Исследование метода и разработка оборудования для диагностики работоспособности электролитов плазменно-электролитической обработки

• Автор: Гребенюк, Никита Александрович
• Шифр специальности: 05.11.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 263 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Современное состояние диагностики работоспособности электролитов в технологии
плазменно-электролитической обработки (ГТЭО)
1.1. Анализ типовых деталей приборов и повышение их качественных характеристик на базе
плазменно-электролитической обработки
1.2. Анализ основных факторов, влияющих на качество покрытий, получаемых методом
плазменно-электролитической обработки
1.3. Анализ современных методов и
средств диагностики работоспособности электролитов
Постановка задачи исследований
Глава 2. Исследование взаимосвязи изменения физико-химических
свойств электролитов в процессе эксплуатации с параметрами
качества покрытий
2.1. Теоретический анализ физико-химических процессов в силикатно-щелочных и алюминатных электролитах, протекающих на разных этапах их функционирования
2.1.1. Структура силикатно-щелочного электролита
и ее изменение во времени
2.1.2. Характер и особенности изменения структуры алюминатного электролита
2.1.3. Влияние технологических факторов ПЭО на
изменения в структуре электролитов
2.2. Исследование влияния изменения состояния электролита в процессе эксплуатации на параметры качества покрытий

2.2.1. Разработку экспериментальной установки
и методики проведения исследований
2.2.2. Оценка изменения химического состава
электролита в процессе эксплуатации
2.2.3. Исследование электропроводности электролитов
2.2.4. Исследование кинетики изменения структуры
дисперсной фазы электролита в процессе эксплуатации
2.2.5. Влияние выработки электролита на
сквозную пористость получаемых в нем покрытий
2.2.6. Влияние выработки электролита на
микротвердость покрытий
2.2.7.Влияние выработки электролита на
толщину рабочего слоя покрытий
2.2.8. Влияние эксплуатации электролитов в режиме с межоперационным хранением на пористость,
микротвердость и толщину рабочего слоя покрытий
2.2.9.0ценка взаимосвязи изменения параметров качества покрытий и параметров дисперсной
фазы электролитов во время эксплуатации
2.3. Методика определения пределов
работоспособности электролитов
Выводы
Глава 3. Разработка принципов диагностики работоспособности электролитов на основе исследований изменения оптических характеристик в период эксплуатации и определение их взаимосвязи
с параметрами качества покрытий
3.1. Теоретическое обоснование изменения оптических
характеристик электролитов как полидисперсной системы в процессе эксплуатации
3.1.1. Оптические характеристики дистиллированной
воды как дисперсионной среды электролитов ПЭО
3.1.2. Оптические характеристики дисперсной фазы электролитов ПЭО и их изменение в процессе выработки
3.2. Экспериментальные исследования взаимодействия оптического излучения с электролитами ПЭО
на различных этапах эксплуатации
3.2.1. Оборудование и методики проведения
экспериментальных исследований
3.2.2. Исследования рассеяния светового потока
на частицах дисперсной фазы электролитов ПЭО
3.2.3. Исследование спектральных характеристик электролитов
3.3. Анализ взаимосвязи между коэффициентом пропускания светового потока в электролитах и
параметрами качества ПЭО - покрытий
3.4. Исследование влияния режимов ПЭО
на изменение оптических свойств электролитов
3.5. Принципы оптической диагностики
работоспособности электролитов
Выводы
Глава 4. Разработка лазерного прибора для диагностики работоспособности электролитов при плазменно-электролитической обработке и анализ его точностных характеристик
4.1. Структурная схема прибора и ее обоснование
4.2. Выбор и обоснование основных конструктивных
элементов датчика прибора
4.3. Разработка алгоритмов обработки информации прибора
4.3.1. Алгоритм обработки информации прибора
в режиме диагностики работоспособности электролита по параметрам качества покрытия
1 2 3 4
12. На2НР04*12Н20, На2В407*ЮН20, НзВОз, ИгТ, К4[Ре(С1ад*ЗН20 2,56
13. На2НР04*12Н20, Ыа2В407* 10Н2О, НзВОз, НаИ, [Со(ЛН3)б]2+ 1,35
Как следует из приведенных данных, изменение состава электролита приводит к варьированию пористости и шероховатости покрытия в широком диапазоне значений. В частности, в работе [32] установлено, что изменение строения, состава и цвета покрытия определяется тем, в каком виде переходный металл входит в электролит, в виде кислородосодержащего аниона или катиона. Обработка в электролите, содержащем катионы переходного металла приводят к образованию покрытия с минимальным количеством пор.
При введении в электролит кислородосодержащих анионов переходных металлов образуются покрытия с большим количеством пор. При этом помимо пор, образующихся под действием пробоя, появляется множество пор, обусловленных выделением кислорода согласно реакции:
Ме04" + е -23595^-» Ме02+02 (1.8)
В электролите, содержащем КОН и Па2ЗЮз [9], увеличение концентрации КОН с 2,5 до 10 г/л незначительно влияет на увеличение пористости с 35% до 38%. В то время как изменение концентрации Иа^Юз с 2,5 до 60 г/л способствует снижению пористости практически на 10 %.
Пористость препятствует трещинообразованию в покрытии, что повышает эксплуатационные свойства деталей, работающих в условиях нагрузок. Высокопористые покрытия, полученные на титане в электролитах, представлены в Таблице 1.3.