Исследование и разработка технологических принципов повышения функциональных характеристик трибосопряжений при использовании DLC-покрытий, стабилизированных азотом

Объект исследования – трибосопряжения вертолета МИ-35 – элемента механизма управления стабилизатором «червяк-барабан» путем применения разработанной технологии модифицированных поверхностей трибосопряжения. Цель исследования – Установление теоретических и экспериментальных закономерностей повышения физико-механических и трибологических характеристик тяжело-нагруженных металлических трибосистем путем использования углеродных высоковакуумных покрытий семейства DLC, стабилизированных азотом. Методы исследования базируются на прогрессивных технологиях вакуумных ионно-плазменных покрытий, современных фундаментальные достижения в области материаловедения, физики и химии трения, а также современная экспериментальная база и методики изучения свойств, состава и строения поверхностных слоев трущихся сопряжений. Теоретические результаты: сформирована база данных DLC-покрытий, включающая параметры технологии нанесения, параметры подложки, характеристики архитектуры и структуры покрытий, их физикомеханические и трибологические свойства. Массив данных позволил впервые апробировать перспективные цифровые аналитические инструменты в виде нейросетевых алгоритмов и преодолеть проблемы вакуумной ионно-плазменной технологии, связанные с неустойчивым распределением экспериментальных данных и многопара-метричностью. Показано, что значительное влияние на трибологические характеристики оказывает комплекс физико-механических свойств системы «подложка – подслой – покрытие». На основе полученных экспериментальных данных в качестве основного теоретического положения для оптимизации такой системы рекомендовано использовать соотношение значений сопротивления пластической H3/E2 деформации компонентов системы (где Н – твердость, Е – модуль упругости). Предложены научно-методические принципы оптимизации технологических режимов формирования системы «подложка – подслой – покрытие», в качестве основы которых использована методика ортогонального центрального композиционного плана (ОЦКП). Установлено, что для получения высокой износостойкости при использовании DLC-покрытий в тяжелонагруженных узлах трения необходимо использовать комбинированные покрытия – двухслойную систему, сочетающую наружный углеродный слой (DLC) с низким коэффициентом трения и износостойкий внутренний нитридный слой. Практическая ценность и внедрение: Разработаны и практически реализованы научно-методические принципы технологического обеспечения для целенаправленного повышения работоспособности трибосопряжений в ответственных узлах трения путем оптимизации технологических режимов формирования вакуумных ионно-плазменных углеродных покрытий различной архитектуры в зависимости от трибологических условий эксплуатации. На основе результатов проведенных исследований компании ПАО «Роствертол» предложена разработанная техническая и нормативная документация по применению технологических принципов использования вакуумных ионно-плазменных углеродных покрытий на основе DLC, стабилизирован-ных азотом, для повышения износостойкости и надежности механизма управления стабилизатором вертолета МИ-35.