Нанесение износостойких PVD-покрытий на фрикционные поверхности шестерен и муфт-шестерен перспективной автоматической коробки передач

Рассмотрена перспективная силовая автоматическая трансмиссия, разработанная учеными РГУПС. В устройстве данной автоматической коробки переключения передач (АКПП) используется оригинальная, не имеющая аналогов муфта-шестерня, используемая в качестве фрикционного усилительного звена. Ввиду отсутствия разрывов потока передаваемой с помощью данной муфты-шестерни мощности и, как следствие, увеличения скорости включения передач удалось увеличить коэффициент полезного действия АКПП. В процессе длительной эксплуатации компоненты и детали данного агрегата, в частности шестерни, подвергаются износу. Одним из способов повышения их износостойкости является нанесение вакуумных покрытий, защищающих поверхности от их интенсивного изнашивания. Для реализации данной задачи методом магнетронного распыления получено высокоэнтропийное покрытие CuCrMnFeCoNi на подложке из стали 40ХН2МА, обладающее однородной структурой и плотным прилеганием к подложке. Трибологические исследования позволили установить низкий коэффициент трения m = 0,12, который значительно ниже значений подложки из стали. Разработанное покрытие позволит уменьшить коэффициент трения и износ муфты-шестерни.

1. Петров, А. П. Современные конструкции автоматических коробок передач / А. П. Петров ; Курганский государственный университет. – Курган : КГУ, 2015. – 80 с. – ISBN 978-5-4217-0333-4.

2. Харитонов, С. А. Автоматические коробки передач / С. А. Харитонов. – Москва : Астрель, 2003. – 335 с. – ISBN 5-170-17670-8.

3. Коробка передач. Устройство, принцип работы и разновидности коробки передач DSG // ТехАвтоПорт. Про автомобили. В деталях. – 2024. – URL: https://techautoport.ru/transmissiya/korobka

4. Патент № 2674899 РФ, МПК F16D 65/00 (2006.01). Способ повышения эффективности фрикционных систем / В. В. Шаповалов, М. М. Шестаков, Р. А. Корниенко [и др.] ; заявитель В. В. Шаповалов. – № 2016128401 ; заявл. 12.07.2016 ; опубл. 13.12.2018, Бюл. № 35. – 20 с.

5. Повышение эффективности закрытых узлов трения / В. В. Шаповалов, Т. Л. Саямова, Д. А. Рябыш [и др.] // Механика и трибология транспортных систем : сборник статей международной научной конференции.. – Ростов-наДону : РГУПС, 2021. – С. 166–170. – ISBN 978-5-907295-52-0.

6. ГОСТ 17744-72. Библиографическая запись. Библиографическое описание : государственный стандарт Союза ССР : издание официальное : утвержден Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР 7 апреля 1972 г. (протокол № 41), введен в действие Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 24 мая 1972 г. № 1057 – Москва : Издательство стандартов, 1972. – 19 с.

7. Марочник сталей и сплавов / А. С. Зубченко, М. М. Колосков, Ю. В. Каширский, Ю. И. Астахов [и др.]. – Москва : Машиностроение-1, 2003. – 780 с.

8. Обзор исследований сплавов, разработанных на основе энтропийного подхода / З. Б. Батаева, А. А. Руктуев, И. В. Иванов [и др.] // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2021. – Т. 23, № 2. – С. 116–146. – DOI 10.17212/1994-6309-2021-23.2-116-146.

9. Microstructural development in equiatomic multicomponent alloys / B. Cantor, I. Chang, P. Knight, A. J. B. Vincent // Materials Science and Engineering A. – 2023. – Vol. A375-377. – P. 213–218. – DOI 10.1016/j.msea.2003.10.257.

10. Yeh, J. W. Alloy Design Strategies and Future Trends in High-Entropy Alloys / J. W. Yeh // JOM : the journal of the Minerals, Metals & Materials Society. – 2013. – No. 65. – P. 1759–1771. – DOI 10.1007/s11837-013-0761-6.

11. Miedema Calculator : A thermodynamic platform for predicting formation enthalpies of alloys within framework of Miedema’s Theory / R. F. Zhang, S. H. Zhang, Z. J. He [at al.] // Computer Physics Communications. – 2016. – Vol. 209. – P. 58–69. – DOI 10.1016/j.cpc.2016.08.013.

12. Многокомпонентные и высокоэнтропийные сплавы и нитридные покрытия на их основе / А. Д. Погребняк, Ф. Ф. Комаров, В. М. Береснев [и др.] ; Москва : ЛЕНАНД, 2021. – 336 с. – ISBN 978-5-97108-872-1.

13. Покрытия DLC, стабилизированные азотом: оптимизация свойств и режимов нанесения с использованием алгоритмов рандомизированных деревьев и нейронных сетей / А. И. Воропаев, В. И. Колесников, О. В. Кудряков [и др.] // Физическая мезомеханика. – 2024. – Т. 27, № 2. – С. 16–32. – DOI 10.55652/1683-805X_2024_27_2_16-32.

14. Политыко, К. Н. Формирование PVD-покрытий для трибологического назначения / К. Н. Политыко, Д. С. Мантуров // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2023. – № 3. – С. 81–93. –ISSN 1818-5509.

15. Головин, Ю. И. Наноиндентирование и его возможности / Ю. И. Головин. – Москва : Машиностроение, 2009. – 312 с. – ISBN 978-5-94275-476-1 (в пер.).

16. IN 50324-1992. Tribology; testing of friction and wear model test for sliding friction of solids (ball-ondisc system) [Тела твердые. Модельные испытания на трение и износ при трении скольжения] : международный (зарубежный) стандарт. ISO 17.040.20. Properties ofsurfaces[Свойства поверхностей]. Дата опубликования 01.07.1992. Язык оригинала : немецкий. – 6 с. – URL: https://www.standards.ru/document/4024545.aspx (дата обращения: 23.10.2024).

17. ASTM G99-17. Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Apparatus. – January 1, 2017. – 6 p. – URL: https://www.astm.org/g0099-17.html (дата обращения: 23.10.2024).