donstuAdvanced Engineering Research (Rostov-on-Don)Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)2687-1653Don State Technical University10.12737/20221donstu-98Research ArticleMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕTechnique of applying protective coatings on diesel piston ringsТехнология нанесения защитных покрытий на поршневые кольца дизельных двигателейЗубрилинаЕлена МихайловнаZubrilinaЕlena M.Elena-zubrilina@rambler.ruЧехаТатьяна АлександровнаCzechaТatyana A.zubik280270@mail.ruДобычинМихаил ВасильевичDobychinMikhail V.mr.kep@yandex.ruКравченкоИгорь НиколаевичKravchenkoIgor N.kravchenko-in71@yandex.ruДонской государственный технический университетРоссияDon State Technical UniversityRussian FederationРоссийский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian Federation2016300920161635464Copyright © Zubrilina Е.M., Czecha Т.A., Dobychin M.V., Kravchenko I.N., 20162016Зубрилина Е.М., Чеха Т.А., Добычин М.В., Кравченко И.Н.Zubrilina Е.M., Czecha Т.A., Dobychin M.V., Kravchenko I.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/98

The work objective is to search for new non-conventional structural low-activated materials. The dispersion-strengthened microalloyed chrome-based alloys that show high mechanical-and-physical properties under the initial condition are described. The results of the comparative studies of the chromium structural behavior obtained by the galvanic and hot spraying methods applied to the piston rings are quoted. This allows identify and assess the advantages of these coatings depending on the performance. Chromium rings wear - engine operating time experimental dependences are shown. The results of the quick and full-scale testing of various engines to determine the effect of the chromium coating composition on the size and behavior of the friction factor depending on the load are described. The feasibility of applying the diesel piston ring coatings under study is assessed.

Цель работы заключается в поиске новых перспективных конструкционных малоактивируемых материалов. Описаны eq дисперсно-упрочненные микролегированные сплавы eq на основе хрома, eq которые показывают хорошие eq физико-механические свойства в eq исходном состоянии. Приведены eq результаты сравнительных исследований прочностных свойств хромовых покрытий, полученных газотермическими и eq гальваническими методами нанесения на поршневые eq кольца. Это позволяет eq выявить и оценить преимущества eq данных покрытий в зависимости eq от эксплуатационных характеристик. Построены eq экспериментальные зависимости износа eq хромированных колец от eq наработки двигателя. Приведены eq результаты ускоренных и натурных eq испытаний различных двигателей eq по определению влияния eq состава хромовых покрытий eq на величину и характер eq изменения коэффициента трения в eq зависимости от нагрузки. Определена эффективность применения исследованных покрытий для поршневых колец дизельных двигателей.

адгезионная и когезионная прочностьгазотермические и гальванические хромовые покрытияизносостойкостькоррозионная стойкостьпоршневое кольцотвердостьтермостойкостьтрениешаржированиеэффект Ребиндераadhesive and cohesive strengthgas-thermal and electrolyte chrome coatingswear resistancecorrosion resistancepiston ringhardnessheat resistancefrictionchargingRehbinder effectReferencesНаноматериалы в техническом сервисе сельскохозяйственных машин / В. И. Черноиванов [и др.]. - Москва : ГОСНИТИ, 2010. - 67 с.1.Chernoivanov, V.I., et al. Nanomaterialy v tekhnicheskom servise sel'skokhozyaystvennykh mashin. [Nanomaterials in the technical service of agricultural machinery.] Moscow: GOSNITI, 2010, 67 p. (in Russian).Повышение послеремонтной ДВС и трансмиссий применением наноматериалов / В. П. Лялякин [и др.] Труды ГОСНИТИ. - 2013. - Т. 113. - С. 90-.Lyalyakin, V.P., et al. Povyshenie posleremontnoy bezotkaznosti DVS i transmissiy traktorov primeneniem nanomaterialov. [Improvement of post overhaul ICE reliability and tractor transmissions by using nanomaterials.] Trudy GOSNITI, 2013, vol. 113, pp. 90–98 (in Russian).Соловьев, Р. Ю. Нетрадиционная триботехника в АПК / Р. Ю. Соловьев // Вестник Рос. акад. с.-х. наук. - 2013. - № 1. - С. 76-78.Solovyev, R.Y. Netraditsionnaya tribotekhnika v APK. [Nonconventional triboengineering in agroindustrial complex.] Vestnik Rossiyskoy akademii sel'skokhozyaystvennykh nauk, 2013, no. 1, pp. 76–78 (in Russian).Безызносная двигателя внутреннего // под Р. Ю. Соловьева. - Москва : ГОСНИТИ, 2015. - с.Solovyev, R.Y. ed. Bezyznosnaya ekspluatatsiya dvigatelya vnutrennego sgoraniya. [Wearless operation of the internal combustion engine.] Moscow: GOSNITI, 2015, 262 p. (in Russian).Мяконьков, М. Б. Совершенствование технологии нанесения износостойких покрытий на поршневые кольца судовых дизелей с учетом их вибрационного и напряженно-деформированного состояния : дис.. канд. техн. наук / М. Б. Мяконьков. - Санкт-Петербург, 2012. - 135 с.Myakonkov, М.B. Sovershenstvovanie tekhnologii naneseniya iznosostoykikh pokrytiy na porshnevye kol'tsa sudovykh dizeley s uchetom ikh vibratsionnogo i napryazhenno- deformirovannogo sostoyaniya: dis ... kand. tekhn. nauk. [Improving wearfacing technique for piston rings of marine diesel engines based on their vibration and stress-strain state: Cand.Sci. (Eng.) diss.] St. Petersburg, 2012, 135 p. (in Russian).Кравченко, И. Н. Обеспечение надежности адгезионной связи плазменных покрытий на поршневых кольцах ДВС с учетом их теплового и термонапряженного состояния / И. Н. Кравченко, Е. М. Бобряшов, А. Ф. Пузряков // Международный журнал образования. - - № 10, ч. 2. - С. 358-Kravchenko, I.N., Bobryashov, E.M., Puzryakov, A.F. Obespechenie nadezhnosti adgezionnoy svyazi plazmennykh pokrytiy na porshnevykh kol'tsakh DVS s uchetom ikh teplovogo i termonapryazhennogo sostoyaniya. [Ensuring the reliability of the adhesive bond of plasma coatings on the piston rings engines based on their thermal and thermal stress state.] Mezhdunarodnyy zhurnal eksperimental'nogo obrazovaniya, 2013, no. 10, part 2, pp. 358–361 (in Russian).Сравнение коррозионной покрытия гальванического и покрытия на карбида вольфрама, высокоскоростным газопламенным (HVOF) / С. Л. Балдаев [и др.] // инженера-химика. - 2009. - № 11. - С. 13-18.Baldayev, S.L., et al. Sravnenie korrozionnoy stoykosti pokrytiya gal'vanicheskogo khroma i pokrytiya na osnove karbida vol'frama, nanesennykh vysokoskorostnym gazoplamennym napyleniem (HVOF). [Comparison of corrosion resistance of galvanic chromium coating and coating on basis of tungsten carbide, applied by method of high-speed flame spraying (NVOF).] Encyclopaedia of Chemical Engineer, 2009, no. 11, pp. 13–18 (in Russian).Пилипенко, Н. Н. Малоактивируемые на основе хрома / Н. Н. Пилипенко // Вопросы науки и техники. - - № 4. - С. 198-203.Pilipenko, N.N. Maloaktiviruemye splavy na osnove khroma. [Low activation chromium alloys.] Problems of Atomic Science and Technology, 2007, no. 4, pp. 198–203 (in Russian).Новые подходы к повышению ресурса деталей машиностроения методами газотермического напыления наноструктурированных материалов / А. Ф. Пузряков [и др.] // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2014. - № 6. - С. 32-35.Puzryakov, A.F., et al. Novye podkhody k povysheniyu resursa detaley mashinostroeniya metodami gazotermicheskogo napyleniya nanostrukturirovannykh materialov. [New approaches to improve of service life of mechanical engineering parts by gas-thermal spraying methods of nanostructured materials.] Repair, Reconditioning, Modernization, 2014, no. 6, pp. 32–35 (in Russian).Ресурсосберегающие технологии получения функциональных наноструктурированных покрытий высокоскоростными методами нанесения / И. Н. Кравченко [и др.] // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2015. - Т. 15, № 3 (82). - С.19-28.Kravchenko, I.N., et al. Resursosberegayushchie tekhnologii polucheniya funktsional'nykh nanostrukturirovannykh pokrytiy vysokoskorostnymi metodami naneseniya. [Resource-saving technologies of derivatization of functional nanostructured coatings by high-speed application methods.] Vestnik of DSTU, 2015, vol. 15, no. 3 (82), pp. 19–28 (in Russian).Газотермическое напыление / Л. Х. Балдаев [и др.]. - 2-е изд. - Москва : Старая Басманная, 2015. - 539 с.Baldayev, S.L., et al. Gazotermicheskoe napylenie. [Gasometric sputtering.] 2nd ed. Moscow: Staraya Basmannaya, 2015, 539 p. (in Russian).Мощенок, В. И. Определение характеристик композитных покрытий для колец дизельных двигателей / В. И. Мощенок, Е. А. Нестеренко, А.В. Сагалович // Вестник Харьков. нац. автомобильно-дорож. ин-та. - 2009. - № 46. - 111-115.Moshchenok, V.I., Nesterenko, E.A., Sagalovich, A.V. Opredelenie tribotekhnicheskikh kharakteristik kompozitnykh ionno-plazmennykh pokrytiy dlya porshnevykh kolets dizel'nykh dvigateley. [Determination of tribological characteristics of the composite ion-plasma coatings for diesel piston rings.] Vestnik KhGADTU, 2009, no. 46, pp. 111–115 (in Russian).Технология нанесения покрытия стальных колец / Г. А. Околович [и др.] // металлов. - 2012. - № 4 (57). - С. 50-Okolovich, G.A., et al. Tekhnologiya naneseniya iznosostoykogo pokrytiya stal'nykh porshnevykh kolets. [Technology for deposition of wear-resistant coating of piston rings.] Obrabotka Metallov, 2012, no. 4 (57), pp. 50–52. (in Russian).Кравченко, И. Н. Исследования прочностных свойств и эксплуатационных характеристик хромовых покрытий, полученных различными методами напыления / И. Н. Кравченко, Е. М. Зубрилина, С. Г. Марковчин // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2012 - № 6. - С. 27-30.Kravchenko, I.N., Zubrilina, E.M., Markovchin, S.G., Shiyan, A.V. Issledovaniya prochnostnykh svoystv i ekspluatatsionnykh kharakteristik khromovykh pokrytiy, poluchennykh razlichnymi metodami napyleniya. [Study of strength properties and operating characteristics of chromium coatings made by various spraying methods.] Repair, Reconditioning, Modernization, 2012, no. 6, pp. 27–30 (in Russian).Кравченко, И. Н. Экспериментально-расчетная методика прочностных характеристик покрытий / И. Н. Кравченко // Ремонт, восстановление, моде - 2006. - № 3. - 16-18.Kravchenko, I.N. Eksperimental'no-raschetnaya metodika opredeleniya prochnostnykh kharakteristik plazmennonapylennykh pokrytiy. [Experimental and computational procedure of determining the strength characteristics of plasma sprayed coatings.] Repair, Reconditioning, Modernization, 2006, no. 3, pp. 16–18 (in Russian).Лунёв, В. М. Адгезионные покрытий и методы измерения / В. М. Лунев, О. В. Немашкало // Журнал физики и инженерии поверхности. - 2010. - Т. 8. - № 1. - С. 64-71.Lunev, V.M., Nemashkalo, O.V. Adgezionnye kharakteristiki pokrytiy i metody ikh izmereniya. [Adhesion characteristics of coatings and methods of their performance measurement.] Journal of Surface Physics and Engineering, 2010, vol. 8, no. 1, pp. 64–71 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.