Разработка процессов комбинированного упрочнения и восстановления поверхностей деталей из титановых сплавов плазменно-дуговым методом в вакууме

• Автор: Чернова, Татьяна Георгиевна
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Глава 1. ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

1.1. Эксплуатационные свойства деталей из титановых сплавов

1.1.1. Титан - перспективный конструкционный материал

1.1.2. Эксплуатационные свойства деталей из титановых сплавов

1.2. Анализ способов повышения износостойкости деталей из титановых сплавов

1.2.1. Анализ способов повышения износостойкости деталей из титановых сплавов

1.2.2. Общие требования к ответственным и высокона-груженным деталям из титановых сплавов, подвергнутым различным способам поверхностного упрочнения или нанесения покрытий
1.2.3. Комбинированные способы повышения износостойкости деталей из титановых сплавов
1.3. Дуговой разряд с полым катодом (ДРПК) в вакууме - универсальный источник энергии

Цель и задачи работы

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СЛОЯ, ПОЛУЧЕННОГО НАПАЙКОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДРПК В ВАКУУМЕ

2.1. Напаянный слой, полученный с использованием ДРПК в вакууме
2.2. Слой, полученный напайкой с последующим азотированием аргон-азотной плазмой ДРПК в вакууме
Выводы по главе

Глава 3. МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПЛАЗМЫ ДРПК НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ С ПОВЕРХНОСТЬЮ МЕТАЛЛА
3.1. Физическая модель взаимодействия плазмы ДРПК низкого давления с обрабатываемой поверхностью
3.1.1. Состав и параметры плазмы в области ее взаимодействия с обрабатываемой поверхностью
3.1.2. Взаимодействие аргон-азотной плазмы ДРПК низкого давления с обрабатываемой поверхностью
3.2. Формирование диффузионного слоя
3.2.1. Оценка коэффициента диффузии
3.2.2. Оценка потока частиц, идущих на обрабатываемую поверхность
3.2.3. Оценка количества азота, которое может принять титан
3.3. Взаимодействие аргон-азотной плазмы с расплавом
Выводы по главе
Глава 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ КОМБИНИРОВАННОГО УПРОЧНЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ
4.1. Технология комбинированного упрочнения и восстановления
4.1.1. Технология
4.1.2. Исследование слоя, полученного с помощью комбинированного упрочнения
4.2. Разработка элементов оборудования
4.2.1. Горелка
4.2.2. Магнитная система
4.2.3. Питатель

Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА

Микротвердость замерялась на микротвердомере ПМТ-3 (по Виккерсу) при нагрузке 0,2 Н, времени выдержки 10 с, с выдерживанием расстояния между отпечатками ~ 15-20 мкм. Глубина упрочненного слоя оценивалась по результатам падения микротвердости от поверхности вглубь азотированного слоя (до микротвердости напаянного слоя + 100 единиц) и замерялась на микроскопе ММР-4.
Анализ микротвердости показал, что микротвердость упрочненного слоя превышает микротвердость напаянного металла на 1300 - 1500 МПа, распределение микротвердости имеет благоприятный для эксплуатации характер. Толщина упрочненного слоя 70 - 90 мкм (рис. 2.10). Возможно осуществление локального упрочнения.
На основании полученных результатов можно утверждать, что проведение азотирования после напайки позволяет повысить микротвердость верхних слоев покрытия, обедненных армирующими частицами, что улучшает характер распределения микротвердости по толщине напаянного слоя (рис. 2.11). Также, согласно литературным данным, азотирование, проведенное после напайки, позволяет повысить сопротивление усталости вследствие формирования напряжений сжатия высокого уровня [37].
В качестве недостатка данного комбинированного способа - дуговой напайки в вакууме с последующим азотированием в твердой фазе -следует отметить невозможность нанесения покрытия толщиной более 0,5 мм, что в сочетании с малой производительностью процесса азотирования (1-5 мин.) делает предложенный комбинированный способ малоэффективным.
Для изыскания более эффективного способа следует изучить закономерности взаимодействия плазмы ДРПК низкого давления с обрабатываемой поверхностью.