Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология машиностроения

Диссертационная работа:

Голенкова Александра Александровна. Совершенствование технологии формирования износостойких покрытий на алюминиевых сплавах микродуговым оксидированием : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.08.- Красноярск, 2006.- 125 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/553

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

Глава 1 Электрохимические методы формирования оксидных покрытий на

алюминиевых сплавах. Обзор 9

1.1 Электрохимические методы формирования покрытий 9

1.1.1 Традиционное оксидирование алюминиевых сплавов (анодирование) 10

1.1.2 Метод микродугового оксидирования 14

1.2 Влияние начальных условий микроплазменных процессов на структуру и свойства покрытий 20

Глава 2 Механизм микродугового оксидирования алюминиевых сплавов 28

2.1 Кинетика образования оксидного покрытия при толстослойном

анодировании и микродуговом оксидировании алюминиевых сплавов 28

2.2 Стадии формирования оксидных покрытий 32

2.3 Распределение температуры в канале пробоя 42

Глава 3 Исследование влияния основных факторов МДО на структуру и свойства оксидных покрытий 49

3.1 Математическое планирование эксперимента. Определение режимов формирования износостойких оксидных покрытий на алюминиевых сплавах 49

3.2 Методы проведения исследований 57

3.2.1 Изготовление образцов 58

3.2.1.1 Выбор образцов для проведения исследований 58

3.2.1.2 Описание технологических режимов формирования МДО покрытий на образцы для испытаний 63

3.2.2 Метод определения толщины покрытия 67

3.2.3 Метод определения микротвердости покрытия 3.2.4 Метод определения пористости МДО-покрытий 68

3.2.5 Метод определения напряжения пробоя и электрической прочности покрытий 69

3.2.6 Метод определения тангенса угла диэлектрических потерь 70

3.2.7 Метод оценки общей коррозионной стойкости покрытий 71

3.2.8 Метод оценки защитных свойств покрытий 71

3.2.9 Метод рентгенофазового анализа 3.2.10 Метод оценки относительного износа 75

3.2.11 Метод определения адгезионной прочности 76

3,3 Результаты исследований 80

3.3.1 Результаты исследований пробной серии экспериментов 80

3.3.2 Результаты исследований основной серии экспериментов 83

Глава 4 Разработка технологического процесса формирования износостойких

покрытий на алюминиевых сплавах микродуговым оксидированием 91

4.1 Рекомендации по технологии микродугового оксидирования 91

4.1.1 Способы охлаждения оксидируемой поверхности 96

4.1.2 Дефекты оксидных покрытий и рекомендации по их устранению в процессе формирования 97

4.1.3 Микродуговое оксидирование сложных поверхностей 99

4.2 Технические требования к технологическому оборудованию и оснастке 104

4.3 Технологический процесс формирования износостойкого покрытий на детали из алюминиевых сплавов 106

Выводы 113

Список литературы 115 

Введение к работе:

Одним из эффективных способов защиты алюминиевых сплавов от воздействия различных эксплуатационных нагрузок, в том числе и от износа, является создание на их поверхности оксидных покрытий.

Микродуговое оксидирование (МДО) - это сравнительно новый вид поверхностной обработки и упрочнения главным образом металлических материалов, происходящий от традиционного анодирования и относящийся к электрохимическим процессам.

Отличительной особенностью микродугового оксидирования является участие в процессе формирования покрытия поверхностных микроразрядов.

Разработанный Марковым Г. А и Марковой Т. А. способ, приводящий к росту качественно нового защитного покрытия на алюминиевых сплавах, вызвал большой научный и практический интерес. В целом, МДО - это совокупность разнообразных гальванических процессов, общим признаком которых являются химические реакции, протекающие при высококих температурах и транспорт вещества в электрической дуге, создаваемой между электродами, помещенными в среду с ионной или электронно-ионной проводимостью.

Реализация внедрения на машиностроительные предприятия МДО сдерживается отсутствием информации о конкретных технологических параметрах, ответственных за упрочнение (стойкость к износу), а также технологического оборудования и оснастки.

К настоящему времени до сих пор неясны механизмы образования покрытий. Остается малоизученным влияние токовых режимов на структуру и эксплуатационные характеристики покрытий. Не отработаны технологические режимы для получения МДО-покрытий с заданными свойствами, в частности, износостойких.

Это определяет актуальность выбранной темы, посвященной повышению износостойкости покрытий на алюминиевых сплавах микродуговым оксидированием.

Работа выполнялась в рамках научного проекта «Научные исследования высшей школы в области производственной технологии», раздел: «Электронно - ионно - плазменные технологии» (январь 2000 -декабрь 2000); тема: «Разработка и исследование технологии упрочнения металлических поверхностей высокоэнергетическими локальными источниками энергии».

Цель работы - повышение износостойкости покрытий на алюминиевых сплавах, формируемых микродуговым оксидированием.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: исследование механизма формирования оксидных покрытий на алюминиевых сплавах методом МДО;

- выявление основных технологических параметров МДО, влияющих на свойства и структуру оксидных покрытий; исследование влияния технологических режимов МДО на структуру и свойства оксидных покрытий; исследование влияния основных факторов МДО на износостойкость покрытий;

- разработка технологического процесса нанесения износостойких покрытий методом МДО.

Методы исследования. В работе выполнялись экспериментальные исследования, которые включали в себя металлографический анализ с использованием оптической и растровой электронной микроскопии, качественный и количественный рентгенофазовый анализ, определение пористости покрытия по методу цветной дефектоскопии, определение тангенса угла диэлектрических потерь с использованием измерителя добротности (ГОСТ 6433.4-71), определение напряжения пробоя и электрической прочности образца с помощью прибора УПУ-1М (ГОСТ 6433.3-71), оценку общей коррозионной стойкости покрытий (ГОСТ 9.913-90), оценку защитных свойств покрытий по методу капли (ГОСТ 9.302-88 п. 6), определение относительного износа по методу искусственных баз, оценку адгезионных свойств покрытия по клеевой методике (ГОСТ 209-75). Из теоретических методов использовался метод математического планирования эксперимента.

Научная новизна работы:

предложен и экспериментально подтвержден механизм формирования оксидных покрытий на алюминиевых сплавах микродуговым оксидированием;

исследована связь основных технологических параметров процесса МДО со структурой, физико-химическими и эксплуатационными свойствами покрытия на сплавах Д16Т, АМгб, АК9ч; установлено оптимальное соотношение катодной и анодной токовых составляющих (1,3:1) для получения износостойких МДО-покрытий на алюминиевых сплавах; выявлено соотношение толщины твердого слоя и общей толщины покрытия для сплавов Д16Т, АМгб, АК9ч.

Практическая ценность. Разработан и внедрен технологический процесс повышения износостойкости поверхности алюминиевых сплавов методом МДО, который позволит значительно повысить ресурс работы деталей в условиях трения.

Даны практические рекомендации по подбору режимов обработки микродуговым оксидированием для получения покрытий с заданным уровнем свойств. Сформулированы технические требования для разработки технологического оборудования и оснастки, необходимых для реализации микродугового оксидирования деталей из алюминиевых сплавов с целью получения износостойких покрытий.

Достоверность полученных результатов. Сформулированные в диссертации научные положения, выводы и рекомендации обоснованы теоретическими решениями и экспериментальными данными, полученными в работе. Достоверность результатов работы обеспечивается методологией исследований и сопоставлением результатов расчетов с результатами других авторов.

Реализация работы. Научные результаты внедрены на ведущем предприятии машиностроительной отрасли ФГУП «Красмашзавод» и использованы в учебном процессе в качестве лабораторной работы по дисциплине «Технология машиностроения» для студентов очной формы обучения для инженерно-экономических специальностей.

На защиту выносятся:

- механизм формирования оксидных покрытий на алюминиевых сплавах микродуговым оксидированием; результаты исследований влияния технологических параметров на структуру, физико-химические и эксплуатационные свойства оксидных покрытий, сформированных МДО на алюминиевых сплавах Д16Т, АМгб, АК9ч; технологические режимы, позволяющие получать износостойкие МДО-покрытия на исследуемых в данной работе алюминиевых сплавах; технологический процесс формирования износостойких оксидных покрытий методом МДО на алюминиевые сплавы;

технические требования для разработки технологического оборудования и оснастки, необходимых для реализации микродугового оксидирования деталей из алюминиевых сплавов с целью получения износостойких покрытий.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Всероссийских научно-технических конференциях «Материалы, технологии, конструкции» (г. Красноярск, 1997-1999 г.г.), «Материалы, технологии, конструкции, экономика» (г. Красноярск, 2000-2002 г.г.), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (г. Красноярск, 1999-2000 г.г.), на IV Всеросийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Решетневские чтения» (г. Красноярск, 2001 г.), а также на семинарах кафедры КПИКМ, МСЛА, УКС САА (СибГАУ).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ, часть из которых представлена в сборнике научных трудов Международной научно-практической конференции молодых ученых (г. Днепропетровск, 2000 г.), в Вестнике СибГАУ (2003 г.), центральном журнале «Вестник машиностроения» (2003 г.), в сборнике научных трудов Российской научно-технической конференции «Научно-технические проблемы приборостроения и машиностроения», г. Томск, ТПУ (28 - 29 сентября 2004 г.)

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, содержащего 97 наименований. Работа изложена на 125 страницах машинописного текста и содержит 31 рисунок и 14 таблиц.  

Подобные работы
Пронин Вячеслав Викторович
Разработка технологии формирования изоляционных покрытий на деталях из алюминиевых сплавов методом микродугового оксидирования
Хлыстов Александр Владимирович
Совершенствование технологии восстановления деталей железнением с формированием покрытия повышенной толщины
Земскова Елена Павловна
Технологическое обеспечение коррозионной стойкости деталей из алюминиевых сплавов формированием тонких МДО-покрытий
Иконников Алексей Михайлович
Совершенствование технологии магнитно-абразивной обработки фасонных поверхностей
Мамонов Александр Вячеславович
Совершенствование технологии изготовления трапецеидальной резьбы винтов грузоподъемных механизмов на основе электромеханической обработки
Зверовщиков Анатолий Владимирович
Совершенствование технологии шпиндельной обработки деталей при уплотнении шлифовального материала внешним давлением
Золотов Олег Владимирович
Совершенствование технологии обработки тонкостенных деталей методом пластического сверления
Кудашева Ирина Олеговна
Совершенствование технологии изготовления прецизионных деталей "тело вращения" на основе применения ультразвукового упрочнения и поверхностно-активных веществ
Слесарев Сергей Валентинович
Совершенствование технологии стабилизации остаточных напряжений в прецизионных деталях типа колец подшипников на основе применения ультразвуковой энергии
Фадеев Александр Александрович
Совершенствование технологии понижения активной реакции промывных вод гальванических производств деталей летательных аппаратов

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net