Технологическое обеспечение износостойкости деталей машин микродуговым оксидированием и нанесением медного слоя

• Автор: Титов, Николай Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ОГДАВЛЕНИЕ

ф 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Технологические методы повышения износостойкости деталей

• машин

1.2 Свойства покрытий, формируемых МДО на алюминиевых сплавах в

анодно-катодном режиме

1.3 Технологические приёмы улучшения антифрикционных свойств

покрытий, сформированных МДО

Ф 1.4 Выводы, цель и задачи исследования

2 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФРИКЦИОННО-МЕХАНИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ МЕДНЫХ СЛОЁВ НА ПОВЕРХНОСТЬ ПОКРЫТИЙ, СФОРМИРОВАННЫХ МДО
2.1 Тепловая модель фрикционно-механического нанесения медного слоя на поверхность покрытия, сформированного МДО
2.2 Разработка технологической схемы фрикционно-механического нанесения медного слоя на поверхность покрытия, сформированного МДО
2.3 Выводы
• 3 МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Оборудование для проведения исследований
3.2 Методика исследования толщины медного слоя
3.3 Методика исследования шероховатости медного слоя
3.4 Методика исследования прочности сцепления медного слоя
3.5 Методика сравнительных исследований нагрузочной способности
* соединений
3.6 Методика сравнительных исследований тепловой нагруженности соединений
3.7 Методика сравнительных исследований износостойкости соединений

3.8 Методика проведения эксплуатационных испытаний
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
4.1 Результаты исследования толщины и шероховатости медного слоя
® 4.2 Результаты исследования прочности сцепления медного слоя
4.3 Результаты сравнительных исследований нагрузочной способности соединений
4.4 Результаты сравнительных исследований тепловой нагруженности соединений
4.5 Результаты сравнительных исследований износостойкости соединений
® 4.6 Выводы
5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС И ЕГО ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
5.1 Комбинированная технология МДО и нанесения медного слоя на • сопрягаемые внутренние цилиндрические поверхности деталей
машин
5.2 Экономическая эффективность внедрения разработанной комбинированной технологии
5.3 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Установлено, что 85...90% машин выходит из строя не из-за поломок, а вследствие изнашивания рабочих поверхностей деталей. Поэтому снижение изнашивания и, как следствие, повышение износостойкости деталей машин является одной из важных и актуальных проблем как для изготовителей, так и эксплуатационников техники. Многократное увеличение стоимости запасных частей и их невысокое качество также стимулируют разработку технологий, позволяющих повысить износостойкость деталей как при их изготовлении, так и на стадии восстановления.
При эксплуатации техники более половины от общего числа изнашивающихся поверхностей составляют цилиндрические поверхности деталей. В повышении их износостойкости одно из главных мест занимают технологические методы, позволяющие создавать на рассматриваемых поверхностях упрочнённые слои с высокими физико-механическими свойствами. При этом для наружных цилиндрических поверхностей технологические методы разработаны более полно, нежели для внутренних, на долю которых приходится до 60% всех изнашивающихся цилиндрических поверхностей. Сложности с упрочнением внутренних цилиндрических поверхностей, связаны, главным образом, с их труднодоступностью для обработки.
В соединениях деталей машин внутренние цилиндрические поверхности могут выступать как посадочные либо как сопрягаемые поверхности, при этом последние чаще изнашиваются при эксплуатации. Существующие способы их упрочнения не лишены недостатков, существенно ограничивающих область применения того или иного способа. Перспективным способом упрочнения, в значительной мере лишённым многих недостатков и получающим в последнее время всё более широкое распространение, является микро-дуговое оксидирование (МДО). Большой вклад в развитие и совершенствование МДО внесли Марков Г.А., Фёдоров В.А., Черненко В.И., Малышев В.Н., Эпельфельд A.B., Батищев А.Н., Новиков А.Н., Суминов И.В., Ба-синюк В.Л., Гордиенко П.С., Снежко Л.А. и ряд других учёных.
ность установки датчика с иглой относительно измеряемой поверхности определяли по индикатору электронного блока профилометра всё то время, пока происходило измерение. Нахождение стрелки индикатора в пределах шкалы свидетельствовало о правильности установки датчика. После рабочего хода автоматически включался быстрый возврат датчика с иглой в исходное положение, а на цифровом табло электронного блока загоралось измеренное значение Яа. Проводили 5 измерений на различных участках медного слоя образца в пределах выделенного контура, после чего определяли среднее значение 11а. Шероховатость медного слоя, нанесённого на определённых режимах, представляла собой среднее значение шероховатостей трёх образцов.
3.4 Методика исследования прочности сцепления медного слоя
Прочность сцепления медного слоя, нанесённого фрикционномеханическим способом на поверхность покрытия, сформированного МДО, является его важнейшей характеристикой, в значительной мере определяющей эксплуатационные свойства деталей. Для определения прочности сцепления использовали клеевой метод, основанный на отрыве склеенных образцов, на один из которых нанесён медный слой [42].
Общий вид образцов для оценки прочности сцепления медного слоя показан на рисунке 3.4. Образцы изготавливали из сплава Д16, подвергали МДО, шлифовали до шероховатости 11а=0,20...0,25 мкм и наносили медный слой.
Испытанию подвергали 8 пар образцов. Перед склеиванием торцы образцов обезжиривали ацетоном. В качестве клея использовали состав на основе эпоксидной смолы, содержащий следующие компоненты: эпоксидная смола ЭД-16 ГОСТ 10587-84 (100 г); дибутилфталат ГОСТ 8728-88 (15 г); наполнитель - цемент марки 400 (90 г); полиэтиленполиамин ТУ 6-02-594-80 (10... 12 г). Для повышения качества соединения склеиваемые образцы (торец одного из них не имел ни покрытия, ни медного слоя) центрировали по на-