Описание

В монографии представлены результаты теоретико‑экспериментальных исследований по обоснованию применения принципов неравновесной термодинамики при разработке инновационных износостойких покрытий и смазочных материалов для металлообработки и высокотемпературных тяжелонагруженных подвижных сопряжений. Предложена термодинамическая модель изнашивания трибосопряжений и разработана комплексная методология их исследования. Приведены принципы рационального выбора и применения инструментальных материалов, износостойких покрытий и смазочно‑охлаждающих технологических средств (СОТС), обеспечивающие эффективность лезвийной обработки резанием и улучшение условий работы тяжелонагруженных узлов трения за счет снижения производства энтропии в зоне трения, формирования вторичных структур на фрикционном контакте со смазывающим и экранирующим эффектами. Установлены два способа воздействия на трение и износ инструментов при самоорганизации при легировании инструментальных материалов с помощью соединений, которые позволяют достичь уменьшения коэффициента трения на рабочих поверхностях и расширить интервал самоорганизации. Для проведения экспериментальных испытаний разработаны специальные методики и экспериментальные установки, в частности, адгезионная установка для триботехнических исследований и установка для испытаний СОТС при сверлении и резьбонарезании. Приведены разработанные и апробированные концепции по формированию слоев в многослойных износостойких покрытиях с учетом не только механизмов самоорганизации при трении, но и наличия трех характерных зон на графиках изнашивания: приработанного, нормального и катастрофического износа, а также принципы применения СОТС (различной вязкости и агрегатного состояния), геометрической адаптации режущего клина, упрочняющей технологии и модификации процесса резания, способствующие запуску механизмов самоорганизации трибосистемы резания и снижения изнашивания режущего инструмента.