АНАЛІЗ СИГНАЛІВ АКУСТИЧНОЇ ЕМІСІЇ ТРИБОСИСТЕМИ В УМОВАХ СТУПЕНЕВОГО ПІДВИЩЕННЯ НАВАНТАЖЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.18372/0370-2197.1(102).18435Ключові слова:
електроіскрове покриття, акустична емісія, інтенсивність зношування, напружено-деформований станАнотація
Проведена оцінка працездатності електроіскрових покриттів в умовах ступеневого підвищення навантаження на основі аналізу сигналів акустичної емісії (АЕ). Мета досліджень полягала в визначенні змін в фрикційному контакті при переході трибосистеми від нормальної до катастрофічної стадії зношування. Дослідження проводились для трибосистеми сталь 30ХГСА – немодифікований або модифікований сплав дюралюмінію Д16. Модифікування проводилось нанесенням комбінованого дискретного покриття твердого сплаву ВК8 і міді щільністю 55 – 65% методом електроіскрового легування. Модифікування дюралюмінію Д16 забезпечує ефективну роботу пар тертя до 1200 Н, значення усередненої потужності сигналів АЕ та величин їх розкиду зменшуються в 2…4 рази. Встановлено зниження інтенсивності зношування трибосистем з комбінованим електроіскровим покриттям на 80%, в 2 рази зменшується глибина розповсюдження пластичних деформацій. Одержані емпіричні залежності інтенсивності зношування від навантажувальних параметрів та сигналів АЕ.
Посилання
Zhai, W., Bai, L., Zhou, R., Fan, X., Kang, G., Liu, Y., Zhou, K. (2021) Recent Progress on Wear-Resistant Materials: Designs, Properties, and Applications. Advanced Science, 8, Р. 2003739. https://doi.org/10.1002/advs.202003739
K. Santhosh Kumar, R. Vaira Vignesh, G. Ajith Kumar, A. Abiram, R. Padmanaban (2021) Soft computing model for predicting the wear resistance of friction stir processed aluminum alloy AA5083, Materials Today: Proceedings, Vol. 46, Part 17, P. 7236-7243, https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.12.472
Khodabakhshi F., Simchi A., Kokabi A.H. (2017) Surface modifications of an aluminum-magnesium alloy through reactive stir friction processing with titanium oxide nanoparticles for enhanced sliding wear resistance, Surface and Coatings Technology, Vol. 309, P. 114-123 https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2016.11.060
Azadi M., Shahsavand A., Sadegh M., Parast A. (2022) Analyzing experimental data from reciprocating wear testing on piston aluminum alloys, with and without clay nano-particle reinforcement, Data in Brief, Vol. 45, Р. 108766 https://doi.org/10.1016/j.dib.2022.108766
Mordyuk, B.N., Mikosyanchik, O.O., Mnatsakanov, R.G. (2020) Structure-Phase State and Wear of Ni–Cr–B–Si–C Coating on Steel 1045 under Friction Conditions with the Shear Load Component, Metallofizika i Noveishie Tekhnologii, 42, No. 2, Р. 175—195 (in Ukrainian) https://doi.org/10.15407/mfint.42.02.0175
Mironov A., Gershman I., Podrabinnik P., Kuznetsova E. (2019) Influence of secondary structures formation on tribological properties of aluminum alloys- steel friction pairs. BALTTRIB' 2019: proceedings of X international scientific conference, Vytautas Magnus University, Agriculture Academy, Kaunas, Lithuania, 14-16 November 2019, Р. 119-125 https://doi.org/10.15544/balttrib.2019.20
Barile C., Casavola С., Pappalettera G., Renna G. (2022). Advancements in Electrospark Deposition (ESD) Technique: A Short Review, Coatings, 12 (10), Р. 1536. https://doi.org/10.3390/coatings12101536
Pliszka I., Radek N., Gądek-Moszczak A., Dwornicka R., Bronček J. (2018) Microstructure of laser-modified electro-sparking coatings, Technical Transactions, Vol. 115, No.10, Р. 181-186. https://doi.org/10.4467/2353737XCT.18.155.9103
Velichko, S.A., Senin, P.V., Ivanov, V.I. et al. (2017) Formation of thick layer electro-spark coatings for restoring worn-out parts of power hydraulic cylinders, Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 53(2), Р. 116-123. https://doi.org/10.3103/S1068375517020119
Burumkulov, F.K., Ivanov, V.I., Velichko, S.A., Denisov V. A.. (2014) Plasticity of electrospark, Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 50, Р. 106–110. https://doi.org/10.3103/S1068375514020033
Yurchenko E., Rushika I., Agafii V., Dikusar A. (2018) Al-Sn nanostructured coatings on aluminum surfaces using electrospark alloying and their wear behavior, Journal of Mechanical and Energy Engineering, 2(2), Р. 115-120. https://doi.org/10.30464/jmee.2018.2.2.115
Yurchenko V.I., Yurchenko E.V., Dikusar A.I. (2020) Thick-Layer Nanostructured Electrospark Coatings of Aluminum and Its Alloys, Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 56, 656–664. https://doi.org/10.3103/S1068375520060162
Al-Quraan T.M.A., Tokaruk V.V., Mikosianchyk O.A. at all. (2021) Influence of continuity of electric spark coatings on wear resistance of aluminum alloy, Tribology in Industry, 43(4), Р. 603–614 http://www.tribology.rs/journals/2021/2021-4/9-1170.pdf
Mnatsakanov, R.G., Mikosianchyk, O.A., Yakobchuk, O. E., Khalmuradov, B.D. (2021) Lubricating Properties of Boundary Films in Tribosystems under Critical Operation Conditions, Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 50 (3), Р. 229–235. https://link.springer.com/article/10.3103/S1052618821030110
Dykha, A.V., Marchenko, D.D., Dytynyuk, V.A. (2020) Determination of the Parameters of the Wear Law Based on the Results of Laboratory Tests, Journal of Friction and Wear, 41, Р. 153–159. https://doi.org/10.3103/S1068366620020038
Міkosyanchyk О.О., Мnatsakanov R.H., Lopata L.A., Marchuk V.E. (2019) Wear Resistance of 30KhGSA Steel Under the Conditions of Rolling with Sliding, Materials Science, V. 55. Is. 3. P. 402-408. DOI 10.1007/s11003-019-00317-9.
Voitov V., Stadnychenko V., Varvarov V., Stadnychenko N. (2020) Mechanisms of self-organization in tribosystems operating under conditions of abnormally low friction and wear, Advances in Mechanical Engineering, 12(10), Р. 1-18. https://doi.org/10.1177/1687814020963843
Filonenko S., Stakhova A. (2019). A study to determine the onset of catastrophic wear of a processing tool by statistical parameters of acoustic emission, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol. 6, No. 9 (102), Р. 6–11. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184959
Hase A., Mishina H., Wada M. (2016) Fundamental study on early detection of seizure in journal bearing by using acoustic emission technique, Wear, Vol. 346–347, P. 132-139 https://doi.org/10.1016/j.wear.2015.11.012
Löhr M., Spaltmann D., Binkowski S., Santner E., Woydt M. (2006) In situ Acoustic Emission for wear life detection of DLC coatings during slip-rolling friction, Wear, Vol. 260, Is. 4–5, P. 469-478 https://doi.org/10.1016/j.wear.2005.03.009
Zaman S., Hazrati J., Rooij M., Matthews D., Boogaard T. (2021) Investigating AlSi coating fracture at high temperatures using acoustic emission sensors, Surface and Coatings Technology, Vol. 423, Р. 127587 https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.127587
Filonenko S. F., Stadnychenko V. M., Kosmach O. P. (2010) Acoustic emission during scuff tests of friction units, Advances in Aerospace Technology, 44(3), Р. 106–110 https://doi.org/10.18372/2306-1472.44.1915
Landis E. N., Baillon L. Acoustic emission measurements of fracture energy / Fracture Mechanics of Concrete Structures, de Borst et al (eds). – Swets & Zeit/inger, Lisse, 2001. – Р.389–394. https://framcos.org/FraMCoS-4/389.pdf
Landis E. N., Baillon L. (2002) Experiments to relate acoustic emission energyto fracture energy of concrete, Journal of Engineering Mechanics. 128 (6), Р. 698–702. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9399(2002)128:6(698)
Kravchuk R., Landis E. N. (2018) Acoustic emission-based classification of energy dissipation mechanisms during fracture of fiber-reinforced ultra-high-performance concretе, Construction and Building Materials, 176 (21), Р. 531–538. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.05.039
