах трения и повысить эффективность функционирования машин различного назначения. Антифрикционные материалы должны сочетать в себе определенный комплекс механических, теплофизических и триботехнических характеристик, ко­торым наиболее полно обладают композиты с гетерогенной структурой, удовлетво­ряющие принципу Шарпи. В качестве антифрикционных композиционных материа­лов широкое распространение получили порошковые составы на основе меди и же­леза, пропитанные жидкими смазками (маслами) или наполненные твердыми добав­ками (графитом, дисульфидом молибдена, полимерами), для их формирования при­меняются методы порошковой металлургии, наплавки, газотермического напыле­ния, электрохимического осаждения и др. Ежегодный мировой выпуск антифрикци­онных композиционных материалов с металлической матрицей составляет около 400 тысяч тонн на сумму свыше 3,5 млрд. долларов США. Объем выпуска анти­фрикционных композитов в РБ в 2010 г. составил 970 тонн, и до 2015 г. прогнозиру­ется среднегодовой прирост их выпуска в размере 6-7 %. Вместе с тем хорошо из­вестные методы получения антифрикционных композиционных материалов не обеспечивают формирование в них высокопрочных и антифрикционных фазовых составляющих и характеризуются образованием крупнозернистых структур, отли­чающихся при широком спектре твердости (от НВ 30-60 до HRC 60-63) понижен­ной статической (предел прочности при сжатии асж= 400-850 МПа) и динамической (ударная вязкость ая=2-70 кДж/м ) прочностью.

Современное развитие техники идет по пути повышения нагрузочно-скорост-ных режимов функционирования ее узлов трения, что стимулирует создание новых антифрикционных композиционных материалов с улучшенными свойствами (твер­дость HRC 70-72, предел прочности при сжатии егсж=950-1200 МПа, ударная вяз-кость ая= 150-200 кДж/м , несущая способность до /?=100МПа). Перспективным направлением в создании антифрикционных композиционных материалов является разработка наноструктурных композитов, содержащих в своем составе алмазно-графитовые наноразмерные модифицирующие добавки (АНМД). Наноразмерная алмазно-графитовая частица сочетает в себе комплекс уникальных свойств, прису­щих алмазу (сверхвысокая твердость, повышенная теплопроводность) и графиту (высокая термостойкость, антифрикционные свойства), с особыми качествами, ха­рактерными для ультрадисперсной среды (высокая поверхностная энергия, структу­рообразующие свойства). В то же время, несмотря на широкий круг исследований в области получения наноструктурных антифрикционных материалов, проводимых в последние годы в различных научных центрах, к настоящему времени не выработа-

1


ны систематизированные данные о физических механизмах структурообразования в материалах с АНМД, отсутствуют научно обоснованные технологические рекомен­дации по их созданию, существующие технологические методы получения анти­фрикционных материалов с наноразмерными компонентами отличаются нестабиль­ностью, что не обеспечивает требуемого качества выпускаемой продукции и сдер­живает широкую практическую реализацию этих технологий.

В связи с вышесказанным, в диссертации решаются задачи комплексного ис­следования закономерностей формирования структурно-фазового состояния и свойств антифрикционных композиционных объемных материалов (включая сма­зочные), покрытий и поверхностных слоев, модифицированных наноразмерными алмазно-графитовыми добавками, и разработки эффективных методов изготовления на их основе долговечных элементов узлов трения мобильных машин (сельскохо­зяйственная техника, карьерный транспорт) и технологического оборудования (тур­боагрегаты, металлорежущие станки, литейные машины, гидронасосы), а также производства пластичных смазок с расширенным нагрузочно-температурным диапа­зоном применения и увеличенным ресурсом.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Связь работы с крупными научными программами, темами. Научные ис­следования по теме диссертации выполнялись в рамках 6 заданий 5 государствен­ных программ научных исследований: ГПФИ «Машиностроение» (задание 07, 1996-2000 гг., №ГР 19962942), ГПОФИ «Надежность и безопасность» (зада­ние Н20, 2001-2005 гг., № ГР 20015269), ГПОФИ «Наноматериалы и нанотехноло-гии» (задание 5.18, 2003-2005 гг., №ГР 20032354), ГГШИ «Новые компоненты в машиностроении» (задание 6.03, 2004-2005 гг., №ГР 20041443), ГКПНИ «Нанома­териалы и нанотехнологии» (задание 2.11, 2006-2010 гг., №ГР 20064220; зада­ние 5.12, 2006-2010 гг., № ГР 20064226), 4 проектов Белорусского республиканско­го фонда фундаментальных исследований: ТОЗ-374, 2003-2005 гг., №ГР 20031967; Т05БР-009, 2005-2007 гг., № ГР 20052156; Т06Р-196, 2006-2008 гг., № ГР 20064793; Т09-022, 2009-2011 гг., №ГР 20091867, а также 5 заданий 3 государственных науч­но-технических программ: ГНТП «Алмазы» (задание 2.04, 1997-1998 гг., №ГР 19972802); ГНТП «Чрезвычайные ситуации» (задание 17/214Д, 2000-2001 гг., № ГР 20003135); ГНТП «Новые материалы и технологии», подпрограмма «Алмазы и сверхтвердые материалы» (задание 3.38, 2004-2005 гг., № ГР 20044159; зада­ние 3.41, 2005 г., № ГР 20051725; задание 3.53, 2006-2008 гг., № ГР 20064869).

Цель и задачи исследования. Цель работы - разработать антифрикционные композиционные материалы, модифицированные наноразмерными алмазно-графи­товыми добавками, для обеспечения повышенного ресурса элементов узлов трения мобильных машин и технологического оборудования.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

2


  1. разработать общие принципы модифицирования антифрикционных материа­лов наноразмерными алмазно-графитовыми добавками;
  2. выполнить анализ термодинамических аспектов получения объемных компо­зиционных материалов спеканием порошковой системы, содержащей наноразмер-ные алмазно-графитовые модифицирующие добавки;
  3. разработать физическую модель кристаллизации электрохимических покры­тий в присутствии наноразмерных алмазно-графитовых модифицирующих добавок;
  4. разработать технологические схемы получения антифрикционных композици­онных наноструктурных материалов (включая смазочные), а также покрытий и по­верхностных слоев различными методами (спекание, инфильтрация, физико-хими­ческий синтез, электрохимическое осаждение, импрегнирование с термодеформаци­онной обработкой, микроплазменная и трибомеханическая обработка) с использова­нием наноразмерных алмазно-графитовых модифицирующих добавок;

-  изучить особенности процессов структурообразования антифрикционных

композиционных порошковых материалов при различных видах консолидации (спе­

кание в защитной среде, электроконтактное спекание, инфильтрация), при физико-

химическом синтезе пластичных смазочных материалов, а также при нанесении по­

крытий и модифицировании поверхностных слоев различными методами инжене­

рии поверхности (электрохимическое осаждение, импрегнирование газотермических

покрытий с термодеформационной обработкой, микроплазменная и трибомеханиче­

ская обработка) в присутствии наноразмерных алмазно-графитовых модифицирую­

щих добавок;

  1. исследовать физико-механические и триботехнические свойства композици­онных материалов, покрытий и поверхностных слоев, полученных различными ме­тодами с использованием наноразмерных алмазно-графитовых модифицирующих добавок;
  2. установить область рациональных режимов получения антифрикционных композиционных материалов, покрытий и поверхностных слоев, модифицирован­ных наноразмерными алмазно-графитовыми добавками;
  3. разработать и внедрить антифрикционные композиционные материалы, мо­дифицированные наноразмерными алмазно-графитовыми добавками, при изготов­лении элементов узлов трения мобильных машин и технологического оборудования.

Объект исследования - антифрикционные композиционные материалы (вклю­чая смазочные), покрытия и поверхностные слои, модифицированные наноразмер­ными алмазно-графитовыми добавками, для изготовления элементов узлов трения мобильных машин и технологического оборудования.

Предмет исследования - физические механизмы структурообразования в ан­тифрикционных композиционных материалах, покрытиях и поверхностных слоях в присутствии наноразмерных алмазно-графитовых модифицирующих добавок при различных технологических вариантах их получения (спекание, инфильтрация, фи-

3


зико-химический синтез, электрохимическое осаждение, импрегнирование с термо­деформационной обработкой, микроплазменная и трибомеханическая обработка) под интегральным воздействием термических, деформационных и химических фак­торов.

Положения, выносимые на защиту

  1. Концепция формирования диспергированной структуры антифрикционных композиционных материалов (покрытий), заключающаяся в использовании структу­рообразующих свойств наноразмерных алмазно-графитовых модифицирующих до­бавок, обладающих высокой поверхностной энергией, адсорбционной и химической активностью и выступающих в роли дополнительных центров кристаллизации ма­териала (покрытия) под воздействием температурных, силовых и химических фак­торов и позволяющая разрабатывать принципиально новые методы получения ком­позиционных материалов (покрытий) с высокими физико-механическими и трибо-техническими свойствами.
  2. Физико-математическая модель формирования структуры материала при электроконтактном спекании металлических порошковых композиций, содержащих наноразмерные алмазно-графитовые добавки, основанная на учете термодинамиче­ских аспектов диффузионных процессов, определяющих собирательную рекристал­лизацию, характеризующую процесс электроконтактного спекания порошковых сплавов, учитывающая влияние введенных в состав исходной порошковой шихты наноразмерных частиц алмазно-графитовой добавки на процессы контактного взаи­модействия спекаемых частиц металлической матрицы и позволяющая оценить ха­рактерное расстояние перемещения диффузионного фронта углерода в материале матрицы при спекании порошкового сплава в присутствии наноразмерной алмазно-графитовой добавки и установить зависимость параметров структуры (размер зерна) композита от технологических режимов спекания.
  3. Физико-математическая модель структурообразования композиционного по­крытия, осаждаемого из электролита-суспензии с наноразмерной дисперсной фазой, основанная на рассмотрении кинематики и кинетики роста кристаллических зерен, учитывающая влияние структурообразующего эффекта со стороны осаждаемых наноразмерных частиц дисперсной фазы и неравномерность роста кристаллических граней различной ориентации, и позволяющая установить взаимосвязь технологиче­ских режимов электрохимического осаждения композиционных покрытий с пара­метрами их структуры (размером зерна).
  4. Результаты исследований структурно-фазового состояния, физико-механи­ческих и триботехнических свойств модифицированных композиционных материа­лов, покрытий и поверхностных слоев, полученных методами спекания, физико-химического синтеза, электрохимического осаждения, микроплазменной, термоде­формационной и трибомеханической обработок, включающие систематизированное изучение влияния наноразмерных алмазно-графитовых модифицирующих добавок

4


на параметры тонкой структуры, фазовый состав и свойства антифрикционных ком­позиционных материалов (покрытий), что позволило установить механизмы форми­рования структурно-фазового состояния нанокомпозиционных материалов в при­сутствии модифицирующих добавок, сопровождающегося появлением искажений кристаллической решетки, измельчением зерна, повышением содержания упрочня­ющих фаз, а также определить область рациональных технологических режимов, обеспечивающих повышение дюрометрических (в 1,4-2,8 раза), антифрикционных (в 1,3-2,2 раза) и противоизносных (в 1,6-8,3 раза) свойств модифицированных компо­зиций.

  1. Обнаруженное явление трибомеханического модифицирования поверхно­стей трения в процессе приработки в среде смазочного материала, содержащего наноразмерные алмазно-графитовые добавки, проявляющегося в существенном улучшении антифрикционных и противоизносных свойств трибосопряжения за счет формирования в поверхностном слое материалов (покрытий) при трении в процессе интенсивной пластической деформации, инициируемой сверхтвердыми частицами добавки, наноразмерной ячеистой субструктуры, обеспечивающей при ее образовании эффективное поглощение энергии фрикционного взаимодействия и обладающей повышенным сопротивлением зарождению и распространению микротрещин, обуславливающим увеличение в 1,4-1,8 раза износостойкости три-босопряжений и повышение их несущей способности до /7=100 МПа. Разработан­ный на основе эффекта трибомеханического модифицирования способ обработки узлов трения, обеспечивающий повышение их ресурса в 1,5-2,4 раза за счет само­упрочнения трущихся поверхностей на стадии приработки в среде смазки, содер­жащей наноразмерные алмазно-графитовые добавки.
  2. Новый технологический принцип получения композиционных пластичных смазок с дисперсной фазой, модифицированной алмазно-графитовым порошком наноразмерной дисперсности, включающий введение модифицирующих частиц и равномерное их распределение по объему реакционной массы в процессе приготов­ления смазок до начала стадии образования дисперсной фазы, при котором нано­размерные частицы модификатора выступают в качестве дополнительных центров кристаллизации, формируя разветвленный каркас дисперсной фазы с застабилизи-рованными в нем частицами наноразмерной добавки, предопределяющий улучшен­ную в 2-5 раз коллоидную стабильность, повышенную в 1,6-3,3 раза несущую спо­собность и расширенный на 40-60 °С температурный диапазон применения смазоч­ной композиции.
  3. Составы смазочных композиций, содержащих многофункциональный пакет наноразмерных добавок, обладающих структурирующим, приработочным, противо-задирным и противоизносным эффектами, и обеспечивающих комплексное улучше­ние качества композиционных пластичных смазок для тяжелонагруженных узлов трения с повышенным в 1,5-2,0 раза ресурсом. Разработанные и внедренные техно-

5


логии получения модифицированных антифрикционных композиционных материа­лов и покрытий для производства элементов узлов трения теплоэнергетического оборудования, сельскохозяйственной техники, металлорежущих станков, абразив­ного инструмента и прессовой оснастки с увеличенным в 1,5-3,5 раза ресурсом.

Личный вклад соискателя. Выбор научно-технического направления, поста­новка цели и задач исследования, методологические подходы к их решению, выводы и рекомендации принадлежат автору. Соискатель сформулировал научную идею, создал концепцию, а также разработал методы формирования модифицированных наноразмерными алмазно-графитовыми добавками материалов, покрытий и поверх­ностных слоев с ультрадисперсной структурой и повышенными физико-механичес­кими и триботехническими свойствами. Автором проведен комплекс теоретических и экспериментальных исследований по разработке механизма формирования дис­пергированных структур в материалах (покрытиях) за счет использования структу­рообразующих качеств наноразмерных добавок при кристаллизации. Автор обнару­жил явление трибомеханического модифицирования поверхности трения при ее приработке в среде смазки, содержащей сверхтвердые наноразмерные добавки. Со­искатель принял участие в патентовании разработок и их внедрении в промышлен­ность. В тексте диссертации и автореферата даны ссылки на все совместно опубли­кованные с соавторами работы.

Консультации по вопросам структурообразования и обсуждение результатов ис­следований проводились с академиком Витязем П.А. и д.ф.-м.н. Кукареко В.А., тео­ретические исследования термодинамических аспектов формирования композицион­ных материалов - совместно с д.ф.-м.н. Вихренко B.C. (БГТУ) и к.т.н. Абрамови­чем Т.М. (ТГПИ), отработка методов модифицирования газотермических покрытий -с к.т.н. Белоцерковским М.А., разработка методов модифицирования оксидокерами-ческих слоев - с к.т.н. Комаровым А.И., отработка методов модифицирования сма­зочных материалов - с научным сотрудником Ивахником А.В., отработка режимов модифицирования электрохимических покрытий - с инженером Штемплюком Р.Г.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты и положения диссертации были представлены на более чем 90 международных научно-техничес­ких (МНТК) и научно-практических конференциях (МНПК), международных науч­ных симпозиумах и семинарах, в числе которых: V-ая Национальная научно-техническая конференция с международным участием «Новые материалы и техно­логии в порошковой металлургии» (Болгария, г.София, 1990), International Confer­ence «Advanced Technologies for Material Processing and Repairing of Worne-out Sur­faces» (Belarus, Minsk, 1996, 1997), МНТК «Машиностроение и техносфера XXI ве­ка» (Украина, г.Севастополь, 2000, 2001, 2002, 2003, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009), Международный симпозиум по трибофатике (Украина, г.Тернополь, 2002; Россия, г.Иркутск, 2005; Беларусь, г.Минск, 2010), МНТК «Новые материалы и технологии:

порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия» (Бела-

6


русь, г.Минск, 2002, 2004, 2006, 2008), European Conference on Hard Materials and Di­amond Tooling (Switzerland, Lausanne, 2002), VI Всероссийская (международная) научная конференция «Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем» (Россия, г.Томск, 2002), International conference «TOOLS 2004» (Slovak Republic, Kocovce, 2004), MHTK «Полимерные композиты и трибология (ПОЛИКОМТРИБ)» (Бела­русь, г.Гомель, 2005, 2009, 2011), МНТК «Прогресс в технологии горючих ископае­мых и химмотологии топливно-смазочных материалов» (Украина, Днепропетровск, 2005), International Conference on Industrial tribology (ICIT-2006), (India, Bangalore, 2006), Joint International Conference «NANOCARBON & NANODIAMOND 2006» (Russia, St.Petersburg, 2006), XVI Международная научная конференция «Физика прочности и пластичности материалов» (Россия, г.Самара, 2006), International Sym­posium «Energy and Environmental Aspects of Tribology» (INSYCONT) (Poland, Cra­cow, 2006, 2010), Международная конференция по физической мезомеханике, ком­пьютерному конструированию и разработке новых материалов (Россия, г.Томск, 2006), П-ая Всероссийская конференция и IV-ый Российско-Белорусский междуна­родный семинар по наноматериалам (НАНО-2007) (Россия, г.Новосибирск, 2007), International Seminar on hardening technology (Korea, Seul, 2008), Международная научная конференция «Наноструктурные материалы: Беларусь-Россия-Украина (НАНО)» (Беларусь, г.Минск, 2008; Украина, г.Киев, 2010), International Symposium «Lubricants-2009» (Croatia, Roviny, 2009), III International Conference «Fundamental Bases of Mechanochemical Technologies» (Russia, Novosibirsk, 2009), International Seminar on Nano Composite Technology (Korea, Daejeon, 2009), MHTK «Современные методы и технологии создания и обработки материалов» (Беларусь, г.Минск, 2010), Открытая школа-конференция стран СНГ «Ультрамелкозернистые и наноструктур­ные материалы» (Россия, г.Уфа, 2010), Международный симпозиум «Перспектив­ные материалы и технологии» (Беларусь, г.Витебск, 2011), VII Международная кон­ференция институтов сельскохозяйственной инженерии стран Центральной и Во­сточной Европы (СЕЕ AgEng) (Беларусь, г.Минск, 2011).

Опубликование результатов диссертации. По результатам выполненных ис­следований опубликована 171 работа, в том числе 5 монографий (из них 2 в США), 1 брошюра, 30 статей в рецензируемых научных журналах, 13 статей в научных сбор­никах (из них 6 в сборниках, рекомендованных ВАК Республики Беларусь и ВАК Украины), 99 работ в сборниках материалов конференций в Беларуси, Болгарии, Индии, Корее, Польше, России, Таджикистане, Украине и Швейцарии. Новизна тех­нических решений подтверждена 2 авторскими свидетельствами СССР, 15 патента­ми Бельгии, Великобритании, Венгрии, Германии, Испании, Италии, России, Чехии, Швейцарии, 13 патентами РБ на изобретения, 3 патентами РБ на полезную модель. Общий объем опубликованных по теме диссертации материалов составляет 103,6 авторских листа.

7


Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из общей характери­стики работы, семи глав с краткими выводами по каждой из них, заключения, спис­ка использованных источников, списка публикаций автора и приложений. Полный объем диссертации составляет 457 страниц. Работа включает 198 страниц текста, 155 иллюстраций на 114 страницах и 51 таблицу на 36 страницах, а также библио­графию из 698 наименований на 68 страницах, включающую список использован­ных источников из 527 наименований на 45 страницах и список публикаций соиска­теля из 171 наименования на 23 страницах, и 15 приложений на 41 странице.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит краткую оценку современного состояния изучаемой про­блемы, обоснование актуальности темы, связь работы с научными программами, цель и задачи исследования, выносимые на защиту положения, а также личный вклад соискателя. Отражены вопросы научной, практической и социальной значи­мости работы, апробации и опубликованности результатов работы. Представлена структура и объем диссертации.

Первая глава посвящена анализу литературных данных, касающихся традици­онных технологий получения композиционных материалов и покрытий антифрик­ционного назначения с крупнозернистой структурой (порошковая металлургия, ли­тейные технологии, наплавка, газотермическое напыление, гальваника и др.). При­веден аналитический обзор современных методов получения нанокомпозиционных антифрикционных материалов и покрытий, основанных на использовании дисперс­но-упрочняющего и структурирующего действия вводимых в их состав наноразмер-ных компонентов различной природы (оксиды, нитриды, углеродные материалы). Эти методы реализуются посредством разнообразных технологических схем (спека­ние, электрохимическое и ионно-вакуумное осаждение, микроплазменная обработ­ка, фрикционное плакирование и др.) и направлены на формирование мелкозерни­стой структуры композита. Отмечено, что в качестве добавки в композитах анти­фрикционного назначения перспективно использование наноразмерных алмазно-графитовых частиц, сочетающих в себе сверхвысокую твердость алмазного ядра, способствующую дисперсному упрочнению композита, и повышенные антифрик­ционные свойства слоистой графитосодержащей оболочки, обеспечивающие сниже­ние сопротивления сдвигу при трении, с чрезвычайно высокой поверхностной ак­тивностью и структурообразующими качествами ультрадисперсной среды, способ­ствующими формированию мелкозернистой структуры модифицированного компо­зиционного материала.

Отмечено, что традиционные методы получения антифрикционных композици­онных материалов и покрытий, характеризующиеся крупнозернистой структурой, в определенной степени исчерпали возможности повышения потребительских свойств

8


формируемых изделий, а широкое применение на практике нанокомпозиционных материалов антифрикционного назначения сдерживается отсутствием научно обос­нованных подходов к разработке методов их создания. Существующие технологиче­ские приемы получения антифрикционных материалов и покрытий, модифициро­ванных наноразмерными компонентами, отличаются значительными экономиче­скими затратами на освоение, их промышленная реализация ограничивается также отсутствием стабильности качества выпускаемой продукции. Это подтверждает необходимость и своевременность разработки концептуальных подходов и техноло­гических принципов управления процессом структурообразования материалов и по­крытий с АНМД. На основе сделанных выводов сформулирована цель работы и определены задачи, решение которых необходимо для ее достижения.

Во второй главе сформулированы общие принципы применения АНМД при формировании структуры материала (покрытия), предусматривающие предвари­тельное диспергирование добавки для сохранения высоких структурообразующих свойств наноразмерных частиц, проведение гомогенизации исходной порошковой шихты или технологической суспензии для равномерного распределения частиц до­бавки по объему с целью повышения однородности состава и обеспечения изотроп­ности свойств модифицируемого материала (покрытия), установление температур-но-временных параметров технологического процесса получения модифицирован­ного материала (покрытия) для обеспечения протекания процессов взаимодействия добавки с веществом матрицы модифицируемого объекта по схеме адсорбционного или химического взаимодействия поверхностного слоя наноразмерной добавки с матрицей, а также через реализацию диффузионного механизма проникновения уг­лерода алмазно-графитовой добавки в материал матрицы с образованием химиче­ских соединений или фаз внедрения.

В главе рассматриваются термодинамические аспекты активирования процесса спекания порошковой системы в присутствии наноразмерных добавок. С использо­ванием подходов термодинамики необратимых процессов на основе теории активи­рующих факторов спекания порошковых систем предложена физическая модель консолидации порошковой композиции, содержащей наноразмерные добавки. Под­лежащая спеканию порошковая система характеризуется термодинамической не­устойчивостью, обусловленной развитой удельной поверхностью порошков, по­верхностными дефектами, активным состоянием кристаллической решетки и др. Спекание представляет собой процесс перевода системы в термодинамически более устойчивое состояние. При этом способом перевода системы из одного состояния в другое является использование избыточной свободной энергии в ходе диффузион­ных процессов перемещения вакансий, ликвидации искажений решетки и химиче­ского неравновесия. Движущими силами процесса спекания являются градиенты температуры, давления и концентраций. Анализ активирующих факторов процесса спекания порошковой композиции выполнен с использованием методов термодина-

9


мики необратимых процессов на основе рассмотрения уравнения возникновения эн­тропии, имеющего вид:

где первое слагаемое выражает необратимое накопление энтропии за счет процессов теплопроводности, второе - обусловлено диффузионными потоками, третье - учи­тывает в накоплении энтропии сил вязкого течения, а четвертое - зависит от хими­ческих реакций. Все перечисленные процессы имеют место на различных этапах спекания с различной интенсивностью, взаимодействуя между собой и приближая порошковую систему к состоянию устойчивого термодинамического равновесия. Процессу активированного спекания присущ принцип симметрии, являющийся тео­ретической основой взаимозаменяемости активирующих факторов.

С учетом термодинамических аспектов процесса спекания предложен механизм взаимодействия композиции на основе микроразмерного порошка железа и добавок наноразмерных алмазно-графитовых частиц при термодеформационном воздей­ствии в процессе электроконтактного нагрева, включающий восстановление окси­дов металла за счет их взаимодействия с углеродом алмазно-графитовой добавки и растворение графитовых слоев в железе с последующей диффузией атомов углерода от поверхностных слоев в глубь частиц металлического порошка. Находящиеся на поверхности металлического порошка сверхтвердые частицы наноразмерной алмаз­но-графитовой добавки под воздействием прикладываемого давления разрушают оксидные оболочки металлических частиц, активируя процесс восстановления окси­дов и повышая дефектность приповерхностных областей металлических частиц, что способствует интенсификации протекания диффузионных процессов. При внедре­нии атомов углерода в поверхностный слой железа энергия системы уменьшается, и углерод, проникая в железо по безбарьерному механизму через плоскости типа 111, обеспечивает образование упрочняющих фаз в виде карбидов. Углеродные диспер­сии нерастворившейся части наноразмерной алмазно-графитовой добавки выступа­ют в качестве дополнительных центров кристаллизации расплавленных объемов матрицы, способствуя формирование более дисперсной и гомогенной структуры.

Получены соотношения, позволяющие оценить характерное расстояние пере­мещения диффузионного фронта углерода в железе при электроконтактном спека­нии сплава на основе железа в присутствии АНМД и определяющие характер зави­симости параметров структуры (размер зерна) композита, формируемой по меха­низму собирательной рекристаллизации, от технологических режимов спекания (длительность импульсов, общая продолжительность нагрева).

В главе рассматривается механизм формирования модифицированного нано­размерной добавкой электрохимического покрытия на примере осаждения слоя из электролита хромирования с дисперсной фазой (ДФ) в виде наноалмазов детонаци­онного синтеза. Осаждение покрытий из базового электролита хромирования соот-

10


ветствует модели Странски-Крастанова (Stransky-Krastanov), при котором первый слой в виде тонкой (-70 нм) пленки, имеющей мелкодисперсную структуру, полно­стью покрывает поверхность подложки, а на нем происходит рост трехмерных ост­ровков покрытия, представляющих собой агломераты хромовых частиц, которые образуются при взаимодействии частиц хрома друг с другом (рисунок 1, а). Форма трехмерных зародышей малого размера чаще всего полусферическая, т.е. близкая к

равновесной с минимумом по­

верхностной энергии. Рост обра­

зовавшихся зародышей может

происходить в нормальном и ла­

теральном направлениях как по

абмеханизму присоединения к ним

а-хром; б-хром-УДА(Са=5,1 г/л)              новых  атомов   осаждаемого   ме-

Рисунок 1 - ЗБ-изображение топографии       талла  и  достраивания  первично

различных электрохимических покрытий      образовавшихся    атомно-гладких

(ї=90 с)                              плоскостей (слоистый рост), так и

путем повсеместного присоединении к ним новых атомов на «многоуровневых» по­верхностях. Агрегатирование кристаллов хрома происходит с образованием микро-сферолитов (зерен), состоящих из конгломератов мелких разориентированных кри­сталлов. В дальнейшем, срастание микросферолитов приводит к формированию сплошного хромого покрытия, образованного зернами размером 9-15 мкм, состоя­щими из субзерен размерами 400-500 нм. Образующееся покрытие характеризуется наличием больших пор и несплошностей (размером до 5 мкм) и значительной ам­плитудой высот неровностей профиля поверхности (1,3-1,5 мкм) (рисунок 2, а).



абв

а - Са=0; б -5,1; в -15 г/л Рисунок 2 - Топография поверхности осадка хрома, полученного в электролитах

с различным содержанием УДА (f=3600 с)

В процессе осаждения модифицированного частицами АНМД хромового по­крытия взвешенные в электролите частицы наноалмазов взаимодействуют с поверх­ностью растущего осадка благодаря гидродинамическим, молекулярным и электро-

11


статическим силам. Одновременно с адсорбированием на подложке тонкой пленки из кристаллитов хрома происходит осаждение из электролита наноразмерных ча­стиц дисперсной фазы, которые являются дополнительными центрами кристаллиза­ции (рисунок 1, б). Рост числа зародышей приводит к заращиванию поверхности подложки слоем композиционного покрытия, состоящего из более мелких микро-сферолитов (6-10 мкм), содержащих субзерна размером 200-250 мкм (таблица 1).

Таблица 1 - Параметры структуры электрохимических покрытий с различной концентрацией УДА в электролите (/=3600 с)

Параметр структуры, мкм

Концентрация УДА в электролите, г/л

0

1,2

15,0

Размер микросферолита (зерна)

10-15

9-12

6-7

6-10

Размер субзерна

0,40-0,50

0,20-0,30

0,20-0,25

0,30-0,40

Размер агрегатов частиц УДА

-

0,010-0,040

0,010-0,040

0,050-0,070

Максимальная амплитуда высот неровностей профиля поверхности

1,30-1,50

1,50-2,00

0,70-0,80

0,90-0,95

Ширина раскрытия микротрещин

1,5-1,8

0,6-0,9

0,5-0,8

1,2-1,5

Модифицированное частицами наноалмазов хромовое покрытие отличается по­вышенной плотностью (рисунок 2, б,в).

Следует также отметить, что при повышенной концентрации частиц УДА в электролите может происходить их агрегатирование и оседание на подложку в виде крупных агрегатов (размером до 150-200 нм), способных оказывать экранирующий эффект с блокированием активных участков роста осадка в нормальном направле­нии. Это вызывает перераспределение соотношения между скоростями роста мик­росферолита в нормальном и латеральном направлениях, что приводит к некоторо­му огрублению структуры покрытия.

На основе полученных результатов разработана феноменологическая модель образования композиционного электрохимического покрытия (КЭП), модифициро­ванного частицами наноразмерных алмазов, устанавливающая взаимосвязь размеров образующихся зерен электрохимического покрытия с параметрами процесса элек­троосаждения. Исходя из кинематики и кинетики роста кристаллических зерен при электроосаждении и полагая, что режим кристаллизации является стационарным и однородным, а латеральный рост зародышей будет продолжаться до соприкоснове­ния граней соседних кристаллов, можно записать соотношение для расчета длитель­ности образования первого сплошного монослоя на поверхности катода в виде

', =f-f                          (2)

где S - площадь катода, п и V3epm - соответственно количество и скорость роста за­родышей.

При этом размер зерна первого монослоя можно определить из соотношения

12


dj = i


ккРиДуд4уэф +а'скРис        +bqym +


(3)


где i - плотность тока, Ј^„c- кинетический коэффициент кристаллизации, qypA- за­ряд частицы УДА, уэф = k3apv0 - эффективная объемная концентрация зародышей,

пропорциональная концентрации адсорбированных атомов (адатомов) хрома в при-катодной области v0, кзар - коэффициент, характеризующий долю образовавшихся

зародышей от общего числа частиц, упавших на катод за время tx, упов = уМпов+уудАпо-концентрация зародышей на поверхности катода, v^ и уудАпов - концентрации на по­верхности катода зародышей из кластеров адатомов осаждаемого металла и частиц УДА соответственно, а = vMno {qM - дУД4), Ъ = -ккрису^ип , qM - заряд адатома металла,

укрит- критическая концентрация в электролитическом растворе ионов металла у по­верхности катода.

Образование последующих слоев при электролизе сопровождается укрупнени­ем кристаллических зерен, что связано с неравномерностью роста кристаллических граней различной ориентации и постепенным заращиванием более мелких кристал­лов крупными. Наряду с этим в присутствии частиц УДА скорость роста кристалла может изменяться, если в электролите образуются крупные агломераты частиц УДА, которые, выступая в роли примеси, «отравляют» грани растущего кристалла, экранируя их от ионов хрома и препятствуя их росту в нормальном направлении. Для феноменологического описания зависимости этого процесса от времени t мо­жет использоваться выражение для оценки размера зерна «-го монослоя покрытия в следующем виде

d„ =dx      А[і + к'^ІІ + фу^+фу^Хї-ї,)],(4)

А + УУД4

где А- ещ)(-є/кТ), є - энергия адсорбции примеси, к'укр- коэффициент пропорцио­нальности, ф, ср - численные коэффициенты.

Сопоставление экспериментальных данных с результатами расчета при приня­тых допущениях показывает, что предложенная физическая модель структурообра-зования покрытия из электролита с наноразмерной дисперсной фазой при расчете размеров зерен хромалмазного покрытия дает достаточно хорошую (в пределах 15-25 %) корреляцию теоретических и экспериментальных результатов.

Третья глава посвящена исследованию процессов формирования структуры и свойств композиционных материалов, модифицированных АНМД, в качестве кото­рой использовалась наноразмерная алмазно-графитовая шихта ША-А (УДАГ), под воздействием температурно-силовых факторов при реализации различных техноло­гических схем консолидации композиционного материала (электроконтактное спе­кание, спекание в защитной среде, инфильтрация).

13


а - без ША-А; 6-1,0 мас.% ША-А

Рисунок 3 - Фрагменты рентгеновских

дифрактограмм (СоК^) сплава системы WC-Cu-Co

На    примере    электроспекания    порошковых    композиций    Cu78,2-Sn21,8, Fe33,9-Cu32,9-Snl3,7-Co9,8-Ni9,7 и WC66,6-Cu25,8-Co7,6 показано, что введение в исходную шихту АНМД способствует существенному изменению фазового состава спекаемого сплава и формированию более гомогенной и дисперсной его структуры. Показано, что в модифицированных сплавах, содержащих карбидообразующие эле­менты, формируются твердые растворы и карбидные фазы. Присутствие углерода наноразмерной добавки способно инициировать формирование в процессе спекания повышенного количества упрочняющих интерметаллических фаз. При жидко фазном спекании в процессе кристаллизации порошковых композиций, содержащих АНМД, нерастворившаяся часть наноразмерной добавки в виде углеродных дисперсий мо­жет выступать в качестве дополнительных центров кристаллизации, что способству­ет измельчению структуры. При этом для спекаемых сплавов, компоненты которых не образуют с углеродом фаз внедрения или химических соединений, введение АНМД повышает пористость спека и мало сказывается на повышении его твердо­сти. Для сплавов, способных образовывать с углеродом твердые растворы или упрочняющие карбидные фазы, введение АНМД способствует увеличению твердо­сти спекаемых композитов при практически не изменяющейся пористости. В част­ности, установлено, что для сплава WC-Cu-Co введение углеродного модификатора ША-А способствует повышению диффузионной активности спекаемой системы и изменению   условий   структурообразования сплава, что в результате приводит к значитель­ному повышению содержа­ния мелкодисперсного кар­бида Mi2C (Co6W6C) и спо­собствует     исчезновению хрупкой     метастабильной 2е> фазы М6С (Co2W4C) (рису­нок 3). В модифицирован­ном       сплаве       системы WC-Cu-Co   в   расплавлен­ной   эвтектике    (Co+WC) наряду с нерастворенными частицами    WC    присут­ствуют дисперсии углеро­да, которые выступают в качестве   дополнительных центров кристаллизации и обуславливают  измельче­ние формирующихся карбидных частиц (рисунок 4). В результате структура моди­фицированного сплава представляет собой крупные кристаллы карбида вольфрама,

14


окруженные мелкими кристаллами WC в связке из твердого раствора кобальта в ме­ди Си(Со) с отдельными частицами карбидов Соб^УбС.

Установлена зави­

симость триботехниче-

ских и физико-механи­

ческих свойств спекае­

мых                                                                                    металлических

композиций от концен­

трации АНМД в их со­

ставе. Показано, что оп-

а                                                              б

тимальная     концентра-

а-0; б-1,0 мас.%                                                          1               F

т»                  г>жжж а   а                                  Ция    модифицирующей

Рисунок 4 - Влияние добавки ША-А на размер

„7Г, ^    «    добавки   для   исследуе-структурных составляющих сплава системы WC-Cu-Co

мых связок составляет 0,50-0,75 мас.%. При этом коэффициент трения металлических связок с добавкой ША-А снижается в 2,8-6,2 раза (рисунок 5), а износостойкость возрастает в 3,8-8,8 раза при увеличении твердости на 15-25 % и прочностных характеристик при сжа­тии на 12-16 %. Повышение антифрикционных свойств модифицированных сплавов обусловлено наличием в их структуре графитосодержащих включений, а увеличе­ние прочности и износостойкости - формированием более гомогенной и дисперсной структуры и повышенным содержанием упрочняющих фаз.


 

 

2,0

1,8

1,6

I

і

1,4Jtiiui

WWA

іШіИігіИі

wty

Щ№

|u™f

ьф

Ц

mJ\

V

= 0,8

¦gU,6

0,2

П 1

1500          2000

Время, с

а


2,0

1,8

1,6

1,4

|

1'

&10

ні.0

Ї08

|0,8

*0 6

t

І04

0.1

Время, с б


а - 0; б - 0,5 мас.% ША-А Рисунок 5 — Влияние добавки ША-А на антифрикционные свойства

сплава системы Cu-Sn

Для сплавов, содержащих карбидообразующие элементы, повышению их три-ботехнических свойств при введении АНМД способствуют три фактора: повышение содержания упрочняющих фаз, измельчение структуры и образование графитосо­держащих включений, а для сплавов, не имеющих в своем составе таких элементов, подобный эффект обусловлен только двумя последними факторами.

15


а

Разработан   метод   повышения   физико-механических   и   триботехнических

свойств спекаемых в защитной среде антифрикционных сплавов введением в их

состав наноразмерной алмазно-графитовой добавки. На примере одного из распро­

страненных  антифрикци­

онных    сплавов,    каким

является оловянный баб­

бит Б83С,   показано, что

добавка    шихты    ША-А

позволяет   сформировать

мелкозернистую структу­

ру спеченного сплава (ри­

сунок 6), в которой наря-

ЙГ-Б83С (литой); б -Б83С+ША-А (спеченный)                                    Ду  с  твердым  раствором

Рисунок 6 - Структура оловянного баббита Б83С    СурЬмы и свинца в олове, мелкими частицами интерметаллида Cii6Sn5 и кристаллами антимонида олова SnSb, характерными для баббита Б83С стандартного состава, также содержится углерод в алмазной и графитовой модификациях. При этом твердость сплава Б83С повышает­ся с ЯК=220-240 МПа до HV=3 80-400 МПа.

С использованием методов компьютерной обработки данных проведена опти­мизация состава и режимов спекания модифицированного баббита Б83С. Критерия­ми качества при этом были выбраны микротвердость, коэффициент трения и интен­сивность изнашивания, а технологическими параметрами - давление холодного прессования, температура и длительность спекания, а также концентрация ША-А. Показано, что модифицирование баббита Б83С шихтой ША-А (Са=0,5-0,6 мас.%) позволяет повысить антифрикционные свойства в 1,8-2,2 раза (коэффициент сухого трения по стали/=0,5-0,6) и износостойкость в 1,5-2,0 раза (интенсивность изнаши­вания при удельной нагрузке 2,5 МПа и скорости скольжения 0,25 м/с составляет 7/г=(0,3-0,4)-10"6), что обусловлено мелкозернистой структурой модифицированного баббита и наличием графитоподобной фазы в составе добавки.

а

Установлены осо­бенности формирова­ния структуры и свойств литых макро-гетеро генных компо­зиционных материалов (ЛМКМ), получаемых инфильтрацией    желе-

а - со стальными гранулами; б - с чугунными гранулами                   У      Р Д                 Р    У

Рисунок 7 - Микроструктура литых макрогетерогенных   Расплавом    оронзовои композитов (матрица - кремний-марганцевая бронза)    матРиЦы (рисунок /).

16


Показано, что структурообразование в ЛМКМ с матрицей из кремний-марган­цевой бронзы и стальными или чугунными гранулами соответствует закономерно­стям растворно-диффузионного взаимодействия элементов структуры металличе­ских композитов, обеспечивающего формирование по границе сплавления сплошно­го слоя толщиной 20-30 мкм, в котором зерна твердого раствора на основе меди со­держат до 1,5 % железа, а мелкодисперсные выделения матрицы - 3,8-4,1 % железа.

Установлено, что при трении в среде смазки, содержащей АНМД, вследствие интенсивного тепловыделения при деформационном воздействии в поверхностном слое ЛМКМ с матрицей из кремний-марганцевой бронзы и железоуглеродистыми армирующими элементами формируется многослойная пленка толщиной от 10 до 50 мкм (рисунок 8). Верхний слой (I) - самый тонкий (до д=\ мкм), он выглядит бездефектным. Средний слой (II) можно охарактеризовать как структуру со скопле­нием точечных дефектов и пор, элементы линейной структуры проявляются в ниж­нем слое (III). Твердость пленки убывает по направлению к поверхности (нижний

слой   ЯК=2900-3100МПа,   верхний   слой

Рисунок 8 - Формирование пленки

трения при трибовзаимодействии

ЛМКМ

Образование пленки идет при реализа­ции процессов контактно-реакционного плавления и спекания, которые сопровож­даются интенсивной диффузией элементов. Химический состав пленки изменяется по толщине, от основы к поверхности убывает концентрация железа и углерода и нараста­ет содержание меди (от 5 % на границе с основой до 95-100 % при выходе на по­верхность). Применение смазочных мате­риалов, модифицированных АНМД, спо­собствует улучшению условий контактиро­вания трущихся поверхностей пары «ЛМКМ - сталь», и степень положительно­го влияния модифицированной смазки на антифрикционные свойства композита увеличивается с повышением контактного давления. В частности, для/?=15 МПа коэффициент трения снижается на 10-15 %, для р=\5 МПа - на 25-35 % и для /?=50 МПа - в 1,4-1,6 раза.

Четвертая глава посвящена исследованию влияния наноразмерных алмазно-графитовых добавок на структуру и триботехнические свойства модифицированных покрытий, полученных по двум технологическим схемам инженерии поверхности (электрохимическое осаждение покрытий и импрегнирование газотермических по­крытий наноразмерными углеродными добавками с последующей термодеформаци­онной обработкой). Введение в электролит хромирования дисперсной фазы в виде

17


наноразмерных алмазно-графитовых частиц различной степени очистки (алмазно-графитовая шихта ША-А и очищенный алмаз УДА) вызывает существенные изме­нения в протекании процесса структурообразования композиционного хромалмаз-ного покрытия. Исследование влияния концентрации и вида АНМД на структурно-фазовое состояние и свойства хромалмазных покрытий проводилось при содержа­нии ДФ в электролите в пределах Са=0-15 г/л. В случае хромового покрытия, полу­ченного в базовом электролите, в слое содержится хром с ОЦК кристаллической решеткой (а=0,2884 нм), микротвердость слоя составляет //„=7000 МПа, а величина физического уширения рентгеновской дифракционной линии (211) составляет Дп=19,5-10" рад. Небольшие концентрации модифицирующих добавок в электро­лите (Са=1-5 г/л) не изменяют фазового состава осажденного хромового покрытия (рисунок 9, а-в).



ii.............. j'b.............. б'7.............. 'іі.............. іі............... so.............. 1 йі.............. 1 \2............. 1 гъ..........                   эЪ'  "    ''' 'Л''''    " " W '"    ''' б'а '''    " "Ц"'     " Vc.......................................................... ійі............... Wit.............. і?з

а - Са= 0;б- Са=1,2; в - Са=5,1; г - Са=15 г/л

Рисунок 9- Фрагменты рентгеновских дифрактограмм (СоІСа)

от поверхностных слоев гальванических хромовых покрытий, полученных при

различной концентрации УДА

Вместе с тем регистрируется возрастание физического уширения рентгеновских дифракционных линий до уровня Дц=(20,9-23,2)-10" рад и увеличение микротвер­дости сформированных покрытий до значений Я/г=9000-12000 МПа (для УДА) и Я/г=8000-9500 МПа (для ША-А) (таблица 2). Указанное изменение микротвердости и физического уширения дифракционных линий матричной фазы связано с измель­чением размеров зерна хромалмазных покрытий и увеличением концентрации в них дефектов кристаллической решетки. Высокая интенсивность дифракционной линии (211) и низкая интенсивность линии (ПО) свидетельствуют о текстурованности гальванического слоя. При увеличении концентрации добавок АНМД до Са=15,0 г/л на рентгеновских дифрактограммах регистрируется возрастание относительной ин­тенсивности линии (200) (рисунок 9, г), что указывает на изменение механизма кри­сталлизации и роста кристаллов хрома. Кроме этого обнаруживается значительное (в «5 раз) снижение интенсивности рентгеновских дифракционных линий по срав­нению с дифракционной картиной, полученной от хромового покрытия, осажденно-го из базового электролита, и высокий (Дц=(26,1-30,2)-10" рад) уровень величин

18


физического уширения дифракционных линий (211), что может свидетельствовать об аномально высокой концентрации дефектов кристаллической решетки, ее иска­женное™ и измельчении зереннои структуры хромового покрытия, осажденного из электролита, содержащего Са=15,0 г/л ультрадисперсной ДФ. Однако текстуриро-ванность осажденных слоев в этом случае уменьшается, и их твердость понижается до уровня #,,=9300-9500 МПа.


Таблица 2 - Зависимость микротвердости Нм и физического уширения ЛИНИИ Дц гальванического покрытия от состава электролита

Концентрация УДА/ША-А

в растворе, г/л

Микротвердость Нц, МПа

Физическое уширение /?2п-10~3, рад

0

7000

19,5

1,2 УДА

9000

21,6

1,2ША-А

8000

20,9

5,1 УДА

12000

23,2

5ДША-А

9500

22,0

15,0 УДА

9500

26,1

15,0 ГДА-А

9300

30,2

Установлена связь скоро­

сти осаждения композицион­

ных электрохимических по­

крытий от концентрации

наноразмерной дисперсной

фазы. Показано, что при пре­

вышении концентрации ДФ в

электролите             Са>10 г/л

наблюдается  снижение  ско­рости роста толщины покры­тия, что может быть обус­ловлено экранированием растущих в нормальном направлении зерен покрытия оса­ждаемыми в виде крупных конгломератов частиц дисперсной фазы (рисунки 10, 11).


а

Са= 0; б - Са=1,2; в - Са=5,1; г - Са=15 г/л

Рисунок ю - Микроструктура

электрохимического хромового покрытия,

осажденного из электролита с различным

содержанием УДА (*=3600 с)


25

1 20

5

of

? 15 д

Q. О

с 10

ПЇ

I

5

3"

І 5

Н

"

"

4

/

3

J*

\2

¦

.^^^^^^

V_

¦

4000

1000            2000            3000

Длительность осаждения, с

а-Са=0;б- Са=1,2;в-Са=5,1; г- Са=15 г/л

Рисунок 11 - Кинетика роста

толщины электрохимического

хромового покрытия,

осажденного из электролита

с различным содержанием

УДА


19


Модифицирование хромовых покрытий наноразмерными алмазно-графитовыми добавками улучшает их триботехнические свойства, снижая для условий трения без смазки коэффициент трения в 1,8-2,9 раза и интенсивность изнашивания в 6-10 раз, а для условий граничного трения - на 20-65 % и в 1,6-1,9 раза соответственно.

Разработан способ модифицирования газотермических покрытий (ГТН-покры­тий) из сплавов на основе железа, включающий импрегнирование частиц АНМД (шихта ША-А) во внутрь пористых покрытий и их последующую термодеформаци­онную обработку (ТДО) при электроконтактном нагреве. Установлено, что ТДО по­крытий из стали мартенситного класса 40X13, импрегнированных шихтой ША-А, повышает содержание остаточного аустенита в слое (до Кг«25 об.%) и увеличивает значение параметров кристаллической решетки а- и ;к-фаз, что свидетельствует о высоком содержании в них углерода за счет растворения находящихся в порах ча­стиц АНМД в процессе ТДО. Термодеформационная обработка импрегнированных ГТН-покрытий из стали 40X13 сопровождается существенным возрастанием их микротвердости (от ЯК=3600-3700 МПа до ЯК=8400-8500 МПа), что обусловлено высокой концентрацией углерода в модифицированном покрытии и мартенситным превращением остаточного аустенита при деформационной обработке покрытия. Глубина упрочнения в результате импрегнирования АНМД и ТДО распространяется практически на весь напыленный слой и составляет 0,20-0,25 мм (рисунок 12). В ре­зультате модифицирования ГТН-покрытий из высоколегированной стали 40X13 су­щественно (в 15-20 раз) снижается интенсивность их изнашивания (рисунок 13).


9000-

Газопламенное покрытие

8000-

"~~"---^         сталь 40X13

7000 -

N^

6000-

X

\F

5000-

V

4000-

"^s"   .

3000-

¦^•¦w^

2000-

Напыленный слой

Подложка

1000-

Глубина слоя, мкм


1   - ГПН-покрытие из стали 40X13;

2   - то же + ТДО;

3   - то же + модифицирование +ТДО

^

¦

¦

Ї

\

'

а

¦

60           80          100        120

Путь трения, м



Рисунок 12 - Распределение

микротвердости по глубине покрытия

из стали 40X13, модифицированного

импрегнированием АНМД и ТДО


Рисунок 13 - Зависимость износа по

массе от пути трения для покрытия

из стали 40X13

(трение без смазки, ра=3 МПа)


Пятая глава посвящена исследованию влияния АНМД на структурно-фазовое состояние и свойства поверхностных слоев, модифицированных микроплазменной и трибомеханической обработкой. Для повышения эффективности процесса микроп­лазменной обработки (МПО) алюминия и его сплавов разработан электролит, со­держащий в качестве одного из компонентов наноразмерные алмазы (УДА) или

20


наноразмерную алмазно-графитовую шихту (ША-А) в количестве 0,1-5,0 г/л. До­бавка УДА или ША-А в базовый электролит для микроплазменной обработки алю­миния и его сплавов в 2-3 раза повышает скорость формирования оксидокерамиче-ского слоя и увеличивает его толщину, которая по сравнению с базовым электроли­том в зависимости от состава сплавов возрастает в 1,5-2,8 раза, достигая 100-140 мкм. Модифицированный частицами АНМД слой характеризуется более дисперс­ной и однородной структурой с меньшей пористостью (рисунок 14).



J    • * J -

аб

а - базовый электролит; б - электролит с УДАГ Рисунок 14 - Микроструктура керамического покрытия на сплаве Д16


Попадание дисперсных частиц алмаза или графита в микроплазменный разряд приводит к многократному повышению интенсивности последнего за счет окисли­тельных процессов углерода, сопровождающихся выделением большого количества тепловой энергии. Это позволяет существенно сократить продолжительность МПО поверхности и увеличить толщину формируемого оксидокерамического слоя. Мо­дифицирование оксидокерамического слоя углеродными наночастицами качествен­но не изменяет его фазовый состав, однако в этом случае превалирующей (до 70-90 об.%) фазой является а-А12Оз (корунд) (рисунок 15).


В, їа.%, 90

50

40

30

20

1

2

3

4

0         2

0        4

0        6

0        8

0        1

га    1:

ю    8,

' §

1,3- модифицированный слой;

2, 4 - немодифицированный слой;

1,2- сплав Д16; 3, 4 - сплав АК5М2

Рисунок 15 - Распределение фазы

«-А1203 в оксидокерамическом слое

от поверхности к основе


І

\

020

\

1

2

жу

0,04

О       4       8      12     16     20     24     28     32      в,1 I а

1 - немодифицированный слой;

2 - модифицированный слой

Рисунок 16 - Зависимость

коэффициента трения пары

«оксидокерамический слой -

сталь» от давления в условиях

граничной смазки


21


Протекание экзотермических реакций окисления углерода способствует интен­сивному разогреву слоя и, как следствие, образованию в большом количестве высо­котемпературной модификации оксида алюминия а-А12Оз. Применение наноразмер-ных алмазно-графитовых частиц при микроплазменной обработке алюминия и его сплавов обеспечивает высокие физико-механические и триботехнические свойства формируемых слоев за счет повышения их плотности, увеличения содержания в них корунда, а также упрочняющего эффекта со стороны алмазной фазы и антифрикци­онного действия графитовой фазы частиц АНМД, включенных в структуру покры­тия в процессе микроплазменной обработки. Результаты триботехнических испыта­ний в режиме трения без смазки показали, что модифицирование оксидокерамиче-ского слоя частицами АНМД позволяет для пары «оксидокерамика-сталь» в 2,5-3 раза повысить износостойкость, в 3,5 раза увеличить несущую способность (рисунок 16) и на 20-45 % снизить коэффициент трения.

Впервые обнаружено явление трибомеханического модифицирования поверх­ности трения, проявляющееся в существенном улучшении противоизносных и ан­тифрикционных свойств трущихся поверхностей в процессе фрикционного взаи­модействия пар трения в присутствии смазки, содержащей АНМД. Раскрыт меха­низм трибомеханического модифицирования поверхности трения, обеспечивающий формирование в процессе трибоконтакта в поверхностном слое пластичного метал­лического материала субзеренной наноразмерной ячеистой структуры (рисунок 17, а, б).

бв

Рисунок 17 - Микроструктура поверхности трения отожженной стали 45 (а)

(р=20 МПа) и меди Ml (б) (р=10 МПа) после испытаний со смазкой Литол-24,

модифицированной АНМД, и схема фрикционного взаимодействия

при трении материалов различной твердости в среде смазки с АНМД (е)

22


Наноразмерные частицы алмаза способствуют многократному пластическому передеформированию вершин микрорельефа поверхности и интенсифицируют про­текание в них при трении процессов множественного скольжения, приводящих к образованию субмикрокристаллической структуры с размером субзерен ?><100 нм. При образовании подобной структуры происходит эффективное поглощение энер­гии фрикционного взаимодействия, а сама ячеистая субструктура обладает повы­шенным сопротивлением зарождению и распространению микротрещин, что пред­определяет увеличение износостойкости трибосопряжения. При использовании вы­сокопрочных материалов, характеризующихся пониженной трещиностойкостью, присутствие в смазке сверхтвердых частиц наноалмазов может инициировать обра­зование зародышей усталостных микротрещин в поверхности трения, которые срав­нительно быстро достигают критического размера, приводя к ускоренному форми­рованию частиц износа (рисунок 17, в).

Механизм фрикционного разрушения в присутствии наноразмерных алмазных частиц проанализирован с позиций линейной механики разрушения. Внедренная в поверхность трения алмазная частица, способная инициировать локальное дефор­мирование в зоне внедрения, рассматривается как круговой надрез в растянутой пластине, вызывающий высокую концентрацию напряжений вокруг внедренной ча­стицы (рисунок 18). По мере увеличения количества циклов растяжения-сжатия, действующих при трении, от края кругового надреза начинает развиваться микро­трещина в направлении, перпендикулярном действию растягивающих напряжений, с возрастанием интенсивности напряжений Кь действующих в устье трещины. При достижении интенсивностью напряжений предельного (критического) для рассмат­риваемого материала значения К[=К[с трещина теряет устойчивость и начинает быстро продвигаться в подповерхностные слои с образованием частицы износа.

Получено соотношение для оценки напряжения страгивания ас трещины крити­ческой длины /с в виде

ос=К1С/(ж1/\(5)

где К[с - критическая величина интенсивности напряжений.

Построенные на основе соотношения (5) диаграммы критического разрушения, (рисунок 19) характеризуют нагрузочную способность того или иного материала в условиях трения в смазке с АНМД. Исследование триботехнических свойств ряда металлических материалов различной твердости при трении в среде смазки, моди­фицированной наноразмерной алмазно-графитовой добавкой, показало, что приме­нение смазки с АНМД приводит к интенсификации процесса приработки трибосо-пряжений, увеличению микротвердости поверхностных слоев стали и снижению ин­тенсивности изнашивания для случаев HV< 5000 МПа (например, отожженная или отпущенная сталь ШХ15).

23


Рисунок 18 - Схема распределения

напряжений вблизи внедренной в

поверхность трения частицы наноалмаза


0,01                       0,1                          1                          10                        100

Длина критической трещины 1 , мм

Рисунок  19 - Кривые КриТИЧЄСКОГО

разрушения для стали ШХ15 после различной термической обработки


Для закаленной стали ШХ15 (ЯК=7900 МПа) вследствие ее низкой трещино-стойкости характерно снижение износостойкости при трении в среде смазки с АНМД. В то же время износостойкость отпущенной стали ШХ15 в среде модифи­цированной смазки (//=0,28• 10"9) превышает износостойкость закаленной стали ШХ15 в среде базовой смазки (//=0,30-10"9) (таблица 3).

Таблица 3 - Результаты сравнительных триботехнических испытания kLi смазки с наноразмерными добавками (р=\5 МПа, /=2500 м)

Режим обработки стали ШХ15

Смазочный материал

Триботехнические свойства

Размер субзерен,

мкм

Микротвер­дость Я№ МПа

интенсивность из­нашивания Ih, • 10"

коэффициент трения/

Режим 1  -отжиг (HRC 23)

Смазка kLi

1,2

0,1-0,2

0,12

2600

Смазка kLi +ША-А

0,74

0,09-0,15

0,10

3000

Режим 2 -отпуск (HRC 50)

Смазка kLi

0,59

0,1-0,09

0,026

5200

Смазка kLi +ША-А

0,28

0,1-0,09

0,020

5500

Режим 3 -закалка (HRC 64)

Смазка kLi

0,30

0,1-0,08

-

7900

Смазка kLi +ША-А

0,69

0,1-0,09

-

7950

Изменением режимов термической обработки стали и варьированием концен­трации добавок в смазочном материале можно повышать уровень триботехнических свойств трибосопряжений. При этом положительная роль АНМД возрастает с по­вышением уровня контактных нагрузок в узле трения и становится менее значимой при увеличении исходной твердости материала.

Показано, что трибомеханическое модифицирование может эффективно реали-зовываться в стальных покрытиях, формируемых методом газотермического напы­ления и имеющих в структуре метастабильный аустенит твердостью HV =2000-3000 МПа. В процессе приработки вследствие интенсивной пластической деформации под воздействием сверхтвердых частиц смазочного материала метаста­бильный аустенит трансформируется в твердый и износостойкий мартенсит дефор­мации {HV =7000-8000 МПа) за счет протекания деформационного у—>а превраще-

24


ния. В поверхностном слое покрытий при трении в среде модифицированной смазки при резкой интенсификации процессов приработки регистрируется возрастание со­держания #-фазы (рисунок 20), при этом, как и в монолитных материалах, формиру­ется наноразмерная фрагментированная субструктура, обеспечивающая высокое со­противление зарождению и распространению микротрещин. Твердость поверхности трения газотермических покрытий, приработанной в среде смазки с АНМД, выходит на уровень, превышающий возможности обычных методов их обработки. Так, например, трибомеханическое модифицирование ГТН-покрытий из стали аустенит-ного класса 12Х18Н10Т в среде смазки, содержащей АНМД, при давлении р=10 МПа снижает содержание остаточного аустенита в покрытии с 88 об.% до 75 об.% с одновременным повышением микротвердости с Нм= 3300 МПа до Нм= 4800 МПа. Для того, чтобы получить аналогичное содержание #-фазы при трении с немодифи-

цированнои смазкой, потребовалось увеличить давление испытании вдвое.



а - исходное состояние; б - после испытаний в масле И-20А; в - после испытаний в масле И-20А+ША-А

Рисунок 20 - Фрагменты рентгеновских дифрактограмм (СоКа) от поверхностных слоев АДМ-покрытий из стали 12Х18Н10Т (р=10 МПа)

Модифицированные покрытия обладают повышенной несущей способностью, в частности, ГТН-покрытия из стали 12Х18Н10Т в условиях граничного трения ра­ботоспособны при контактных давлениях порядка р=100 МПа (рисунок 21).



аб

а - масло И-20А 0=75 МПа); б - масло И-20А+ША-А 0=100 МПа) Рисунок 21 - Микроструктура поверхности трения покрытий из стали

25


12Х18Н10Т после испытаний в среде различных смазочных материалов

На основе полученных данных разработан метод трибомеханического моди­фицирования рабочих поверхностей пар трения, включающий нанесение на поверх­ность трения тонкого слоя пластичного металлического материала и последующее формирование в нем износостойких структур путем приработки в среде смазочной композиции, содержащей наноразмерные алмазно-графитовые добавки. Эффектив­ное измельчение формирующейся в поверхностях трения субзеренной структуры при использовании модифицированной смазки ответственно за повышенные трибо-технические свойства подобных фрикционных сопряжений. Нагрузочно-скоростной режим и длительность приработки в значительной степени определяются видом ма­териала и структурным состоянием контактирующих тел, исходной шероховатостью рабочих поверхностей, концентрацией наноразмерной алмазно-графитовой добавки в приработочной композиции. В частности, для пары трения «сталь 45 - медь Ml» в среде смазки Литол-24 с алмазно-графитовой добавкой ША-А наиболее эффективно процесс трибомеханического модифицирования протекает при удельной нагрузке в зоне трибоконтакта /?=10-20МПа и концентрации шихты ША-А, равной Са=0,75-1,0 мас.%, при параметре исходной шероховатости поверхности Ra=0,63-\,25 мкм. Интенсивность изнашивания обработанной поверхности состав­ляет 4=(3,5-3,8> Ю-9.

В шестой главе изложены результаты исследования влияния АНМД на форми­рование структуры дисперсной фазы пластичных смазочных материалов (ПСМ) и их свойства. Предложен новый технологический принцип получения композицион­ных пластичных смазочных материалов с наноразмерными алмазно-графитовыми добавками, заключающийся в использовании частиц АНМД в качестве зародышей дисперсной фазы ПСМ. Реализация этого принципа осуществляется путем введения АНМД в дисперсионную среду (масло) до начала процесса структурообразования дисперсной фазы (ДФ), при этом наноразмерные частицы добавки, являясь до­полни- тельными центрами кристаллизации, покрываются оболочкой структуриро­ванных солей высокомолекулярных кислот, и дальнейший рост волокон ДФ идет от поверхности частиц добавки. Равномерно распределенные по объему ПСМ нано­размерные частицы модификатора имплантируются в волокна ДФ, создавая раз­ветвленный каркас с застабилизированными в нем частицами АНМД, отличающий­ся повышенными прочностными и маслоудерживающими свойствами (рисунок 22). Это предопределяет улучшенную в 2-5 раз коллоидную стабильность, повышенные в 1,6-3,3 раза нагрузочные характеристики и увеличенный в 1,5-2,0 раза ресурс модифицированной смазочной композиции. При разрушении структурного каркаса в процессе эксплуатации наноразмерные частицы АМНД, имплантированные в во­локна ДФ, высвобождаются и попадают в зону трения в активном состоянии, сохра­нив свои сверхмалые размеры, что обуславливает повышенные противозадирные и противоизносные свойства модифицированной пластичной смазки.

26


вг

а, б - после кристаллизации ДФ;

в, г - до начала кристаллизации ДФ

Рисунок 22 - Схема взаимодействия наночастиц

с волокном ДФ (а,е) и микроструктура ДФ

литиевой смазки с добавками АНМД (б,г)

при различных схемах введения наночастиц

5000        2120                   740        3200              160160

—           ^2050        ™^И               г-^Э3000-------------

69

нагрузка                критическая             индекс задира      4- шариковый тест,       максимальная

сваривания ГОСТ      нагрузка ГОСТ          ГОСТ 9490, Н            DIN 51350/4             температура

_____________ 9490 Н__________ 9490 Н_______________________________________ „ггппут.тп. ?С__________________

¦ Литол1-24    ? Shell Retinax ЕР 2    ¦ кЬі смазка с пакетом добавок

Рисунок 23 - Сопоставление триботехнических характеристик различных смазок

27


Разработан состав ком­

плексной литиевой пластич­

ной смазки для тяжелонагру-

женных узлов трения, кото­

рый содержит многофункци­

ональный пакет наноразмер-

ных добавок, включающий

дисульфид молибдена (про-

тивозадирная добавка), гид­

росиликаты никеля (противо-

износная добавка), алмазно-

графитовую шихту (структу­

рирующая и приработочная

добавка). Введенные добавки

повышают уровень предель­

ных эксплуатационных нагру­

зок (нагрузка сваривания не

менее 5000 Н) и расширяют

температурный        диапазон

применения (верхний предел

+160 °С, кратковременно -

+180 °С). Сравнительный ана­

лиз физических и триботех­

нических характеристик по­

казал преимущество разрабо­

танной смазки над наиболее

распространенной в СНГ

универсальной пластичной

смазки Литол-24 и смазкой

марки         Shell Retinax ЕР 2,

предназначенной для тяжело-нагруженных узлов трения (рисунок 23). Показано, что разрушение дисперсной фазы пластичной смазки, модифи­цированной АНМД, наблюда­ется на более поздних стадиях трибоконтакта, при этом ре­сурс   смазочного   материала


увеличивается в 1,5-2,0 раза.

Рисунок 24 - Примеры практического использования композиционных

28

Седьмая глава посвящена практической реализации результатов выполненных исследований при разработке гаммы триботехнических материалов (покрытий) и технологий изготовления с их использованием элементов узлов трения теплоэнерге­тического оборудования, сельскохозяйственной техники, металлообрабатывающих станков, производства пластичных смазок, выпуска абразивного инструмента и прессовой оснастки (рисунок 24). Показано, что модифицирование материалов и по­крытий введением в их состав наноразмерных алмазно-графитовых добавок являет­ся эффективным направлением повышения их антифрикционных и противоизнос-ных свойств, обеспечивающим увеличение ресурса элементов узлов трения при ра­боте в условиях высоких нагрузок и повышенных температур.

материалов и покрытий с АНМД

Разработанные материалы и технологии внедрены в производство на различных предприятиях Республики Беларусь и Республики Корея (таблица 4). Таблица 4. Реализация продукции машиностроительного назначения с применением материалов (покрытий), модифицированных АНМД

Наименование разработки

Место освоения

Выпускаемая продукция

Потребители

Объем выпущенной продукции,эконо­мическая эффектив­ность

Долевое

участие к.т.н.

ЖорникаВИ,

%

Литые    макрогете-рогенные компози­ты с алмазосодер­жащим смазочным слоем

ОАО     «Бел-

энергорем-

наладка»

Элементы     узлов трения теплоэнер­гетического    обо­рудования

Предприя­тия Концер­на   Белэнер-го

Выпущено    продук­ции на сумму, экви­валентную  300 тыс. долларов США

70

Технология изго­товления алмазно­го инструмента с нанокомпозицион-ной связкой

ОИМ НАН

Беларуси

Отрезные пилы, правящие каран­даши

Предприя­тия МЧС РБ, Минпрома РБ

Выпущено продук­ции на сумму 250,1 млн.рублей

80

Технология нане­сения электрохи­мических хромал-мазных покрытий

НПЗАО

«Синта»

Элементы узлов трения погруж­ных насосов

ОАО «Завод «Промбур-

вод»

Выпущено продук­ции на сумму 321,5 млн.рублей

75

Технология три-бомеханического модифицирования поверхностей тре­ния

РУП «Го­мельский завод литья и нормалей»

Элементы шар­нирных сопряже­ний жаток зерно­уборочных ком­байнов

РУП «Го­мельский завод литья и нормалей»

Годовой экономиче­ский эффект 160,25 млн.рублей

60

Технология    нане­сения    нанокомпо-зиционных  покры­тий   механическим плакированием

ПРУП

«МЗАЛ    им. П.М.   Маше-рова»

Элементы         по­движных     сопря­жений    металлор­ежущих станков

ПРУП

«МЗАЛ им. П.М. Машерова»

Годовой экономиче­ский    эффект    65,0 млн.рублей

80

Технология полу­чения пластичной смазки с нанораз-мерными    добав­ками

ОДО   «Спец­смазки»   Ин­новационной ассоциации «Академтех-нопарк»

Комплексная    ли­тиевая   смазка   с пакетом   нанораз-мерных добавок

КЗТШ (г. Жо-

дино), ОАО

«Белкард»

(г.Гродно),

ГЗЛиН

(г.Гомель),

МПЗ и др.

Выпущено    продук­ции на сумму 1166,0 млн.рублей

75

Компания «Daewha Alloytech Co.,      Ltd.» (Корея)

Пластичные смаз­ки с наноразмер-ными добавками и эксперименталь­ная установка

Компания «Daewha Alloytech Co., Ltd.» (Корея)

Выполнено работ на сумму 140 тыс. дол­ларов США

75

29


Суммарный объем выпуска продукции составил 1 057,7 тыс. долларов США, долевое участие соискателя составляет 74,2 %.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Основные научные результаты диссертации

  1. Сформулированы общие принципы применения модифицирующей нанораз-мерной алмазно-графитовой добавки при формировании структуры материала (по­крытия), включающие: предварительное диспергирование добавки для сохранения структурообразующих свойств наноразмерных частиц; проведение гомогенизации исходной порошковой шихты или технологической суспензии для равномерного распределения частиц добавки по объему с целью обеспечения изотропности свойств модифицируемого материала (покрытия); установление температурно-вре-менных параметров технологического процесса получения модифицированного ма­териала (покрытия) для обеспечения протекания процессов взаимодействия добавки с веществом матрицы модифицируемого материала (покрытия) по различным меха­низмам (адсорбционный, химический, диффузионный) [1-А,3-А].
  2. С использованием подходов термодинамики необратимых процессов и по­ложений теории активирующих факторов процесса спекания порошковых систем показано, что наноразмерные добавки с их высокой поверхностной энергией вносят заметный вклад в протекание диффузионных процессов в порошковой системе. Проанализированы термодинамические аспекты процессов формирования струк­турно-фазового состояния композита, протекающих при спекании порошкового сплава на основе железа в присутствии наноразмерной алмазно-графитовой добавки. Получены соотношения, позволяющие оценить характерное расстояние перемеще­ния диффузионного фронта углерода в железе при электроконтактном спекании сплава на основе железа в присутствии наноразмерной алмазно-графитовой добавки и определяющие характер зависимости параметров структуры (размер зерна) компо­зита, формируемой по механизму собирательной рекристаллизации, от технологиче­ских режимов спекания (длительность импульсов, общая продолжительность нагре­ва) [1-А,35-А].
  3. Разработана физико-математическая модель структурообразования компози­ционного покрытия, осаждаемого из электролита-суспензии с наноразмерной дис­персной фазой на основе рассмотрения кинематики и кинетики роста кристалличе­ских зерен, раскрывающая механизм формирования элементов структуры модифи­цированного электрохимического покрытия. Показано, что сверхмалые размеры ча­стиц добавки с их большой удельной поверхностью обуславливают многозароды­шевый характер осаждения композиционного хромалмазного покрытия, что приво­дит к измельчению структурных фрагментов покрытия. Получены аналитические

30


зависимости для оценки размеров элементов структуры (зерен) электрохимического покрытия, осаждаемого из электролита с алмазно-графитовой наноразмерной моди­фицирующей добавкой, которые учитывают концентрацию частиц дисперсной фазы в электролите, плотность катодного тока и длительность осаждения. Установлен диапазон значений концентрации АНМД (Са=5-6 г/л) в электролите хромирования, обеспечивающий формирование композиционного хромалмазного покрытия с ми­нимальными размерами элементов структуры (6-10 мкм для зерен хрома) [32-А, 112-А].

  1. Установлены особенности формирования структурно-фазового состояния при электроконтактном спекании порошковых композиций в присутствии алмазно-графитовой наноразмерной модифицирующей добавки. Показано, что введение АНМД способствует формированию более гомогенной и дисперсной структуры композитов за счет проявления высоких структурообразующих свойств наноразмер­ной добавки, при котором нерастворившаяся часть углеродных частиц выступает в качестве дополнительных центров кристаллизации. Упрочняющее влияние АНМД в сплавах, содержащих карбидообразующие элементы, проявляется в формировании карбидных фаз и твердых растворов. Установлена взаимосвязь механических и три-ботехнических свойств спекаемых металлических композиций с концентрацией АНМД в их составе и показано, что для сплавов систем Cu-Sn, Fe-Cu-Sn-Co-Ni и WC-Cu-Co оптимальное значение концентрации модифицирующей добавки соот­ветствует 0,50-0,75 мас.%. При этом коэффициенты трения для модифицированных сплавов в 2,8-6,2 раза ниже, а износостойкость в 3,8-8,8 раза выше, чем у немоди-фицированных, что обусловлено повышенной твердостью сплавов с АНМД и при­сутствием в них графитосодержащих фаз добавки [3-А,7-А, 36-А,37-А,49-А,108-А,116-А,140-А,141-А,150-А].
  2. Разработан метод повышения физико -механических и триботехнических свойств баббитов путем их модифицирования АНМД в процессе спекания в защит­ной среде. Показано, что модифицирование баббита Б83С наноразмерной алмазно-графитовой шихтой ША-А (в пределах 0,5-0,6 мас.%) позволяет повысить микро­твердость сплава в 1,6-1,8 раза и увеличить его износостойкость в 1,5-2,0 раза при снижении коэффициента трения в 1,8-2,2 раза, что обусловлено мелкозернистой структурой спеченного модифицированного баббита и наличием графитоподобной фазы в составе добавки [3-А,13-А,16-А,64-А,72-А,80-А,88-А,90-А].
  3. Установлены особенности формирования структуры и свойств литых макро-гетерогеннных материалов, получаемых инфильтрацией железоуглеродистых гра­нул расплавом бронзовой матрицы. Показано, что структурообразование в компози­те с медно-кремниевой матрицей и стальными или чугунными гранулами соответ­ствует закономерностям растворно-диффузионного взаимодействия элементов структуры. При трении вследствие интенсивного выделения тепловой энергии в по-

31


верхностном слое ЛМКМ через реализацию процессов контактно-реакционного плавления и спекания формируется многослойная пленка толщиной от 10 до 50 мкм, каждый из слоев которой имеет различную структуру и фазовый состав с возраста­нием содержания меди и убыванием содержания железа и углерода по направлению к поверхности трения. Установлено, что применение смазочных материалов, содер­жащих АНМД, повышает в 1,4-1,6 раза антифрикционные свойства пары трения «ЛМКМ - сталь» [3-А,6-А,10-А,14-А,38-А,39-А,41-А,42-А,56-А,63-А,65-А,97-А, 136-А].

  1. Изучены особенности протекания процесса осаждения композиционных электрохимических покрытий из электролита хромирования с дисперсной фазой в виде УДА, которые заключаются в смещении потенциала катода в область более отрицательных значений и увеличении скорости протекания катодного процесса. Показано, что хромалмазные покрытия, осажденные из электролитов, содержащих частицы АНМД, характеризуются более высоким уровнем искаженности кристал­лической решетки, измельченностью зеренной структуры и повышенной в результа­те этого микротвердостью. При этом наиболее высокие значения микротвердости осажденного хромалмазного покрытия (Нм=9500-12000 МПа, что в 1,3-1,6 раза вы­ше твердости хромовых покрытий) регистрируются при концентрации наноразмер-ной дисперсной фазы Са=5-6 г/л. В условиях трения без смазки модифицирование хромового покрытия снижает коэффициент трения в 1,8-2,9 раза и интенсивность изнашивания в 6-10 раз, а в условиях граничного трения для покрытия «хром-УДА» коэффициент трения снижается на 20-65 %, а интенсивность изнашивания -в 1,6-1,9 раза, что обусловлено повышенной микротвердостью и улучшенной мас-лоудерживающей способностью модифицированных электрохимических покрытий, а также присутствием слоистых фаз в алмазно-графитовой добавке [3-А,25-А,26-А, 28-А,29-А,45-А,96-А,109-А].
  2. Разработан способ модифицирования ГТН-покрытий из сплавов на основе железа их предварительным импрегнированием АНМД и последующей термоде­формационной обработкой, обеспечивающий протекание упрочняющих структурно-фазовых превращений в покрытии за счет процессов науглераживания и пластиче­ской деформации. Показано, что ТДО покрытий из мартенситной стали 40X13, им-прегнированных шихтой ША-А, повышает содержание остаточного аустенита в слое и увеличивает значение параметров кристаллической решетки аустенитной и мартенситной фаз, что сопровождается существенным возрастанием микротвердо­сти напыленного слоя (с ЯК=3600-3700 МПа до ЯК=8400-8500 МПа). В результате модифицирования ГТН-покрытий из стали 40X13 существенно повышается их из­носостойкость (в 15-20 раз) и снижается коэффициент трения (на 15-20 %). Моди­фицирование ГТН-покрытий из ферритной стали Св-08 сопровождается появлением в фазовом составе слоя наряду с а-фазой и оксидом FeO также у-фазы (аустенита) и карбида ГезС, что способствует возрастанию при ТДО микротвердости сплава до

32


ЯК=6000-6200 МПа и двукратному повышению его износостойкости [2-А,4-А,5-А, 139-А].

9.  Предложен метод повышения эффективности процесса микроплазменной

обработки алюминия и его сплавов путем введения в электролит оксидирования

частиц АНМД, присутствие которых в микроплазменном разряде способствует

значительному повышению мощности и температуры разряда с протеканием экзо­

термических реакций, обеспечивающих интенсивный разогрев покрытия и обра­

зование высокотемпературной модификации оксида алюминия а-А12Оз (корунда), а

также вызывает активизацию процессов термолиза и оплавления пор покрытия.

Введение АНМД в базовый электролит для МПО алюминия и его сплавов повышает

в 2-3 раза скорость протекания процессов оксидирования и в 1,5-2,8 раза увеличи­

вает толщину слоя (до 100-140 мкм). Модифицированные покрытия характеризуют­

ся повышенными антифрикционными (на 20-45 %) и противоизносными (в 2,5-3

раза) свойствами, обусловленными высокой твердостью покрытий и включением в

их состав содержащейся в АНМД графитовой фазы [3-А,59-А,60-А,66-А,68-А-70-А,

82-АД37-А].

10. Впервые обнаружено явление трибомеханического модифицирования по­

верхности трения, наблюдаемое в процессе фрикционного взаимодействия пар

трения в среде смазки с АНМД и проявляющееся в существенном улучшении про-

тивоизносных и антифрикционных свойств трущихся поверхностей. Раскрыт ме­

ханизм его появления, состоящий в формировании в поверхностном слое пластич­

ных металлических материалов ячеистой наноразмерной субструктуры повышен­

ной (в 1,5-1,8 раза) твердости за счет процессов интенсивной пластической де­

формации поверхностного слоя, инициируемых сверхтвердыми компонентами

смазки. При формировании подобной структуры происходит эффективное погло­

щение энергии фрикционного взаимодействия, а сама ячеистая субструктура об­

ладает повышенным сопротивлением зарождению и распространению микротре­

щин, что предопределяет увеличение износостойкости сопряжения (в 1,5-2,4 ра­

за). Показано, что эффективность трибомеханического модифицирования суще­

ственно зависит от исходной твердости материала и нагрузочного режима трибо-

взаимодействия и, например, для стали ШХ15 наблюдается при условии

HV< 5000 МПа и р >10 МПа. Эффект трибомеханического модифицирования про­

является при трении пластичных металлов и сплавов, металлополимерных компози­

тов, а также ГТН-покрытий, имеющих в структуре метастабильный аустенит. Так,

трибомеханическое модифицирование ГТН-покрытий из стали аустенитного класса

12Х18Н10Т в присутствии смазки с АНМД увеличивает несущую способность по­

крытия в условиях граничного трения до уровня /7=100 МПа. Разработан способ

трибомеханического модифицирования рабочих поверхностей пар трения, заклю­

чающийся в нанесении на поверхность трения тонкого слоя пластичного металла

(сплава) и последующем формировании в нем износостойких поверхностных струк-

33


тур путем приработки в присутствии смазочной композиции, содержащей АНМД [2-А, 3-А-5-А, 18-А, 20-А, 21-А, 23-А, 34-А, 47-А, 74-А, 77-А-79-А, 86-А, 87-А, 93-А,95-А, 101-А-ЮЗ-А, 105-А, 113-А, 115-А, 144-А].

11. Предложен новый технологический принцип получения композиционных пластичных смазок, обеспечивающий стабилизацию наноразмерных добавок и го­могенность состава композиционных смазочных материалов. Показано, что равно­мерно распределенные по объему реакционной массы частицы наноразмерной до­бавки, являясь дополнительными центрами кристаллизации, способствуют форми­рованию разветвленного каркаса ДФ. Модифицированная пластичная смазка отли­чается повышенными прочностными и маслоудерживающими свойствами, что предопределяет ее улучшенную в 2-5 раз коллоидную стабильность, повышенные в 1,6-3,3 раза нагрузочные характеристики и увеличенный в 1,5-2,0 раза ресурс. Раз­работан состав смазочной композиции с многофункциональным пакетом нанораз­мерных добавок, включая дисульфид молибдена (противозадирная добавка), гидро­силикаты никеля (противоизносная добавка), алмазно-графитовая шихту (структу­рирующая и приработочная добавка), обеспечивающих повышенный уровень пре­дельных нагрузок (нагрузка сваривания не менее 5000 Н) и расширенный (на 40-60 °С) диапазон температур применения [2-А-4-А,17-А,22-А,27-А,30-А,44-А, 46-А,55-А,57-А,61-А,76-А,79-А,84-А-86-А,94-А,104-А,111-АД17-АД42-А, 47-А].

Рекомендации по практическому использованию результатов

1. Практическая значимость выполненных исследований состоит в разработке

научно-обоснованных подходов и методов получения антифрикционных компози­

ционных материалов и покрытий с повышенным в 1,5-3,5 раза ресурсом. Разработа­

на гамма антифрикционных композиционных материалов (покрытий)

(ТУРБ 100354447.060-2004 «Материал литой макрогетерогенный композиционный

с алмазосодержащим покрытием», ТУРБ 100029077.002-2004 «Смазка пластичная

ИТМОЛ-150Н», ТУРБ 1904100065.002-2005 «Смазка пластичная ИТМОЛ-150П»,

ТУРБ 190410065.0140-2008 «Покрытие композиционное хромалмазное» и др.) и со­

зданы технологии изготовления с их использованием элементов узлов трения тепло­

энергетического оборудования (ТП№ 01165.00005), шарнирных сопряжений сель­

скохозяйственной техники (ТП№ДЯФ/ТД 04692064.02271.00021.00002), направ­

ляющих металлообрабатывающих станков (ТП№ИЯБМ 01100.00021), подшипни­

ков скольжения погружных насосов (ТП№ 50071.00031), а также технологии для

производства пластичных смазок (ТП №№ ИЯБМ 01100.00006, ИЯБМ 01101.00011),

технологические процессы для выпуска абразивного инструмента

(ТП№ 6583.00021-2005)          и           изготовления          прессовой          оснастки

(ТП № ИЯБМ 01100.00009) и др. Разработанные материалы и технологические про­цессы внедрены на ряде производственных участков Республики Беларусь и Рес­публики Корея и направлены на увеличение ресурса и надежности машин и обору-

34


дования, а также повышение конкурентоспособности продукции отечественных машиностроительных предприятий с целью расширения выпуска импортозамеща­ющих товаров и увеличения экспортного потенциала.

В частности, технология изготовления элементов узлов трения из макрогере-генных композитов с алмазно-графитовым смазочным покрытием использована ОАО «Белэнергоремналадка» при модернизации 13 турбоагрегатов белорусской энергосистемы с увеличением межремонтного периода для тяжелонагруженных опор скольжения с 4-х до 6-ти лет. Технология трибомеханического модифицирова­ния внедрена на РУП «Гомельский завод литья и нормалей» для повышения работо­способности шарниров механизмов копирования рельефа поля жаток зерноубороч­ных комбайнов с обеспечением снижения уровня потерь зерна при уборке урожая с 0,78 до 0,52 %. По освоенной ОДО «Спецсмазки» Инновационной ассоциации «Академтехнопарк» технологии изготовления пластичных смазок с пакетом нано-размерных добавок для тяжелонагруженных узлов трения произведено и реализова­но для белорусских потребителей (ОАО «Белкард», Кузнечный завод тяжелых штамповок (г.Жодино), РУП «Гомельский завод литья и нормалей», Минский под­шипниковый завод и др.) свыше 100 тонн импортозамещающих смазочных матери­алов. Оборудование для производства композиционных пластичных смазок с нано-размерными добавками поставлено компании «Daewha Alloytech Co., Ltd.» (Респуб­лика Корея) по контракту на сумму 140 тыс. долларов США. Технология нанесения хромалмазных композиционных покрытий внедрена на НП ЗАО «Синта» для изго­товления элементов узлов трения погружных насосов для ОАО «Завод «Промбур-вод» с целью снижения расхода дорогостоящих нержавеющих сталей и повышения в 2-3 раза ресурса гидротехнического оборудования. Суммарный объем выпуска продукции по разработанным технологиям составил 1 057,7 тыс. долларов США, долевое участие соискателя - 74,2% [2-А,3-А,5-А,6-А,9-А,11-А,12-А,15-А,19-А, 43-А,50-А,51-А,53-А,67-А,70-А,99-А,101-А,107-А,110-А,118-А-135-А,137-А,138-А, 142-АД44-А-150-А].

2. Определены перспективные направления применения результатов исследо­вания, по которым в настоящее время проводятся опытно-промышленные испыта­ния:

  1. пластичные смазки с АНМД и технология трибомеханического модифицирова­ния для применения в тяжелонагруженных узлах трения технологического оборудо­вания (металлургическое, кузнечно-прессовое, металлорежущее), мобильных машин, сельскохозяйственной техники, железнодорожного и карьерного транспорта;
  2. композиционные хромалмазные электрохимические покрытия для повышения качества режущего и формообразующего инструмента, прессовой и штамповой оснастки, запорной арматуры, элементов узлов трения и других деталей и изделий;
  3. оксидокерамические слои с АНМД для повышения ресурса элементов пневмо-и гидрозапорной арматуры, деталей технологической оснастки для формообразова­ния изделий из пластмасс и др.;

35


- газотермические покрытия с эффектом самоупрочнения трибомеханическим модифицированием на стадии эксплуатации за счет управляемых деформационно-фазовых превращений для упрочнения работающих в условиях повышенного абра­зивного изнашивания элементов узлов трения карьерной, дорожно-строительной и сельскохозяйственной техники.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ СОИСКАТЕЛЯ

Монографии

1-А. Дорожкин, Н.Н. Получение покрытий методом припекания / Н.Н. Дорожкин, Т.М. Абрамович, В.И. Жорник. - Минск: Наука и техника, 1980. -176 с.

2-A.Vityaz, P. A. Tribomechanical Modification of Friction Surface by Running-In in Lubricants with Nano-Sized Diamonds / P.A. Vityaz, V.I. Zhornik, V.A. Kukareko, M. A. Belotserkovsky. -New York: Nova Science Publishers, Inc., 2010. - 120 p.

3-A. Витязь, П.А. Модифицирование материалов и покрытий наноразмерными алмазосодержащими добавками / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко, А.И. Комаров, В.Т. Сенють. -Минск: Бел. навука, 2011. - 527 с.

4-А. Zhornik, V.I. Tribomechanical Modification of Friction Surface by Running-In Lubricants with Nano-Sized Diamonds / V.I. Zhornik, V.A. Kukareko, M.A. Belotserkovsky // Advances in Mechanics Research. Volume 1 / Editor: Jeremy M. Campbell. - New York: Nova Science Publishers, Inc., 2011. - P. 1-78.

5-A. Витязь, П.А. Повышение износостойкости поверхностей трения трибомо-дифицированием в среде смазки с наноразмерными алмазосодержащими добавками / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Современные перспективные материа­лы / Под ред. В.В. Клубовича. - Витебск: Изд-во УО «ВГТУ», 2011. - С. 146-184.

Брошюры

6-А. Жорник, В.И. Рекомендации по ремонту и реконструкции тяжелонагру-женных узлов скольжения с использованием композиционных материалов / В.И. Жорник, А.С. Калиниченко, В.Я. Кезик, Ю.В. Кобзарь, А.А. Кот. - Минск: ИТК НАНБ, 2000. - 88 с.

Статьи в научных журналах

7-А. Жорник, В.И. Методы стабилизации температурного режима и снижения напряженного состояния при электроконтактном нанесении порошковых покрытий / В.И. Жорник, В.А. Верещагин, А.И. Полуян // Материалы, технологии, инструмен­ты. - 1997. - Т. 2, № з. - С. 28-30.

8-А. Полуян, А.И. Изготовление алмазного инструмента методом электроспе­кания / А.И. Полуян, В.А. Верещагин, В.И. Жорник // Материалы, технологии, ин­струменты. - 1998. - Т. 3, № 2. - С. 52.

36


9-А. Жорник, В.И. Применение метода электроконтактного спекания для изго­товления алмазного инструмента / В.И. Жорник, А.И. Полуян // Наука - производ­ству. - 1999. - № 6. - С. 21-22.

10-А. Витязь, П. А. Влияние материала фрикционной пары на триботехнические свойства консистентной смазки, модифицированной ультрадисперсными алмазами / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко, А.С. Калиниченко, Н.Е. Гильнич // Тре­ние и износ. - 2000. - Т. 21, № 5 - С. 527-533.

11-А. Кобзарь Ю.В. Применение литых композиционных материалов в тепло­энергетическом оборудовании / Ю.В. Кобзарь, СО. Выхота, Г.А. Рукавичников, А.С. Калиниченко, В.Я. Кезик, В.И. Жорник, Е.О. Воронов // Энергетика. - 2001. -№ 4. - С. 73-78.

12-А. Калиниченко, А.С. Применение композиционных материалов и алмазосо­держащих смазочных покрытий в тяжелонагруженных узлах скольжения / А.С. Калиниченко В.И. Жорник, В.А. Кукареко, В.Я. Кезик // Ремонт, восстановле­ние, модернизация. - 2002. - № 5. - С. 31-34.

13-А. Витязь, П.А. Триботехнические свойства подшипникового сплава, моди­фицированного ультрадисперсными алмазами / П.А. Витязь, В.И. Жорник, Н.Н. Прокопович // Вестник ПТУ. Серия В. Прикладные науки, 2003. - Т. 2, № 4. -С. 2-5.

14-А. Жорник, В.И. Исследование триботехнических свойств пар трения из композиционных материалов / В.И. Жорник, В.А. Кукареко, А.С. Калиниченко, В.Я. Кезик // Вестник ПТУ. Серия В. Прикладные науки. - 2003. - Т. 2, № 4. -С. 149-151.

15-А. Витязь, П.А. Триботехнические свойства подшипникового сплава, моди­фицированного ультрадисперсными алмазами / П.А. Витязь, В.И. Жорник, Н.Н. Прокопович Н.Н. // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2004. - № 1. -С. 6-8.

16-А. Витязь, П.А. Математическое моделирование, компьютерное проектиро­вание и исследование технологии получения легкоплавких подшипниковых сплавов, модифицированных ультрадисперсной алмазографитовой шихтой / П.А. Витязь, В.И. Жорник, О.В. Жилинский, Т.В. Лактюшина, Прокопович Н.Н. // Вестник По­лоцкого государственного университета. Серия В. Прикладные науки. - 2005. - Т. 4, № 6. - С. 2-6.

17-А. Жорник, В.И. Модифицирование жидких смазочных материалов добавка­ми ультрадисперсной алмазографитовой шихты с целью повышения триботехниче­ских характеристик пар трения / В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Вестник ПТУ. Серия В. Прикладные науки. - 2005. - Т. 4, № 6. - С. 150-156.

18-А. Витязь, П.А. Применение наноразмерных алмазографитовых присадок для повышения триботехнических свойств элементов пар трения / П.А. Витязь,

37


В.И. Жорник, В.А. Кукареко, А.С. Калиниченко // Тяжелое машиностроение. - 2005. -№10.-С. 19-22.

19-А. Полуян, А.И. Реализация метода электроконтактного спекания в режиме термостабилизации для получения металлоалмазных композитов / А.И. Полуян, В.И. Жорник // Вестник ПТУ. Серия С. Фундаментальные науки. Физика. - 2005. -№ 10. - С. 75-77.

20-А. Витязь, П.А. Формирование износостойких поверхностных структур и механизм фрикционного разрушения при трении в среде смазочного материала, мо­дифицированного ультрадисперсными алмазографитовыми добавками. 4.1. Трибо-технические свойства / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко, А.И. Камко // Трение и износ. - 2006. - Т. 27, № 1. - С. 61-68.

21-А. Витязь, П.А. Формирование износостойких поверхностных структур и механизм фрикционного разрушения при трении в среде смазочного материала, мо­дифицированного ультрадисперсными алмазографитовыми добавками. 4.2. Модель разрушения / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко, А.И. Камко // Трение и из­нос. - 2006. - Т. 27, № 2. - С. 196-200.

22-А. Ивахник, А.В. Исследование процесса структурообразования дисперсной фазы комплексной литиевой смазки / А.В. Ивахник, В.И. Жорник, Л.В. Маркова // Материалы, технологии, инструменты. - 2006. - Т. 11, № 4. - С. 60-65.

23-А. Витязь, П.А. Формирование износостойких поверхностных структур в процессе трения под воздействием твердых наноразмерных модификаторов смазоч­ных материалов // П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Физическая мезоме-ханика, 2006. - Т. 9, № 5. - С. 85-89.

24-А. Камко, А.И. Выбор режимов плакирования деталей пар трения в меха­низмах копирования рельефа почвы зерноуборочного комбайна / А.И. Камко, М.А. Леванцевич, В.И. Жорник // Вестник Полоцкого государственного университе­та. Серия В. - 2007. - № 8. - С. 21-25.

25-А. Смиловенко, О.О. Оценка воспроизводимости свойств покрытия / О.О. Смиловенко, В.И. Жорник, Р.Г. Штемплюк // Научно-теоретический журнал Таждикского технического университета - Вестник технического университета. -2008. - № 2. - С. 24-29.

26-А. Витязь, П.А. Влияние состава дисперсной фазы на процесс электрохими­ческого осаждения хрома с наноалмазом и структуру композиционного покрытия / П.А. Витязь, Р.Г. Штемплюк, В.И. Жорник, О.О. Смиловенко // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В. Промышленность. Прикладные науки. -2008. - № 4. - С. 2-8.

27-А. Витязь, П.А. Повышение свойств триботехнических материалов их мо­дифицированием твердыми наноразмерными компонентами / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко, А.В. Ивахник // Известия НАЛ Беларуси. Серия физи­ко-технических наук. - 2008. - № 4. - С. 45-49.

38


28-А. Витязь, П.А. Влияние наноразмерных углеродных добавок на формиро­вание структуры и триботехнические свойства гальванических хромовых покрытий / П.А. Витязь, В.И. Жорник, Р.Г. Штемплюк, С.А. Ковалева // Трение и износ. - 2009. -Т. 30, №2. -С. 132-139.

29-А. Витязь, П.А. Исследование структуры и свойств электрохимических хро-малмазных покрытий / П.А.Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко, Р.Г. Штемплюк // Материалы, технологии, инструменты. - 2010. - Т. 15, № 2. - С. 25-32.

30-А. Жорник, В.И. Влияние твердых наноразмерных добавок на структуру пластичной смазки и механизм изнашивания поверхности трения / В.И. Жорник, А.В. Ивахник, В.П. Ивахник // Механика машин, механизмов, материалов. - 2010, № 3(12). - С. 85-92.

31-А. Белоцерковский, М.А. Трибологическое модифицирование металличе­ских покрытий в процессе приработки и эксплуатации в узлах трения / М.А. Белоцерковский, В.И. Жорник, В.А. Кукареко, А.И. Камко // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2010. - № 5. - С. 34-38.

32-А. Витязь, П.А. Физические аспекты модифицирующего действия нанораз-мерной дисперсной фазы в электрохимическом осаждении хромалмазных покрытий / П.А. Витязь, В.И. Жорник, Ю.П. Выблый, В.А. Кукареко // Доклады НАЛ Белару­си. - 2010. - Т. 54, № 5. - С. 109-119.

33-А. Витязь, П.А. Применение макрогетерогенных композитов и модифициро­ванных смазочных материалов для модернизации тяжелонагруженных узлов трения / П.А.Витязь, В.И. Жорник, А.С. Калиниченко, В.А. Кукареко // Ремонт, восстановле­ние, модернизация. - 2010. - № 11. - С. 2-9.

34-А. Витязь, П.А. Формирование износостойких поверхностных наноструктур трибомодифицированием в среде смазки с твердыми ультрадисперсными добавками // П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Перспективные материалы. - 2011. -Спец. выпуск № 12. - С. 278-284.

35-А. Витязь, П.А. Термодинамические аспекты получения композиционных материалов, модифицированных наноразмерными углеродными добавками / П.А. Витязь, В.И. Жорник, B.C. Вихренко // Доклады НАЛ Беларуси. - 2011. - Т. 55, № 6 - С. 122-130.

36-А. Витязь, П.А. Исследование структурно-фазового состояния и свойств спеченных сплавов, модифицированных наноразмерными алмазосодержащими до­бавками // П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Известия НАЛ Беларуси. Се­рия физико-технических наук. - 2011. - № 3. - С. 5-17.

Статьи в научных сборниках

37-А. Витязь, П.А. Исследование процессов структурообразования в системах алмаз-медь-олово и алмаз-кобальт при электроспекании / П.А. Витязь, В.А. Верещагин, В.И. Жорник, А.И. Полуян // Порошковая металлургия: сб. науч. статей. - Минск, 1998. -Вып. 21. -С. 15-17.

39


38-А. Калиниченко, А.С. Исследование физико-механических и трибологиче-ских свойств композиционных материалов для тяжелонагруженных узлов трения / А.С. Калиниченко, В.И. Жорник, В.А. Верещагин, Н.Е. Гильнич // Порошковая ме­таллургия: сб. науч. статей. -Минск, 1999. -Вып. 22. - С. 24-29.

39-А. Витязь, П. А. Триботехнические свойства пар трения в среде консистент­ной смазки, модифицированной ультрадисперсными алмазами / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко, Л.П. Пилиневич, Г.А. Шеко // Порошковая металлур­гия: сб. науч. статей. -Минск, 2001. -Вып. 24- С.34-39.

40-А. Жорник, В.И. Повышение триботехнических свойств консистентной смазки модифицированием ее ультрадисперсными алмазами / В.И. Жорник // Кон-структовання, виробництво та експлуатація сельскогосподарьских машин. - Зага-льнодерж. міжвід. наук.-техн. збірнік. -Випуск 30. -Кіровоград, 2001. - С. 156-159.

41-А. Калиниченко, А.С. Применение композиционных материалов и алмазосо­держащих смазочных покрытий в тяжелонагруженных узлах скольжения /А.С. Ка­линиченко, В.И. Жорник, В.Я. Кезик, В.А. Кукареко // Теоретические и технологи­ческие основы упрочнения и восстановления изделий машиностроения: сб. науч. трудов / Под общ. ред. С.А. Астапчика, П.А. Витязя. - Минск, 2001. - С. 171-175.

42-А. Жорник, В.И. Исследование триботехнических свойств пар трения из композиционных материалов / В.И. Жорник, А.С. Калиниченко, В.Я. Кезик, В.А. Кукареко // Материалы, технологии и оборудование для упрочнения и восста­новления деталей машин: тематический сборник / Под общ. ред. П.А. Витязя, С.А Астапчика. -Минск, 2003. - С. 118-120.

43-А. Янкевич, Н.С. Инструментальный комплекс для вскрытия бетонных кон­струкций / Н.С. Янкевич, А.С. Климук, В.И. Жорник, А.И. Полуян, А.А. Орешко // Научное обеспечение защиты от чрезвычайных ситуаций: Основные результаты вы­полнения научно-технической программы «Чрезвычайные ситуации (2000-2004 гг.) [Текст]: сб. науч. трудов / ред. кол.: Э.Р. Бариев (науч.ред.) [и др.]. -Минск, 2005. -С. 65-71.

44-А. Жорник, В.И. Влияние наноразмерных углеродных добавок на структуру пластичных смазок и износостойкость поверхностей трения / В.И. Жорник, А.В. Ивахник // Углеродные наноструктуры: сб. науч. тр.: ред. кол.: П.А. Витязь [и др.]. - Минск, 2006. - С. 81-87.

45-А. Смиловенко, О.О. Выбор режимов процесса хромирования по заданным показателям качества покрытия методом многомерного компьютерного синтеза. / Смиловенко О.О., Жилинский О.В., Жорник В.И., Лактюшина Т.В., Штемплюк Р.Г. // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: сб. науч. тр. ДонНТУ. -Донецк, 2007. -Вып. 34. - С. 216-221.

46-А. Жорник, В.И. Эволюция структуры дисперсной фазы пластичных смазок с наноразмерными углеродными добавками в процессе трибовзаимодействия / В.И. Жорник, А.В. Ивахник // Наночастицы в конденсированных средах: сб. науч. ст.

40


/ HAH Беларуси, Ин-т тепло- и массообмена; ред. кол.: П.А. Витязь (отв.ред.) [и др.]. -Минск, 2008. -С. 66-71.

47-А. Витязь, П.А. Структура и трибологические свойства модифицированной фуллеренами оксидокерамики / П.А. Витязь, Э.М. Шпилевский, В.И. Комарова, А.И. Комаров, В.И. Жорник // Фуллерены и фуллереноподобные структуры: сб. науч. тр. - Минск, 2005. - С. 15-20.

48-А. Жорник, В.И. Пластичная смазка с наноразмерными компонентами для тяжелонагруженных узлов трения сельхозмашин /В.И. Жорник, А.И. Камко // Кон-структовання, виробництво та експлуатація сельскогосподарьских машин. - Зага-льнодерж. міжвід. наук.-техн. збірнік. -Кіровоград, 2009. -Випуск 39. - С. 115-121.

49-А. Жорник, В.И. Влияние наноразмерных углеродных добавок на структур­но-фазовое состояние и механические свойства спеченных сплавов / В.И. Жорник, В.А. Кукареко, С.А. Ковалева // Жорник, В.И. Влияние наноразмерных углеродных добавок на структурно-фазовое состояние и механические свойства спеченных сплавов / В.И. Жорник, В.А. Кукареко, С.А. Ковалева // Фуллерены и наноструктуры в конденсированных средах: сб. науч. ст. / ред. кол.: П.А. Витязь (отв. ред.) [и др.]. -Минск, 2011.-С. 412-423.

Материалы конференций

50-А. Полуян, А.И. Технология изготовления алмазного инструмента методом электроконтактного нагрева / А.И. Полуян, В.А. Верещагин, В.И. Жорник // Новые материалы и технологии в порошковой металлургии: сб. материалов V-ой Нацио­нальной научн-техн. конф. с международным участием, София (НРБ), 13-15 нояб. 1990 г. / Институт технологии металлов. - София, Институт технологии металлов, 1990. - С. 44-45.

51-A. Vereshchagin, V.A. Production of diamond-containing composites and tools manufacturing on their base / V.A. Vereshchagin, V.I. Zhornik, A.I. Poluyan // Advanced Technologies for Material Processing and Repairing of Worne-out Surfaces: theses 1st Bel-arussian-German Seminar, Minsk: Tamrasat Ltd. -1996. - P. 19.

52-A. Vereshchagin V.A. Application of the Electrocontact Heating to Deposit Pro­tective Layers and to Manufacture Composite Materials / V.A. Vereshchagin, V.I. Zhornik, A.I. Poluyan //Advanced Technologies for Material Processing and Repairing of Worn-out Parts. Proceedings of the 1-st Belarussian-German Seminar, Minsk: Tamrasat Ltd., 1996. - С 124-127.

53-A. Vereshchagin, V.A. Application of an electrocontact sintering technology for production of diamond-containing composites and diamond tools / V.A. Vereshchagin, V.I. Zhornik, A.I. Poluyan // Advanced Technologies for Material Processing and Repair­ing of Worne-out Surfaces: theses 2nd International Conference, Minsk, 1997. - P. 35.

54-A. Kezik, V.Ya. Development of casted composite materials for severe condi­tions    of   work    /    V.Ya. Kezik,    V.A. Kalinichenko,    A.E. Zelezei,    V.I. Zhornik,

41


A.S. Kalinichenko // Advanced Technologies for Material Processing and Repairing of Worne-out Surfaces: Theses 2nd International Conference, Minsk, 1997. -P. 80.

55-A. Кукареко, В.А. Триботехнические свойства консистентной смазки, моди­фицированной порошком ультрадисперсных алмазов / В.А. Кукареко, В.И. Жорник, А.С.Калиниченко // МАТЕХ-2000: тез. докл. межд. науч.-техн. конф., Гомель, 12-13 сент. 2000 г. / ИММС НАН Беларуси.- Гомель: ИММС НАН Беларуси, 2000. -С. 82-83.

56-А. Жорник, В.И. Макрогетерогенные композиты с наноструктурированным поверхностным слоем, формируемым при термодеформационной обработке / В.И. Жорник, В.А. Кукареко, А.С. Калиниченко, А.И. Камко // Инженерия поверх­ности. Новые порошковые композиционные материалы. Сварка: матер, междунар. симп., Минск, 22-25 марта 2011 г.: В 2-х частях / Институт порошковой металлур­гии ГНПО ПМ НАН Беларуси. - Минск: ИПМ ГНПО НАН Беларуси, 2011. - Ч. 2. -С. 39-44.

57-А. Жорник, В.И. Влияние добавок наноразмерных алмазов на триботехниче­ские свойства пластичных смазок / В.И. Жорник // Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века: сб. тр. междунар. науч.-техн. конф., Севастополь, 9-15 сент. 2002 г.: В 4-х томах / ДонНТУ; под ред. А.Н. Михайлова. - Донецк: ДонНТУ, 2002. -Т. 1.-С. 209-210.

58-А. Жорник, В.И. Триботехнические свойства консистентной смазки, модифи­цированной ультрадисперсными алмазами / В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Надеж­ность машин и технических систем: материалы Междунар. научн.-техн. конф. Минск, 16-17 окт. 2001 г.: В 2-х т. / Институт надежности машин НАН Беларуси / Под ред. О.В. Берестнева. - Минск: Институт технической кибернетики НАНБ, 2001. -Т. 2.-С. 112-113.

59-А. Витязь, П.А. Особенности формирования покрытий на алюминиевых сплавах микродуговым оксидированием из растворов, содержащих наноматериалы / П.А. Витязь, В.И. Жорник, А.И. Комаров, В.И. Комарова // Физико-химия ультра­дисперсных (нано-) систем: Материалы VI Всероссийской (междунар.) науч.-техн. конф., Томск, 19-23 авг. 2002 г. / ИФПМ СО РАН; под ред. В.Е. Панина. - Томск: ИФПМ СО РАН, 2002. - С. 393-394.

60-А. Витязь, П.А. Влияние наноматериалов на формирование покрытий мик­родуговым оксидированием на алюминиевых сплавах / П.А. Витязь, В.И. Жорник, А.И. Комаров, В.И. Комарова // Новые материалы и технологии: порошковая метал­лургия, композиционные материалы, защитные покрытия: материалы докладов 5-й междунар. науч.-техн. конф., Минск, 2002 г. / Институт порошковой металлургии БГНПК ПМ; ред. кол. А.Ф. Ильющенко [и др.]. - Минск: ИПМ НАН Беларуси, 2002. -С. 241-242.

61-А. Витязь, П.А. Применение наноматериалов на основе ультрадисперсных алмазов  в триботехнических  сопряжениях / П.А.  Витязь,  А.П.  Корженевский,

42


Т.М. Губаревич, В.И. Жорник // Трибофатика: тр. 4-го Международного симпозиу­ма по трибофатике, Тернополь (Украина), 23-27 сент. 2002 г.: В 2-х т. / Тернополь-ский гос. техн. университет им. Ивана Пулюя; отв. ред. В.Т. Трощенко - Тернополь: Тернопольский гос. техн. университет им. Ивана Пулюя, 2002.-Т. 1- С.50-54.

62-А. Витязь, П.А. Разработка нового класса композиционных материалов тя-желонагруженных узлов скольжения / П.А. Витязь, В.Я. Кезик, А.С. Калиниченко, В.И. Жорник, Р.К. Иванова // Трибофатика: тр. 4-го Международного симпозиума по трибофатике, Тернополь (Украина), 23-27 сент. 2002 г.: В 2-х т. / Тернопольский гос. техн. университет им. Ивана Пулюя; отв. ред. В.Т. Трощенко - Тернополь: Тер­нопольский гос. техн. университет им. Ивана Пулюя, 2002. - Т. 1. - С. 367-371.

63-А. Витязь, П.А. Триботехнические свойства смазочных материалов, моди­фицированных высокодисперсными кластерами синтетического углерода / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко, А.С. Калиниченко, К.Э. Барановский, В.Я. Кезик // Трибофатика: тр. 4-го Межд. симпозиума по трибофатике, Тернополь (Украина), 23-27 сент. 2002 г.: В 2-х т. / Тернопольский гос. техн. университет им. Ивана Пулюя; отв. ред. В.Т. Трощенко - Тернополь: Тернопольский гос. техн. уни­верситет им. Ивана Пулюя, 2002. - Т. 2. - С. 696-700.

64-А. Жорник, В.И. Триботехнические свойства легкоплавкого подшипниково­го сплава, модифицированного ультрадисперсными алмазами / В.И. Жорник, Н.Н. Прокопович // Машиностроение и техносфера XXI века: сб. трудов X межд. науч.-техн. конф. Севастополь, 8-14 сент. 2003 г.: В 4-х томах / ДонНТУ; под общ. ред. А.Н. Михайлова. - Донецк: ДонНТУ, 2003. - Т. 1. - С. 267-271.

65-А. Жорник, В.И. Триботехнические свойства композиционных материалов с макрогетерогенной структурой / В.И. Жорник, В.А. Кукареко, А.С. Калиниченко, В.Я. Кезик // Проблемы и перспективы развития транспортных систем и строитель­ного комплекса: тез. докл. межд. научн.-практ. конф., 3-5 окт. 2003 г.: В 2-х ч. / Под общ. ред. В.И. Сенько. -Гомель, 2003. -Ч. 2. - С. 91-92.

66-А. Витязь, П.А. Перспективные покрытия для узлов трения космической техники / П.А. Витязь, В.И. Жорник, А.И. Комаров, В.И. Комарова // Первый бело­русский космический конгресс: материалы конгресса, Минск, 28-30 окт. 2003 г. / под общ. ред. СВ. Абламейко. - Минск: ОИПИ НАЛ Беларуси, 2003. - С. 52-54.

67-А. Poluyan, A. Application of a method of electrocontact sintering for manufac­turing the diamond tools / A. Poluyan, V. Zhornik // TOOLS 2004: Int. conf, Kocovce, 22-23 April 2004, Slovak Republic. - Kocovce: 2004. - P. 146-148.

68-A. Витязь, П.А. Влияние фуллеренов на формирование структуры поверхно­сти трения оксидокерамических покрытий / П.А. Витязь, Э.М. Шпилевский, В.И. Комарова, А.И. Комаров, В.И. Жорник // Фуллерены и фуллереноподобные структуры в конденсированных средах: сб. материалов III Межд. симпозиума, Минск, 22-25 июня 2004 г. / ИТМО им. А.В. Лыкова НАЛ Беларуси: ред. кол.: П.А. Витязь [и др.]. Минск: ИТМО им. А.В. Лыкова НАЛ Беларуси, 2004. - С. 6-8.

43


69-А. Витязь, П.А. Композиционные антифрикционные оксидокерамические покрытия на сплавах титана / П.А. Витязь, А.И. Комаров, В.И. Комарова, В.И. Жорник // Проблемы космической триботехники (КОСМОТРИБ-2004): тез. докл. семинара, Гомель, 26-28 авг. 2004 г. / ИММС НАЛ Беларуси; ред. кол. В.В. Кончиц [и др.]. - Гомель: ИММС НАЛ Беларуси, 2004. - С. 26-28.

70-А. Витязь, П.А. Модифицированные углеродными нанокомпонентами окси­докерамические покрытия на формообразующих деталях штамповой оснастки для литья изделий из пластмасс / П.А. Витязь, В.И. Жорник, А.И. Комаров, В.И. Комарова // Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, компо­зиционные материалы, защитные покрытия: материалы докл. 6-ой межд. научн. -техн. конф., Минск, 6-7 апр. 2004 г. / Институт порошковой металлургии ГНПО ПМ; ред. кол.: А.Ф. Ильюшенко [и др.]. - ОДО «Тонпик», 2004. - С. 164-165.

71-А Витязь, П.А. Влияние наноразмерных алмазографитовых присадок на три-ботехнические свойства жидких смазок и структуру поверхностей трения / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Наноструктурные материалы-2004: Бе­ларусь-Россия: мат. III Междунар. семинара, Минск, 12-15 окт. 2004 г. / ИТМО им. А.В. Лыкова НАЛ Беларуси; ред. кол.: П.А. Витязь [и др.]. - Минск: ИТМО им. А.В. Лыкова НАЛ Беларуси, 2004. - С. 72-73.

72-А. Жорник, В.И. Повышение качества триботехнических материалов их модифицированием нанокомпонентами / В.И. Жорник, А.И. Комаров, Н.Н. Прокопович // Технология XXI века: сб. научн. статей по материалам 11й межд. научн.-методич. конф. Секция «Современные технологии в промышленно­сти», Алушта, 20-24 сент. 2004 г., Сумский нац. аграр. ун-т / Под ред. д.т.н., проф. Н.В. Захарова. - Сумы: СЛАУ, 2004. - С. 121-126.

73-А. Жорник, В.И. Влияние наноразмерных амазографитовых добавок в сма­зочные материалы на структуру и свойства поверхностей трения /В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Полимерные композиты и трибология (Поликомтриб-2005): тез. докл. Межд. науч.-техн. конф., Гомель, 18-21 июля 2005 г. / ИММС НАЛ Беларуси; ред. кол. В.Н. Адериха и [др.] - Гомель: ИММС НАЛ Беларуси, 2005. - С. 153-154 .

74-А. Жорник, В.И. Повышение триботехнических характеристик пар трения модифицированием жидких смазочных материалов добавками ультрадисперсной алмазографитовой шихты / В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Машиностроение и тех­носфера XXI века:/ сб. трудов XII Межд. науч.-техн. конф., Севастополь, 12-17 сент. 2005 г.: В 5-ти томах / Дон НТУ; под ред. А.Л Михайлова. - Донецк: ДонНТУ. - Т. 1. - С. 281-284.

75-А. Ивахник, В.П. Исследование влияния твердых добавок на структурообра-зование литиевых смазок методами сканирующей электронной микроскопии / В.П. Ивахник, В.И. Жорник, А.В. Ивахник, Т.И. Пинчук // Прогресс в технологии го­рючих ископаемых и химмотологии топливно-смазочных материалов: сб. тез. Межд.

44


науч.-техн. конф., Днепропетровск, 12-15 сент. 2005 г. / Укр. гос. хим.-технолог, ун-т. - Днепропетровск, Укр. гос. хим.-технолог, ун-т, 2005. - С. 249-250.

16-А. Витязь, П.А. Применение углеродных наноматериалов в триботехниче-ских сопряжениях / П.А. Витязь, В.И. Жорник // ТРИБОФАТИКА: сб. докл. V Меж­дународ, симпозиума по трибофатике. ISTF 2005., Иркутск, 3-7 окт. 2005 г.: В 2-х томах / ИрГУПС; ред. кол.: А.П. Хоменко [др.]. - Иркутск: ИрГУПС, 2005. - Т. 2. -С. 71-79.

77-А. Витязь, П.А. Повышение износостойкости поверхностей трения прира­боткой в среде смазочного материала, содержащего ультрадисперсные присадки / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко // ТРИБОФАТИКА: сб. докл. V Междуна­род, симпозиума по трибофатике. ISTF 2005., Иркутск, 3-7 окт. 2005 г.: В 2-х томах / ИрГУПС; ред. кол.: А.П. Хоменко [др.]. - Иркутск: ИрГУПС, 2005. - Т. 2. - С. 80-87.

78-А. Жорник, В.И. Повышение износостойкости поверхностей трения прира­боткой в среде смазочного материала, модифицированного ультрадисперсной алма-зографитовой шихтой /В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Энерго- и материалосберега-ющие экологически чистые технологии: тез. докл. 6-й Междун. науч.-техн. конф.. Гродно, 1-2 нояб. 2005 г. / ГрГУ; под ред. А.И. Свиреденка и В.А. Бородули. -Гродно: ГрГУ, 2005. - С. 149.

79-А. Жорник, В.И. Повышение износостойкости поверхностей трения прира­боткой в среде смазочного материала, модифицированного ультрадисперсной алма-зографитовой шихтой /В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Энерго- и ресурсосберегаю­щие экологически чистые технологии: материалы VI Междунар. науч.-техн. конф., Гродно, 1-2 нояб. 2005 г.: В 2-х ч. / ГрГУ; ред. кол.: А.И. Свириденок (отв. ред.) [и др.]. - Гродно: ГрГУ, 2006. - Ч. 2. - С. 194-203.

80-А. Жорник, В.И. Структура и микротвердость легкоплавкого подшипнико­вого сплава, модифицированного углеродными наноматериалами /В.И. Жорник, Н.Н. Прокопович // Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, ком­позиционные материалы, защитные покрытия: материалы докладов 7-й Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 16-17 мая 2006 г. / Институт порошковой металлургии БГНПК ПМ; ред. кол. А.Ф. Ильющенко [и др.]. - Минск: Институт порошковой ме­таллургии БГНПК ПМ, 2006. - С. 108-109.

81-А. Жорник, В.И. Влияние наноразмерных алмазографитовых добавок на формирование структуры дисперсной фазы пластичных смазок / В.И. Жорник, А.В. Ивахник, А.И. Камко // Новые материалы и технологии: порошковая металлур­гия, композиционные материалы, защитные покрытия: материалы докладов 7-ой Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 16-17 мая 2006 г. / Институт порошковой ме­таллургии БГНПК ПМ; ред. кол. А.Ф. Ильющенко [и др.]. - Минск: Институт по­рошковой металлургии БГНПК ПМ, 2006. - С. 178-179.

82-А. Комарова, В.И. Влияние низкотемпературной химической обработки на

45


триботехнические свойства оксидокерамики / В.И. Комарова, А.И. Комаров, О.О. Смиловенко, В.И. Жорник // материалы докладов 7-й Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 16-17 мая 2006 г. / Институт порошковой металлургии БГНПК ИМ; ред. кол. А.Ф. Ильюшенко [и др.]. - Минск: Институт порошковой металлургии БГНПК ИМ, 2006. - С. 190-191.

83-А. Витязь, П.А. Механизм фрикционного разрушения при трении в среде смазочного материала, модифицированного ультрадисперсными алмазографитовы-ми добавками / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Физика прочности и пластичности материалов: сб. тез. XVI Межд. конф., Самара, 26-29 июня 2006 г. / Самарский гос. техн ун-т. - Самара: Самарский гос. техн. ун-т, 2006. - С. 257.

84-А. Vityaz, P. A. The influence of the additives of nanodiamonds on structure and properties of plastic lubricants / P.A. Vityaz, V.I. Zhornik, A.V. Ivakhnik // NANOCAR-BON & NANODIAMOND 2006 / Proc. of Joint International Conference, September Il­ls, 2006, St.Petersburg Russia. С.-Петербург: Изд. ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, 2006. -С. 38.

85-А. Жорник, В.И. Структура и свойства пластичных смазок, модифицирован­ных наноразмерными алмазографитовыми добавками / В.И. Жорник, А.В. Ивахник, А. Патеюк // Машиностроение и техносфера XXI века: сб. тр. XIII межд. науч.-техн. конф., Севастополь, 11-16 сент. 2006 г.: В 5-ти томах / ДонНТУ; под ред. А.Н. Михайлова. - Донецк: ДонНТУ 2006.- Т. 2. - С. 36-41.

86-А. Zhornik, V. The growth of resistance to wear of friction surface in modified by diamond-graphite molecules lubricant's environment / V. Zhornik, V. Kukareko, A. Pateyuk // TNSYCONT'06 / Proc. of 7th Int. Tribological Symposium, 14-16 ш Septem­ber 2006, Cracow, Poland. - Radom: ITE . - P. 425-432.

87-A. Витязь, П.А. Формирование износостойких поверхностных структур в процессе трения под воздействием твердых наноразмерных модификаторов смазоч­ных материалов / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Тез. докл. межд. конф. по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке но­вых материалов, Томск, 19-22 сент. 2006 г. / ИФПМ СО РАН; под общ. ред. В.Е. Панина и С.Г. Псахье. - Томск: ИФПМ СО РАН, 2006. - С. 297-298.

88-А. Жорник, В.И. Повышение свойств триботехнических материалов посред­ством их модифицирования твердыми нанокомпонентами / В.И. Жорник, Н.Н. Прокопович, А.В. Ивахник, Ю.С. Хоружая // Перспективы развития науки и образования в XXI веке: сб. мат. науч.-прак. конф., Душанбе, 26-27 нояб. 2006 г.: В 2-х ч. / Таджикский техн. ун-т им. акад. М.С. Осими; ред.кол. З.С. Раджабова [и др.]. - Душанбе: Изд. Таджикского техн. ун-та им. акад. М.С. Осими, 2006- Ч.1.-С. 312-315.

89-А. Kalinichenko, A.S. Tribological properties of macroheterogeneous composites in friction pairs /A.S. Kalinichenko, V.I. Zhornik,  V.Ya. Kezik // ICIT-2006 / Proc. of

46


International Conference on Industrial tribology, 30th Nov 2th Dec 2006, Indian Institute of Science, Bangalore, India - P. 198.

90-A. Камко, А.И. Перспективы применения модифицированных пластичных смазок для повышения работоспособности узлов трения сельхозмашин / А.И. Камко, В.И. Жорник, А.В. Ивахник, Н.А. Шипица // Сельскохозяйственные машины для уборки зерновых культур, кормов и корнеклубнеплодов. Состояние, тенденции и направления развития: материалы Междунар. науч.-практ. конф., Го­мель, 22-23 марта 2007 г. / М-во пром. Респ. Беларусь, РКУП «ГСКБ по зерноубо­рочной и кормоуборочной технике»; отв. за выпуск В.А. Смуругов. - Гомель: РКУП «ГСКБ по зерноуборочной и кормоуборочной технике», 2007. - С. 97-102.

91-А. Жорник, В.И. Формирование структуры легкоплавких подшипниковых сплавав, модифицированных наноразмерными добавками / В.И. Жорник, Н.Н. Прокопович // Проблемы безопасности на транспорте: материалы IV Между­нар. науч.-практ. конф., Гомель, 2-4 окт. 2007 г. / М-во образования Респ. Беларусь, М-во трансп. и коммуникаций Респ. Беларусь, Бел. ж.д., Бел. гос. ун-т трансп.; под общ. ред. В.И. Сенько. -Гомель: БелГУТ, 2007. - С. 64-65.

92-А. Жорник, В.И. Смазочные материалы с эффектом приработки / В.И. Жорник, А.В. Ивахник // Химические реактивы, реагенты и процессы малотон­нажной химии: тезисы докладов XX научно-технической конференции «Реактив-2007». Минск, 2-4 окт. 2007г. / Институт химии новых материалов НАН Беларуси; ред. кол: В.Е. Агабеков [и др.]. - Минск: ИХНМ НАН Беларуси, 2007. - С. 26.

93-А. Витязь, П.А. Управление свойствами триботехнических материалов мо­дифицированием наноразмерными компонентами / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко, А.В. Ивахник А.В. // Механика-2007: сб. науч. тр. III Белорусского конгресса по теорет. и прикл. Механике, Минск, 16-18 окт. 2007 г. / ОИМ НАН Бела­руси; под общ. ред. акад. М.С. Высоцкого. - Минск: ОИМ НАН Беларуси, 2007. -С. 342-348.

94-А. Жорник, В.И. Пластичные смазочные материалы, модифицированные твердыми наноразмерными компонентами / В.И. Жорник, А.В. Ивахник // Нано-структурные материалы - 2008: Беларусь - Россия - Украина (НАНО-2008): матери­алы Первой междунар. науч. конф., Минск, 22-25 апр. 2008 г. / ред. кол.: П.А. Ви­тязь [и др.]. - Минск: Белорус, наука, 2008. - С. 276-277.

95-А. Жорник, В.И. Триботехнические свойства полимерных композиционных материалов для тяжелонагруженных узлов трения // В.И. Жорник, В.А. Кукареко, В.И. Дубкова // Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, компози­ционные материалы, защитные покрытия, сварка: материалы докладов 8-й междуна­родной научно-технической конференции, Минск, 27-28 мая 2008 г. / Институт по­рошковой металлургии ГНПО ПМ; ред. кол: А.Ф. Ильющенко [др.]. - Минск: Ин­ститут порошковой металлургии ГНПО ПМ, 2008. - С. 84-85.

47


96-А. Смиловенко, О.О. Оценка воспроизводимости свойств композиционного хромалмазного покрытия при компьютерном синтезе технологии // О.О. Смиловенко, О.В. Жилинский, В.И. Жорник, Т.В. Лактюшина// Машинострое­ние и техносфера XXI века: сб. трудов XV международной научно-технической конф., Севастополь 15-20 сент. 2008 г.: В 4-х т. / ДонНТУ; под ред. А.Н. Михайлова. - Донецк: ДонНТУ, 2008. -Т. 3. - С. 160-164.

97-А. Витязь, П.А. Модифицирование машиностроительных материалов нано-размерными компонентами с целью повышения их триботехнических свойств / П.А. Витязь, В.И. Жорник // Инновации в машиностроении: сб. науч. тр. межд. конф., Минск, 30-31 окт. 2008 г. / ОИМ НАН Беларуси; под общ. ред. акад. М.С. Высоцкого. - Минск: ОИМ НАН Беларуси, 2008. - С. 372-379.

98-А. Zhornik, V. The greases with nanosized components / V. Zhornik // Proc. of Seminar on hardening technology, 27th Nov 2008, KITECH, Seul, Korea - P. 178-184.

99-A. Жорник, В.И. Наноструктурные материалы и перспективы их применения в машиностроении / В.И. Жорник // Наука - инновационному развитию общества: материалы междунар. науч.-практ. конф., Минск, 22-23 янв. 2009 г. / Нац. акад. наук Беларуси; ред. кол.: М.В. Мясникович [и др.]. - Минск: Беларус. навука, 2009. -С. 207-214.

100-А. Zhornik, V. The influence of the additives of nanodiamonds on structure and properties of greases / V. Zhornik // Proc. of Seminar on Nano Composite Technology, 6th -7th Apr 2009, KAERI, Daejeon, Korea - P. 27-41.

101-A. Жорник, В.И. Повышение работоспособности элементов трибосопряже-ний с металлическими покрытиями фрикционным модифицированием / В.И. Жорник, М.А. Белоцерковский, М.А. Леванцевич, А.И. Камко // Инновацион­ные технологии а машиностроении: материалы междунар. науч.-техн. конф., по-свящ. 35-летию машиностроит. фак. ПТУ, Новополоцк, 19-20 окт. 2011 г. / Полоц. гос. ун-т.; под общ. ред. А.И. Гордиенко, В.К. Шелега. - Новополоцк: УО ПТУ, 2011.-С. 236-238.

102-А. Витязь, П.А. Триботехнические свойства полимерных композитов в присутствии пластичной смазки с наноразмерными добавками / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко, Я.С. Сачивко // Материалы, технологии и оборудова­ние в производстве, эксплуатации, ремонте и модернизации машин: сб. науч. трудов VII Междунар. науч.-техн. конф., Новополоцк, 29-30 апр. 2009 г.: В 3-х т. / Полоц­кий гос. ун-т; под ред. П.А Витязя, С.А. Астапчика. - Новополоцк: ПТУ, 2009. -Т. 2 -С. 3-11.

103-А. Белоцерковский, М.А. Структурные превращения в поверхностных сло­ях газотермических покрытий при трении в среде смазочного материала, модифици­рованного наноразмерной алмазно-графитовой шихтой / М.А. Белоцерковский, В.И. Жорник, В.А. Кукареко, И.Ю. Тарасевич // Материалы, технологии и оборудо­вание в производстве, эксплуатации, ремонте и модернизации машин: сб. науч. тру-

48


дов VII Междунар. науч.-техн. конф. Новополоцк, 29-30 апр. 2009 г.: В 3-х т. / По­лоцкий гос. ун-т; под ред. П.А Витязя, С.А. Астапчика. - Новополоцк: ПТУ, 2009. -Т. 2 - С. 25-29.

104-А. Жорник, В.И. Влияние наноразмерных алмазосодержащих добавок на структуру и свойства пластичных смазок / В.И. Жорник, А.В. Ивахник // Полимер­ные композиты и трибология (ПОЛИКОМТРИБ-2009): тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф., Гомель, 22-25 июня 2009 г. / ИММС НАН Беларуси; ред. кол: В.Н. Адериха [и др.]. - Гомель: ИММС НАН Беларуси, 2009. - С. 90-91.

105-А. Жорник, В.И. Влияние наноразмерных алмазосодержащих добавок в пластичные смазки на триботехнические свойства полимерных композитов / В.И. Жорник // Машиностроение и техносфера XXI века: сб. трудов XVI междуна­родной научно-технической конференции, Севастополь, 14-19 сент. 2009 г.: В 4-х томах / Дон НТУ; под ред. А.Н. Михайлова. - Донецк: ДонНТУ, 2009. - Т. 1. -С. 240-244.

106-А. Basinuk, V.L. Several specifics of developing and applying lubricants with na-nomodifiers / V.L. Basinuk, V.L Zhornik, M.I. Radusinovich, E.I. Mardosevich, A.I. Rad-kevich // Lubricants-2009: Symposium abstracts 42nd Croatian Society for Fuels and Lub­ricants Symposium Proceeding (21-23 October 2009, Roviny, Croatia) / Croatian Engi­neers Association, Croatian Society for Fuels and Lubricants. - Roviny, 2009. - P. 20.

107-A. Жорник, В.И. Повышение свойств машиностроительных материалов их модифицированием наноразмерными компонентами / В.И. Жорник // Механика-2009: сб. науч. тр. IV Белорусского конгресса по теорет. и прикл. Механике, Минск, 22-24 дек. 2009 г. / ОИМ НАН Беларуси; ред. кол.: М.С. Высоцкий и [др.] - Минск, 2009. - С. 282-289.

108-А. Жорник, В.И. Структура и свойства металлических связок, модифици­рованных добавками ультрадисперсных алмазов / В.И. Жорник, А.И. Полуян, А.И. Камко // Инженерия поверхностного слоя деталей машин: сб. мат. II Между­нар. науч.-практ. конф., Минск, 27-28 мая 2010 г. / БИТУ; ред. кол.: Б.М. Хрусталев [и др.]. - Минск: БИТУ, 2010. - С. 35-37.

109-А. Витязь, П.А. Исследование механизма формирования структуры и свойств электрохимических хромалмазных покрытий / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко, Р.Г. Штемплюк // Инженерия поверхностного слоя деталей машин: сб. мат. II Междунар. науч.-практ. конф., Минск, 27-28 мая 2010 г. / БИТУ; ред. кол.: Б.М. Хрусталев [и др.]. - Минск: БИТУ, 2010. - С. 40-42.

ПО-А. Леванцевич, М.А. Предотвращение задиров в подвижных сопряжениях станков / М.А. Леванцевич, В.И. Жорник, В.Н. Калач // Инженерия поверхностного слоя деталей машин: сб. мат. II Междунар. науч.-практ. конф., Минск, 27-28 мая 2010 г. / БИТУ; ред. кол.: Б.М. Хрусталев [и др.]. -Минск: БИТУ, 2010.- С. 132-134.

111-А. Zhornik, V.I. The implantation of nano-sized additives in structured skeleton of grease dispersed phase / V.L Zhornik, A.V. Ivakhnik, S.A. Chizhik // Energy and Envi-

49


ronmental Aspects of Tribology / Proc. of 8th International Symposium INSYCONT'lO; Cracow, Poland, July 7th-9th 2010/ - Radom: Publishing House of Institute for Sustainable Technologies - National Research Institute, 2010. - P. 168-173.

112-A. Витязь, П.А. Особенности формирования структуры электрохимических хромалмазных покрытий / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко, С.А. Ковалева / Современные методы и технологии создания и обработки материалов: сб. материа­лов V Международной научно-технической конференции, Минск, 15-17 сент. 2010 г. / ФТИ НАН Беларуси; ред. кол.: С.А. Астапчик [и др.]. - Минск: ФТИ НАН Беларуси, 2010. - С. 109-120.

113-А. Витязь, П.А. Формирование износостойких поверхностных нанострук­тур трибомодифицированием в среде смазки с твердыми ультрадисперсными добав­ками / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Ультрамелкозернистые и нано­структурные материалы-2010: тезисы докладов Открытой школы-конференции стран СНГ, Уфа, 11-15 окт. 2010 г. / Башкирский гос. ун-т. - Уфа, Башкирский госу­дарственный университет, 2010. - С. 53.

114-А. Жорник, В.И. Влияние наноразмерных алмазосодержащих добавок на структуру дисперсной фазы пластичных смазок / В.И. Жорник, А.В. Ивахник // Наноструктурные материалы-2010: Беларусь-Россия-Украина (НАНО-2010): тезисы II Междунар. науч. конф., Киев, 19-22 окт. 2010 г. / Институт металлофизики НАЛУ; ред. кол.: А.П. Шпак [и др.]. - Киев: Институт металлофизики НАЛУ, 2010. - 77 с.

115-А. Витязь, П.А. Трибомодифицирование поверхности трения приработкой в среде смазки, содержащей наноразмерные алмазосодержащие добавки / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Кукареко // Наноструктурные материалы-2010: Бе­ларусь-Россия-Украина (НАНО-2010): тезисы II Междунар. науч. конф., Киев, 19-22 окт. 2010 г. / Институт металлофизики НАЛУ; ред. кол.: А.П. Шпак [и др.]. - Киев: Институт металлофизики НАЛУ, 2010. - 536 с.

116-А. Жорник, В.И. Влияние добавки наноразмерного модификатора на струк­туру и свойства металлических связок алмазного инструмента / В.И. Жорник, А.И. Полуян, Г.Г. Горанский // Механика - машиностроению: сб. науч. тр. Между­народной научно-технической конференции «Инновации в машиностроении» и VI международного симпозиума по трибофатике МСТФ- 2010, Минск, 26-29 окт. 2010 г. / ОИМ НАН Беларуси; ред. кол.: М.С. Высоцкий [и др.]. - Минск: ОИМ НАН Беларуси, 2010. - С. 256-259.

117-А. Жорник, В.И. Формирование структуры дисперсной фазы пластичных смазок, содержащих твердые наноразмерные добавки / В.И. Жорник, А.В. Ивахник // Трибофатика - Tribo-fatigue: труды VI Междунар. симп. по трибофатике МСТФ -2010, Минск, 25 окт.-1 нояб. 2010 г.: В 2-х ч. / Белорус, гос. ун-т; ред. кол.: М.А. Жу-равков (пред.) [и др.]. -Минск: БГУ, 2010. -Ч. 1 С. 595-602.

Авторские свидетельства и патенты

118-А. Способ изготовления алмазного инструмента и шихта для его    осу-

50


ществления: А.с. № 1175079 СССР, МКИ' В24 17/00 / Дорожкин Н.Н., Яркович A.M., Белоцерковский М.А., Бочаров A.M., Верещагин В.А., Жорник В.И., Разумов­ский А.Г., Савченков Н.А. заявитель - Институт проблем надежности и долговеч­ности машин АН БССР. - № 3623225/02; заявл. 24.05.1983.; опубл. 15.04.1985. Бюл. №14.

119-A. Eljaras gyemantntfelrakasu szerszamok eloallitasara: Szaabadalmi okirat № 196 330 Hungary: Int. Cl.4: В 24 D 18/00 / Dorozhkin, Nil Nikolaevich, (SU); Kot, Anatoly Andreevich (SU); Shiroky, Igor Vladimirovich (SU), Vereschagin,Vitaly Alexeevich, (SU); Yarkovich, Alexandr Mikhailovich, (SU); Zhornik, Viktor Ivanovich, (SU). № 4070496. Date of filing: 09.06.1986. Patent published: 13.03.1987.

120-A. Verfahren zur Herstellung eines diamanthaltigen Uberzuges: Patentschrift DE 3706496 Cl BRD: Int. Cl.4: C23C 24/08, C23C 4/18 / Dorozkin Nil Nikolaevic, Jarkovic Aleksandr Mikhailovic, Belocerkovskij Marat Artemovic, Bocarov Anatolij Mikhailovic, Verescagin Vitalij Alekseevic, Zornik Viktor Ivanovic, Rasumovskij Aleksei Georgievic, Savcenkov Nikolai Abramovic (SU). № P3706496.7-45 / Anmeldetag: 27.02.1987. Veroffentlichungstag der Patenterteilung: 17.03.1988.

121-A. Herstellungsverfahren far eines diamanthaltigen Uberzug: Patentschrift DD 260 017 Al DDR: Int. Cl.4: В 22 F 7/00 / Dorozhkin, Nil N; Belotserkokovsky, Alexander A.; Belotserkovsky, Marat A.; Bocharov, Anatoly M.; Vereschagin, Vitaly A.; Zhornik, Viktor I.; Rasumovsky, Alexai G.; Savchenkov, Nikolai A., SU / № WP B22F / 300 191 0. Anmeldetag: 25.02.1987. Veroffentlichungstag der Patenterteilung: 14.09.1988.

122-A. Un metodo para producir un revestimien to diamantodo: Patente de invencion № 2004986 Espagne: Int. Cl.4: B24C 1/00 / Nil Nikolaevich Dorozhkin, Alexandr Mikhailovich Yarkovich, Marat Artemovich Belotserkovsky, Anatoly Mikhailovich Bocharov, Vitaly Alexeevich Vereschagin, Viktor Ivanovich Zhornik, Alexei Georgievich Rasumovsky, Nikolai Abramovich Savchenkov (SU). № 8702419 / Depose le: 17.08.1987. Accorde le: 03.01.1989.

123-A. Un metodo para fabricar una herramienta diamantada abrasive: Patente de in­vencion № 2004987 Espagne: Int. Cl.4: B24C 1/00 / Nil Nikolaevich Dorozhkin, Anatoly Andreevich Kot, Vitaly Alexeevich Vereschagin, Alexandr Mikhailovich Yarkovich, Viktor Ivanovich Zhornik, Igor Vladimirovich Shiroky (SU). № 8702420 / Depose le: 17.08.1987. Accorde le: 03.01.1989.

124-A. Способ изготовления абразивных алмазосодержащих отрезных кругов: А.с. 1472231 СССР, МПК4 В 24D 3/10, 5/12, В 22F 7/04 / Н.Н. Дорожкин, А.А. Кот, В.А. Верещагин, A.M. Яркович, В.И. Жорник, И.В. Широкий / заявитель - Инсти­тут проблем надежности и долговечности машин АН БССР. - № 3951651; заявл. 24.09.1985; опубл. 15.04.1989. Бюл. № 14.

125-А. Precede de formation d'un revetement diamante: Brevet d' invention 1000868A3 Belgique: Int. Cl. B24D / Nil Nikolaevich Dorozhkin, Alexandr Mikhailovich

51


Yarkovich, Marat Artemovich Belotserkovsky, Anatoly Mikhailovich Bocharov, Vitaly Alexeevich Vereschagin, Viktor Ivanovich Zhornik, Alexei Georgievich Rasumovsky, Nikolai Abramovich Savchenkov (SU). № 8700976. Date de delivrance: 25.04.1989.

126-A. Precede de fabrication d outils abrasifs diamantes: Brevet d' invention 1000867A3 Belgique: Int. Cl. B24D / Nil Nikolaevich Dorozhkin, Anatoly Andreevich Kot, Vitaly Alexeevich Vereschagin, Alexandr Mikhailovich Jarkovich, Viktor Ivanovich Zhornik, Igor Vladimirovich Shiroky (SU). № 8700975. Date de delivrance: 25.04.1989.

127-A. Zpusob vyroby povlaku obsahujiciho diamant: Autorske osvedceni 2060078 CSSR: Int. Cl.4: B24D 6/06 / Dorozkin Nil Nikolaevic, Yarkovic Alexandr Mikhajlovic, Belocerkovskij Marat Artemovic, Bocarov Anatolij Mikhajlovic, Verescagin Vitalij Alexejevic, Zornik Viktor Ivanovic, Rasumovskij Alexej Georgijevic, Savcenkov Nikolaj Abramovic (SU). №PV 1829-87.S /Pfihlaseno: 18.03.1987. Vydano: 15.05.1989.

128-A. Verfahren zur Herstellung eines diamantimpragnierten Schleifwerkzeuges: Patentschrift DD 273 223 Al DDR: Int. Cl.4: В 24 D 3/10 / Dorozhkin, Nil N; Kot, Anatoly A.; ; Vereschagin, Vitaly A.; Yarkovich, Alexandr M.; Zhornik, Viktor I.; Shiroky, Igor V., SU / № WP В 24 D / 303 396 7. Anmeldetag: 01.06.1987. Veroffentlichungstag der Patenterteilung: 08.11.1989.

129-A. Zpusob vyroby diamantem impregnovaneho nastroje povlaku obsahujiciho diamant: Autorske osvedceni 263700 CSSR: Int. Cl.4: В 24 D 18/00 / Dorozkin Nil Nikolaevic, Kot Anatolij Andrejevic, Verescagin Vitalij Alexejevic, Yarkovic Alexandr Mikhajlovic, Zornik Viktor Ivanovic, Sirokij Igor Vladimirovic (SU). № PV 1519-87.D / Pfihlaseno: 06.03.1987. Vydano: 14.08.1989.

130-A. Metod per ottenere un rivestimento contenente diamante: Brevetto 1210346 Republica Italiana: Int. Cl. B24D / Nil Nikolaevich Dorozhkin, Alexandr Mikhailovich Jarkovich, Marat Artemovich Belotserkovsky, Anatoly Mikhailovich Bocharov, Vitaly Alexeevich Vereschagin, Viktor Ivanovich Zhornik, Alexei Georgievich Rasumovsky, Nikolai Abramovich Savchenkov (SU). № 41539A/87 / Depositata il: 06.03.1987. Concessoil: 14.09.1989.

131-A. Verfahren zur Herstellung eines diamanthaltigen Uberzuges: Patentschrift CH 672 320 A5 Schweiz: Int. C1.4 С 23 С 26/00, В 24 D 3/06 / Dorozhkin, Nil Nikolaevich (SU); Yarkovich, Alexandr Mikhailovich (SU); Belotserkovsky, Marat Artemovich (SU); Bocharov, Anatoly Mikhailovich (SU); Vereschagin, Vitaly Alexeevich (SU); Zhornik, Viktor Ivanovich (SU); Rasumovsky, Alexei Georgievich (SU); Savchenkov, Nikolai Abramovich (SU). Gesuchsnummer 591/87. Anmeldungsdatum: 18.02.1987. Patent erteilt: 15.11.1989. Patentschrift veroffentlich: 15.11.1989.

132-A. Verfahren zur Herstellung eines diamantimpragnierten Schleifwerkzeuges: Patentschrift CH 673 424 A5 Schweiz: Int. C1.4 В 24D 3/10 / Dorozhkin, Nil Nikolaevich, (SU); Kot, Anatoly Andreevich (SU); Vereschagin,Vitaly Alexeevich, (SU); Yarkovich, Alexandr   Mikhailovich,   (SU);   Zhornik,   Viktor   Ivanovich,   (SU);   Shiroky,   Igor

52


Vladimirovich (SU). Gesuchsnummer: 2112/87. Anmeldungsdatum: 04.06.1987. Patent erteilt: 15.03.1990. Patentschrift veroffeentlich: 15.03.1990.

133-A. Process for production of abrasive diamond-impregnated tools: Patent 2 191 499 UK: Int. Cl.4 В 24D 15/00, 15/04 / Nil Nikolaevich Dorozhkin, Anatoly Andreevich Kot, Vitaly Alexeevich Vereschagin, Alexandr Mikhailovich Yarkovich, Viktor Ivanovich Zhornik, Igor Vladimirovich Shiroky (SU). № 8704952.4. Date of filing: 03.03.1987. Patent published: 04.04.1990.

134-A. Способ изготовления алмазного инструмента: А.с. 1795610 СССР (па­тент 1795610 РФ с 04.11.1993), МПК5 В 24 D 17/00 / Дорожкин Н.Н., Верещагин В.А., Полуян А.И., Степанов О.Е., Жорник В.И., Старовойтов А.С, Марцинкевич Э.А. / заявитель Институт проблем надежности и долговечности ма­шин АН БССР. -№ 4758438/08; заявл. 09.11.1989. опубл. 08.10.1992.

135-А. Тяжелонагруженная опора скольжения и способ ее изготовления: патент № 5521 Респ. Беларусь, МПК7 F 16С 33/12 / Витязь П.А., Кобзарь Ю.В., Калиничен-ко А.С, Жорник В.И., Кезик В.Я., Верещагин В.А., Выхота СО. / заявитель Бело­русский национальный технический университет. - № а19991069; заявл. 02.12.1999; опубл. 30.09.2003 // Афщыйны бюл. /Нац. цэнтр інтзлектуал. уласнасці-2003-№3.

136-А. Смазочная композиция для тяжелонагруженных узлов трения: патент 5906 Респ. Беларусь, МПК 7 С 19М 169/04, С 10N 50/08 / П.А. Витязь, В.И. Жорник, В.А. Верещагин, Н.Е. Гильнич; заявитель ИНДМАШ НАЛ Беларуси. - № а 20000276; заявл. 27.03.2000; опубл. 30.03.2004 // Афщыйны бюл. / Нац. цэнтр інтзлектуал. уласнасці. - 2004. - № 1.

137-А. Электролит для микродугового оксидирования алюминия и его сплавов: патент 7607 Респ. Беларусь, МПК7 С25 D 11/06 / П.А. Витязь, В.И. Жорник, А.И. Комаров, В.И. Комарова, А.П. Корженевский / заявитель ИНДМАШ НАЛ Бе­ларуси. - № а 20020116; заявл. 13.02.2002; опубл. 30.04.2007 // Афщыйны бюл. / Нац. цэнтр інтзлектуал. уласнасці. - 2007. - № 4.

138-А. Антифрикционный сплав для подшипников скольжения: патент 7701 Респ. Беларусь, МПК7 С 22С 13/03 / Витязь П.А., Жорник В.И., Прокопович Н.Н. / заявитель ИМИНМАШ НАН Беларуси. - № а 20020986; заявл. 05.12.2002; опубл. 30.04.07 // Афщыйны бюл. / Нац. цэнтр інтзлектуал. уласнасці. - 2007. - № 2.

139-А. Способ получения износостойкого покрытия: патент № 9422 Респ. Бела­русь, МПК7В 05В 7/16 / Белоцерковский М.А, Жорник В.И., Полуян А.И., Кукареко В.А / заявитель ОИМ НАН Беларуси. - № а 20050026; заявл. 11.01.05; опубл. 30.06.2007 // Афщыйны бюл./Нац. цэнтр інтзлектуал. уласнасці-2007. - № 3.

140-А. Металлическая связка для получения композиционного материала и способ ее приготовления: патент 10305 Респ. Беларусь: МПК7 В 24D / Полуян А.И., Смиловенко О.О., Жорник В.И., Прокопович Н.Н.; заявитель ОИМ НАН Беларуси. - № а 20060421; заявл. 05.05.2006; опубл. 28.02.2008 // Афщыйны бюл. / Нац. цэнтр інтзлектуал. уласнасці. - 2008. - № 1.

53


141-А. Способ упрочнения алмазного инструмента на металлической связке: патент № 10783 Респ. Беларусь: МПК7 В 24D 3/34, С 2ID 9/22, С 23С 22/05 / Смиловенко О.О., Жорник В.И., Полуян А.И., Шматов А.А., Прокопович Н.Н. за­явитель ОИМ НАН Беларуси. - № а 20050979; заявл. 13.10.2005; опубл. 30.06.2008 // Афщыйны бюл. / Нац. цэнтр інтзлектуал. уласнасці. - 2008. - № 3.

142-А. Пластичная комплексная литиевая смазка и способ ее получения: патент 10897 Респ. Беларусь, МПК7 С ЮМ 177/00, С ЮМ 169/00 / В.И. Жорник, А.В. Ивахник; заявитель ОИМ НАН Беларуси. - № а 20051170; заявл. 01.12.2005; опубл. 30.08.2008 // Афщыйны бюл. /Нац. цэнтр інтзлектуал. уласнасці-2008-№4. 143-А. Способ получения композиционного покрытия: патент № 11387 Респ. Беларусь: МПК7 С 23С 28/00, С 25D 15/00, С 23С 22/05 МПК7 С 23С 28/00, С 25D 15/00, С 23С 22/05 / Смиловенко О.О., Жорник В.И., Штемплюк Р.Г., Корженевский А.П., Прокопович Н.Н; заявитель ОИМ НАН Беларуси. - № а 20070519; заявл. 07.05.2007; опубл. 28.02.2008 // Афщыйны бюл. / Нац. цэнтр інтзлектуал. уласнасці. - 2008. - № 6.

144-А. Способ изготовления деталей узлов трения: патент 11869 Респ. Бела­русь, МПК8 F 16С 33/04 / М.А. Белоцерковский, В.И. Жорник, А.И. Камко, М.А. Ле-ванцевич; заявитель ОИМ НАН Беларуси. - № а 20070758, заявл. 19.06.2007; опубл. 28.02.2009 // Афщыйны бюл. / Нац. цэнтр інтзлектуал. уласнасці. - 2009. - № 1.

145-А. Способ изготовления деталей узлов трения скольжения: патент 12982 Респ. Беларусь, МПК 7 С 23С 28/00 / Белоцерковский М.А., Жорник В.И., Кукареко В.А., Камко А.И., Прядко А.С., Заболоцкий М.М. / заявитель ОИМ НАН Беларуси. - № а 20081384; заявл. 03.11.2008; опубл. 30.04.2010 // Афщыйны бюл. / Нац. цэнтр інтзлектуал. уласнасці. - 2010. - № 2.

146-А. Способ упрочнения алмазного инструмента на металлической связке: патент 12985 Респ. Беларусь, МПК8 В 24D 18/00, В 24D 3/324, С 23С 22/05 / Смиловенко О.О., Полуян А.И., Жорник В.И., Прокопович Н.Н., Шматов А.А. за­явитель ОИМ НАН Беларуси. - № а 20081057; заявл. 08.08.2008; опубл. 30.04.2010 // Афщыйны бюл. / Нац. цэнтр інтзлектуал. уласнасці. - 2010. - № 2.

147-А. Пластичная комплексная литиевая смазка и способ ее получения: патент 13722 Респ. Беларусь, МПК (2009) С ЮМ 169/00, С 10 М 177/00 / Жорник В.И., Ивахник А.В. / заявитель ОИМ НАН Беларуси. - № а 20081584; заявл. 10.12.2008; опубл. 30.10.2010 // Афщыйны інтзлектуал. уласнасці. - 2010. - №3.

148-А. Стенд для триботехнических испытаний подшипников скольжения: па­тент 3417 Респ. Беларусь, МПК 7 G 01N 3/56 / Камко А.И., Белоцерковский М.А., Жорник В.И., Леванцевич М.А. / заявитель ОИМ НАН Беларуси. - № и 20060500; заявл. 28.07.06; опубл. 30.04.07 // Афщыйны бюл. / Нац. цэнтр інтзлектуал. уласнасці. - 2007. - № 2.

149-А. Устройство для испытаний смазочного материала и материалов пары трения: патент 4192 Респ. Беларусь, МПК G 01 N 3/56 / А.В. Ивахник, В.И. Жорник;

54


заявитель ОИМ НАН Беларуси. - № и 20070556; заявл. 24.06.2007; опубл. 28.02.2008 // Афіцьійньі інтзлектуал. уласнасці. -2008. - №1.

150-А. Аттритор для получения нанопорошков: патент 6143 Респ. Беларусь, МПК (2009) В 02 С 19/00 / Витязь П.А., Горобцов ВТ., Жорник В.И. / заявитель ОИМ НАН Беларуси. - № и 20090681; заявл. 03.08.2009; опубл. 30.04.2010 // Афщыйны бюл. / Нац. цэнтр інтзлектуал. уласнасці. - 2010. - №2.

55


РЭЗЮМЭ

Жорник Віктар Іванавіч

Антыфрыкцыйныя кампазіцьійньш матэрыялы, мадьіфікаваньш

нанаразмерньімі алмазна-графітавьімі дабаукамі

Ключавыя словы: антыфрыкцыйныя кампазіцьійньія матэрыялы, мадьіфіка-ванне, нанаразмерныя алмазна-графітавьія дабаукі, структурна-фазавыя ператварэн-ня, фізіка-механічньія і трьібатзхнічньія уласцівасці, тзхналагічньія рэжымы, эле­менты вузлоу трэння.

Мэта даследавання: распрацаваць антыфрыкцыйныя кампазіцьійньія матэрыялы, мадьіфікаваньія нанаразамерньімі алмазна-графітавьімі дабаукамі, для забеспячэння павышанага рэсурсу элементау вузлоу трэння мабільньіх машын і тзхна-лагічнага абсталявання.

Атрыманыя вьінікі і іх навізна: распрацаваны агульныя прынцыпы фармі-равання дыспергаванай структуры антыфрыкцыйных кампазіцьійньіх матэрыялау у працэсе іх крьішталізацьіі у прьісутнасці алмазна-графітавьіх нанаразмерных ма-дьіфіцьіруючьіх дабавак (АНМД). Створаны фізіка-матзматьічньія мадзлі структу-раутварэння спякаемых парашковых кампазіцьій, якія змяшчаюць АНМД, і кам-пазіцьійньіх злектрахімічньіх пакрыццяу, асаджаемых з злектралітау з нанаразмер-най дысперснай фазай, на аснове якіх распрацаваны тзхналогіі атрымання матэрыялау (пакрыццяу) з дыспергаванай структурай (памер зерня 6-20 мкм). Выву-чаны механізмьі і заканамернасці фарміравання структурна- фазавага стану і уласцівасцяу мадьіфікаваньіх АНМД кампазіцьійньіх матэрыялау, пакрыццяу і па-вярхоуных слаёу у працэсе спякання і павярхоунай апрацоукі. Вызначаны апты-мальныя рэжымы спякання парашковых кампазітау і фарміравання злектрахімічньіх, газатзрмічньіх, мікраплазменьіх пакрыццяу у прьісутнасці АНМД, якія за-бяспечваюць павышэнне антыфрыкцыйных (у 1,3-2,2 разы) і зносастойкіх (у 1,6-8,3 разы) уласцівасцяу. Выяулена з'ява трьібамеханічнага мадьіфікавання паверхняу трэння у працэсе прьіработкі у асяроддзі змазачных матэрыялау, якія змяшчаюць АНМД. Яна выяуляецца у фарміраванні у павярхоуным слое матэрыялау нанараз-мернай ячэютай субструктуры, якая забяспечвае павышэнне трьібатзхнічньіх уласцівасцяу паверх-няу, якія труцца. Распрацован новы тэхналапчны прынцып стварэння мадьіфіка-ваньіх АНМД пластычных змазак, якія маюць падвышаную у 1,6-3,3 разы нагрузачную здольнасць і пашыраны на 40-60 °С тэмпературны дыяпа-зон прымянення.

Ступень выкарыстання: распрацаваны і укаранёны у вытворчасць тзхналогіі стварэння антыфрыкцыйных кампазіцьійньіх матэрыялау для вырабу элементау вузлоу трэння мабільньіх машын і тзхналагічнага абсталявання з падвышаным рэсурсам, а таксама выпуску пластычных змазак для цяжка нагружаных трыбаспа-лучэнняу. Аб'ём выпушчанай прадукцьіі перавьюіу 1 млн. далярау ЗША.

56


Галіна выкарыстання: машынабудаванне, цеплаэнергетыка, станкабудаван-не, інструментальная прамысловасць, чыгуначны транспарт і інш.

РЕЗЮМЕ Жорник Виктор Иванович

Антифрикционные композиционные материалы, модифицированные наноразмерными алмазно-графитовыми добавками

Ключевые слова: антифрикционные композиционные материалы, модифи­цирование, наноразмерные алмазно-графитовые добавки, структурно-фазовые пре­вращения, физико-механические и триботехнические свойства, технологические режимы, элементы узлов трения.

Цель исследования: разработать антифрикционные композиционные материа­лы, модифицированные наноразмерными алмазно-графитовыми добавками, для обеспечения повышенного ресурса элементов узлов трения мобильных машин и технологического оборудования.

Полученные результаты и их новизна: разработаны общие принципы форми­рования диспергированной структуры антифрикционных композиционных материалов в процессе их кристаллизации в присутствии алмазно-графитовых наноразмерных моди­фицирующих добавок (АНМД). Созданы физико-математические модели структурооб-разования спекаемых порошковых композиций, содержащих АНМД, и композиционных электрохимических покрытий, осаждаемых из электролитов с наноразмерной дисперс­ной фазой, на основе которых разработаны технологии получения материалов (покры­тий) с диспергированной структурой (размер зерна 6-20 мкм). Изучены механизмы и за­кономерности формирования структурно-фазового состояния и свойств модифициро­ванных АНМД композиционных материалов, покрытий и поверхностных слоев в про­цессе спекания и поверхностной обработки. Определены оптимальные режимы спека­ния порошковых композитов и формирования электрохимических, газотермических, микроплазменных покрытий в присутствии АНМД, обеспечивающие повышение анти­фрикционных (в 1,3-2,2 раза) и износостойких (в 1,6-8,3 раза) свойств. Обнаружено яв­ление трибомеханического модифицирования поверхностей трения в процессе прира­ботки в среде смазочного материала, содержащего АНМД, проявляющееся в формиро­вании в поверхностном слое материалов (покрытий) наноразмерной ячеистой субструк­туры, что обеспечивает повышение триботехнических свойств поверхностей трения. Разработан новый технологический принцип получения модифицированных АНМД пластичных смазок, имеющих повышенную в 1,6-3,3 раза несущую способность и расширенный на 40-60 °С температурный диапазон применения.

Степень использования: разработаны и внедрены в производство технологии получения антифрикционных композиционных материалов для изготовления эле­ментов узлов трения мобильных машин и технологического оборудования с повы­шенным ресурсом, а также выска пластичных смазок для тяжелонагруженных три-босопряжений. Объем выпущенной продукции превысил 1 млн. долларов США.

57


Область применения:  машиностроение, теплоэнергетика, станкостроение, инструментальная промышленность, железнодорожный транспорт и др.

SUMMARY ZHORNTK Victor Ivanovich Antifriction composite materials modified by nanosized diamond-graphite additives Антифрикционные композиционные материалы, модифицированные нанораз-мерными алмазно-графитовыми добавками

Keywords: antifriction composite materials, modification, nanosized diamond-graphite additives, structure and phase transformations, physical and mechanical proper­ties, tribological properties, technological regimes, elements of friction assemblies.

Aim of the research: the development of antifriction composite materials modified by nanosized diamond-graphite additives to ensure higher resource elements of friction as­semblies of mobile machines and technological equipment.

Results obtained and their novelty: the general principles of formation of the dis­persed structure of antifriction composite materials in the process of controlled crystallization in the presence of the diamond-graphite nanosized modified additives (DGNMA) are developed. The physical and mathematical model of structure formation of sintered powder compositions containing DGNMA and the physical and mathematical model of formation of composite elec­trochemical coatings, which are formed using the electrolyte containing nanosized dispersed phase, are developed. The technologies of production of materials (coatings) with a dispersed structure (grain size 6-20 urn) based on these models are developed. The mechanisms and rules of the formation of structural-phase state and properties of composite materials, coatings and surface layers in the presence of DGNMA during the sintering and the surface treatment are studied. The optimal regimes of sintering of powder composites and formation of electrochemi­cal, gas-thermal and microplasma coatings in the presence DGNMA are determined. The de­veloped composite materials and coatings are characterized by higher antifriction (in 1.3-2.2 times) and wear resistance (in 1.6-8.3 times) properties. The effect of tribo-mechanical modifi­cation of the friction surfaces during running-in in the lubricant environment containing DGN­MA is discovered. This effect is manifested in the formation of nanosized cellular substructure in a surface layer of materials (coatings), which provides the increased tribological properties of friction surfaces. The new technological principle of production of greases modified by DGN­MA is developed. The developed greases have the loading capacity increased in 1.6-3.3 times and the working temperature range extended by 40-60 °C.

Application extent: the technologies of production of antifriction composite materi­als are developed and the production of durable elements of friction assemblies of ma­chines and equipment based on these materials are developed. The production of greases for heavy-duty friction assemblies is established. The volume of output exceeded 1 million U.S. dollars.

58


Application field: mechanical engineering, heat-and-power engineering, machine-tool industry, tool industry, railway transport, etc.

Научное издание

ЖОРНИК Виктор Иванович

АНТИФРИКЦИОННЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ,

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ НАНОРАЗМЕРНЫМИ

АЛМАЗНО-ГРАФИТОВЫМИ ДОБАВКАМИ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

по специальности 05.16.06 - Порошковая металлургия и композиционные материалы

Подписано в печать ... 02.2012.

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная.

Отпечатано на ризографе. Гарнитура Тайме.

Усл. печ. л. 3,31 Уч-изд. л. 2,59. Тираж 60 экз. Заказ.

Издатель и полиграфическое исполнение: Республиканское унитарное предприятие «Издательский дом «Белорусская наука»

59


ЛИ№ 02330/0494349 от 16.03.2009. 220141, г. Минск, ул. Ф. Скорины, 40
 





© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.