Совершенствование процесса абразивно-струйной обработки деталей машино- и приборостроения путем воздействия на основу ориентированных ультразвуковых колебаний для повышения качества плазмонапыленных покрытий

• Автор: Приходько, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 158 с.

Глава
Анализ современных методов повышения адгезионной прочности плазмонапылённых покрытий
1.1 Вопросы повышения качества покрытий, получаемых электроплазменным напылением
1.2 Технологические методы регулирования свойств покрытий
1.3 Влияние методов модифицирования поверхности основы на механические и физико-химические свойства покрытий
1.4 Кинетика формирования микрорельефа и структуры поверхностного слоя механическими методами
1.4.1 Дробеструйная обработка
1.4.2 Виброобкатывание и вибровыглаживание
1.4.3Ультразвуковая размерная обработка основы
1.4.4 Ультразвуковая обработка нежестко закреплённым инструментом
1.4.5 Абразивно-струйная обработка поверхностей
1.4.6 Виброабразивная обработка поверхностей
1.4.7 Абразивная обработка в планетарных барабанах
Глава
Влияние ультразвуковых колебаний основы при её абразивно-струйной обработке на микрорельеф поверхности
2.1 Влияние ультразвуковых колебаний основы на параметры
её микрорельефа при воздушно - абразивной обработке
2.2 Модель формирования элементов микрорельефа поверхности основы
при её воздушно - абразивной обработке с воздействием ультразвука
2.3 Энергетическая активировка поверхности
Глава
Экспериментальные исследования влияния метода подготовки

поверхности на адгезионную прочность покрытий
3.1 Общий порядок исследования и планирование эксперимента
3.1.1 Разработка плана эксперимента. Методы обработки результатов
3.1.2 Оборудование и материалы
3.2 Исследование влияния технологических режимов абразивно-струйной обработки на величину и однородность элементов микрорельефа
3.3 Исследование морфологии и адгезионной прочности титановых электроплазменных покрытий при обычной и ультразвуковой
подготовки поверхности
Глава
Разработка технологии подготовки поверхности
свободным абразивом в ультразвуковом поле под электроплазменное
напыление титановых покрытий на примере дентальных имплантатов
4.1 Типовой маршрутный процесс изготовления
дентальных имплантатов
4.2 Технологические рекомендации по формированию микрорельефа
4.3 Технологические рекомендации по плазменному напылению титана
на поверхность, подготовленную ультразвуковой обработкой
4.4 Технологическая схема изготовления плазмонапылённых
внутрикостных дентальных имплантатов
Глава
Практическое использование результатов исследований
5.1 Предложения по созданию устройства для абразивно-струйной подготовки поверхности с воздействием ультразвука
5.2 Оценка технико-экономической эффективности
Заключение
Литература
Приложения

Актуальность. Развитие современной техники характеризуется созданием и применением новых материалов, свойства которых отвечают в наибольшей степени служебному назначению изделия. При этом, в большинстве случаев, оказывается целесообразным (в основном по технологическим и экономическим причинам) изготавливать основу из обычного конструкционного материала, а на поверхности изделия формировать специальное покрытие, обладающее заданным комплексом механических, физико-химических и других свойств. При этом необязательно, чтобы сам материал детали обладал данными свойствами.
В зависимости от назначения изделий применяемые покрытия делятся на несколько групп: износостойкие, защитные, декоративные, покрытия со специальными газодиффузионными, СВЧ, биологическими и другими свойствами. Требуемые эксплутационные характеристики изделий с покрытиями обеспечиваются, с одной стороны механическими и физико-химическими свойствами материалов покрытий, а с другой стороны - параметрами структуры, микрорельефом поверхности и прочностью (адгезинно-когезионными характеристиками). При этом адгезия - прочность сцепления покрытий с основой, является основным их качеством, поскольку при малой адгезии, когда возможно осыпание покрытия, все другие его характеристики теряют практический смысл.
Вторым важным параметром покрытия является удельная поверхность, определяемая пористой структурой и микрорельефом поверхности. Для износостойких, защитных и декоративных покрытий требуется высокая плотность и, как правило, малая шероховатость. Для других упомянутых выше групп покрытий необходимы вполне определенная пористость и характер микрорельефа поверхности. Например, для газопоглощающих и эмиссионных покрытий важна высокая удельная поверхность, обеспечиваемая высокой пористостью при небольших размерах пор. Для биопокрытий, контактирующих с тканями организма при использовании в имплантатах, наряду с пористостью необходимо обес-

Сопротивление движению частицы по поверхности изнашивания не исчерпывается одной характеристикой механических свойств (пределами прочности, текучести, выносливости, сопротивлением срезу) или их сочетанием.
Рис. 2.1. Схема контактного взаимодействия частицы с поверхностью [45]
Характер взаимодействия абразивной частицы с поверхностью обработки усложняется тем, что указанные два этапа могут проявляться одновременно.
При ударе абразивной гранулы по обрабатываемой поверхности её единичный микровыступ производит упругое и пластическое деформирование материала. После соприкосновения с поверхностью начинается поверхностное деформирование, переходящее по мере углубления в пластическое.
Глубина внедрения зерна зависит от кинетической энергии перемещения в нормальном к поверхности направлении. При достижении нормальной составляющей скорости относительного движения нулевого значения начинается вытеснение частицы под действием слоев материала, находящегося в упру-годеформированном состоянии. Перемещение частицы в направлении, параллельном обрабатываемой поверхности, сопровождается микрорезанием материала детали.
Количество снятого в процессе обработки материала складывается из объемов, ушедших в стружку и разрушенных в результате полидеформирования. На интенсивность съёма за счёт полидеформирования влияет объём пластически - и упругодеформированного материала при действии единичного