Сафонов В. В., Шишурин С. А., Горбушин П. А., Мандров С. А. Результаты стендовых испытаний плунжерных пар восстановленных с применением нанокомпозиционного хромирования // Научная жизнь. 2022. Т. 17. Вып. 5.

Сафонов Валентин Владимирович, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Техническое обеспечение АПК», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, Саратовская обл., г. Саратов, пр-кт им. Петра Столыпина, зд. 4, стр. 3.
Шишурин Сергей Александрович, д-р техн. наук, доцент кафедры «Техническое обеспечение АПК», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, Саратовская обл., г. Саратов, пр-кт им. Петра Столыпина, зд. 4, стр. 3.
Горбушин Павел Александрович, канд. техн. наук, доцент кафедры «Техническое обеспечение АПК», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, Саратовская обл., г. Саратов, пр-кт им. Петра Столыпина, зд. 4, стр. 3.
Мандров Сергей Александрович, аспирант кафедры «Техническое обеспечение АПК», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, Саратовская обл., г. Саратов, пр-кт им. Петра Столыпина, зд. 4, стр. 3.

Тел.: (845-2) 74-96-56
E-mail: safonow2010sgau@yandex.ru

В статье представлены результаты стендовых испытаний серийно изготовленных плунжерных пар топливных насосов высокого давления (ТНВД) дизеля ЯМЗ-238НД3, восстановленных по существующей технологии с применением гальванического покрытия на основе хрома и восстановленных по предлагаемой технологии с применением нанокомпозиционного гальванического покрытия на основе хрома. Исследования проводили согласно ОСТ 23.1-364-81 на серийно-выпускаемых плунжерных парах, плунжерных парах, восстановленных по стандартной технологии восстановления на ремонтных предприятиях и плунжерных парах, восстановленных по предлагаемой технологии в лаборатории нанесения упрочняющих покрытий Саратовского государственного аграрного университета им. Н. И. Вавилова. Метод стендовых ускоренных износных испытаний подразумевал добавление абразивных частиц в дизельное топливо. Абразивный материал представлял собой частицы кварца с размерами 3…5 мкм при концентрации абразива 0,015 г/кг. Испытания проводили, используя стенд КИ-22205-01 ГОСНИТИ при числе оборотов кулачкового вала 830 мин-1. Время испытаний – 130 ч. Через каждые 10 ч фиксировали пусковую цикловую подачу топлива на эталонном ТНВД, который в процессе испытаний не участвовал. После испытаний плунжерные пары проверяли на гидроплотность с помощью установки модели КИ-759. Предельным значением, ограничивающим работоспособность плунжерных пар ТНВД ЯМЗ-238НД3, являлась пусковая цикловая подача топлива, которая не должна быть ниже 180 мм3/цикл. В результате проведения испытаний было установлено, что все испытываемые ТНВД не достигли предельного состояния. По окончании испытаний цикловая пусковая подача плунжерных пар, восстановленных нанокомпозиционным гальваническим хромированием, снизилась в среднем на 7,6 %; восстановленных базовым хромированием – в среднем на 10,5 %; серийных – в среднем на 13,8 %. Гидроплотность плунжерных пар, восстановленных нанокомпозиционным гальваническим хромированием, составила в среднем 18 с, восстановленных базовым гальваническим хромированием – 16 с, серийных – 15 с.

Список литературы:

1. Авдеев М. В., Воловик Е. Л., Ульман И. Е. Технология ремонта машин и оборудования. – М. : Агропромиздат, 1986. – 246 с.

2. Антипов В. В. Износ прецизионных деталей и нарушение характеристик топливной аппаратуры дизелей. – М. : Машиностроение, 1972. – 177 с.
3. Антропов Л. И., Лебединский Ю. Н. Композиционные электрохимические покрытия и материалы. – Киев : Техника, 1986. – 200 с.
4. Батищев А. Н., Голубев И. Г., Лялякин В. П. Восстановление деталей сельскохозяйственной техники. – М. : Информагротех, 1995. – 295 с.
5. Бахтиаров Н. И. Производство и эксплуатация прецизионных пар. – М. : Машиностроение, 1979. – 203 с.
6. Сафонов В. В. [и др.] Выбор материала наноразмерной фазы и установление режимов нанесения нанокомпозиционных гальванических покрытий на основе хрома // Научная жизнь. – 2021. – Т. 16, № 3 (115). – С. 338-349.
7. Молчанов В. Ф. Получение комбинированных покрытий при хромировании. – Киев : Машиностроение, 1964. – 89 с.
8. ОСТ 23.1–364–81. Насосы топливные высокого давления тракторных и комбайновых дизелей. Методы ускоренных испытаний на надежность. – М. : ГОСНИТИ, 1982. – 28 c.
9. Пат. 2680116 Российская Федерация, МПК C25D 15/00, C25D 17/02. Установка для получения композиционных электролитических покрытий / В.В. Сафонов, Э.К. Добринский, С.А. Шишурин, С.В. Чумакова, П.А. Горбушин. – № 2018116958 ; заявл. 07.05.2018 ; опубл. 15.02.2019, Бюл. № 5.
10. Сайфуллин Р. С. Комбинированные электрохимические покрытия и материалы. – М. : Химия, 1972. – 167 с.
11. Сафонов В. В. [и др.] Седиментационная стойкость электролита-суспензии и микротвердость нанокомпозиционных гальванических покрытий на основе хрома // Научная жизнь. – 2021. – Т. 16, № 1 (113). – С. 65-76.
12. Сафонов В. В. [и др.] Cтруктура и физико-механические свойства композиционных гальванохимических покрытий // Вестник АПК Ставрополья. – 2014. – № 3 (15). – С. 77-80.
13. Сафонов В. В. [и др.] Технология упрочнения и восстановления деталей сельскохозяйственной техники нанокомпозиционным гальваническим железнением // Научная жизнь. – 2019. – № 2. – С. 33-42.
14. Safonov V. [et al.] Application of Composite Electroless Nickel Coatings on Precision Parts of Hydraulics Aggregates // Tribology in Industry. – 2019. – Vol. 41. – № 1. – P. 14-22.
15. Safonov V. V. [et al.] Effect of alumina nanoparticles on the structure and physicochemical properties of chromium coatings // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. – 2015. – Vol. 51, № 6. – P. 517-522.
16. Safonov V. [et al.] Investigation of structure and wear resistance of nanocomposite coating of chemical nickel // Tribology in Industry. – 2018. – Vol. 40. – № 4. – P. 529-537.
17. Gorokhovskii A. V. [et al.] Synthesis and Electrophysical Properties of Ceramic Nanocomposites Based on Potassium Polytitanate Modified by Chromium Compounds // Glass and Ceramics. – 2016. – Vol. 73, № 5-6. – P. 206-209
18. Safonov V. [et al.] The Influence of Nanosized Materials on Microhardness of Iron-Based Electroplating // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering. – 2019. – Vol. 8, № 6. – P. 629-632.

RESULTS OF BENCH TESTS OF PLUNGER PAIRS RECOVERED USING NANOCOMPOSITION CHROME PLATING

Safonov Valentin Vladimirovich, Dr. of Tech. Sci., Prof., Head of the Depart. of Technical Support of Agriculture, Saratov State University of Genetics, Biotechnology and Engineering named after N.I. Vavilov, Saratov, Russia.
Shishurin Sergey Alexandrovich, Dr. of Tech. Sci., Ass. Prof. of the Depart. of Technical Support of Agriculture, Saratov State University of Genetics, Biotechnology and Engineering named after N.I. Vavilov, Saratov, Russia.
Gorbushin Pavel Alexandrovich, Cand. of Tech. Sci., Ass. Prof. of the Depart. of Technical Support of Agriculture, Saratov State University of Genetics, Biotechnology and Engineering named after N.I. Vavilov, Saratov, Russia.
Mandrov Sergey Alexandrovich, postgraduate student of the Depart. of Technical Support of the Agroindustrial Complex, Saratov State University of Genetics, Biotechnology and Engineering named after N.I. Vavilov, Saratov, Russia.

Keywords: composite coatings, nanoscale materials, chrome plating, electroplating, recovery technology, hydro-density.

Abstract. The article presents the results of testing nanocomposition electroplating coatings based on chromium for wear resistance and corrosion resistance. The studied nanocomposite coatings were obtained by co-deposition with nanoscale aluminum oxide particles. Nanoscale particles had a spherical shape and dimensions of 10... 100 nm. The production of nanoscale particles with such parameters was achieved by plasma recondensation of the feedstock. Electroplating chromium coatings were applied from a self-regulating chromium plating electrolyte in solid chrome plating modes. In order to ensure high sedimentation resistance of the electrolyte-suspension, nanocomposition coatings were applied under constant exposure to ultrasound at a frequency of 18 kHz. Tribological tests of the samples were carried out on a friction machine according to the "roller – pad" scheme according to GOST 23.224–86. Corrosion tests of the studied coatings were carried out on a laboratory installation by immersion of the studied samples in a saline solution according to GOST 9.308–85. As a result of laboratory tests for wear resistance, it was found that nanocomposite electrolytic coatings based on chromium have a wear resistance 1.5–1.8 times higher than the wear resistance of chromium base coatings and 2.1–2.2 times higher than the wear resistance of steel SHX15. The corrosion resistance of the chromium-based nanocomposition coating is 1.86 times higher than the corrosion resistance of the chromium base coating and 6.86 times higher than the corrosion resistance of 15X steel. Given the high wear resistance and corrosion resistance of chromium-based nanocomposite electroplating coatings, they should be recommended for use in machine-building and repair production as a way to restore worn parts and strengthen new ones.