Разработка основ теории и электрооборудования для химико-термической обработки изделий в электрическом разряде при атмосферном давлении

• Автор: Долбилин, Евгений Валентинович
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 325 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Анализ методов термической обработки и оборудования для создания изделий с поверхностным диффузионным слоем
1.1. Методы упрочнения поверхности деталей и анализ механизма формирования диффузионных покрытий
1.2. Анализ методов и устройств для химико-термической обработки поверхности деталей
1.3. Анализ электрических методов и устройств для нанесения покрытий на поверхность деталей
1.4. Анализ импульсных методов и устройств для химико-термической обработки и нанесения
покрытий
1.5. Сравнительный анализ методов химико -термической обработки деталей по механическим
и технологическим параметрам
1.6. Выбор источников питания и электрооборудования установок для химико-термической обработки и устройств управления технологическими
комплексами
1.7. Выбор и обоснование основных направлений исследований и разработок.
Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. Разработка основ процесса ионно-плазменной обработки поверхности деталей в среде несамостоятельного разряда и необходимого для этого электрооборудования
2.1. Основные принципы технологического процесса химико-термической обработки в несамостоятельном разряде и схемы его реализации
2.2. Разработка основ теории и математической модели электрического режима
несамостоятельного термического разряда
2.3. Электро и теплофизические характеристики несамостоятельного термического разряда
2.4. Электрические и теплофизические процессы в прикатодной области несамостоятельного термического разряда
2.5. Исследование устойчивости несамостоятельного разряда в диффузионных установках и
источников питания к ним
2.6. Технологические процессы диффузионной обработки в среде несамостоятельного
термического разряда при атмосферном давлении
2.7. Создание новых технологий и оборудования для ионно-плазменной обработки в
несамостоятельном разряде
2.8. Разработка инженерной методики расчета технологического блока диффузионной установки с несамостоятельным разрядом
2.9. Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. Разработка основ теории химико-термической обработки деталей электродуговым разрядом атмосферного давления и необходимого для этого оборудования
3.1. Определение механизмов технологического процесса химико-термической обработки деталей
в дуговом разряде атмосферного давления
3.2. Разработка механизма взаимодействия плазмы дугового электрического разряда с твердым телом (поверхностью изделия и наплавляемым элементом)
3.3. Теплофизические свойства дуги, горящей в парах металла и диффузионные процессы при
наплавке и напылении
3.4. Приэлектродкые процессы и механизм химико-термической обработки поверхности
изделия в дуговом разряде
3.5. Анализ устойчивости дугового разряда при химико-термической обработке.
Электрические характеристики дуги
обратной полярности
3.6. Установки химико-термической обработки деталей с дуговым разрядом атмосферного
давления
3.7. Разработка инженерной методики расчета технологических установок для ХТО деталей
с дуговым разрядом
3.8. Выводы по третьей главе

объема детали в процессе обработки и необходимости предварительной подготовки обрабатываемой поверхности. Недостатки метода: малая толщина формируемого слоя (менее 0,2 мм); большая шероховатость и пористость; наличие мелких трещин и пережимов; возможность использования только проводящих материалов.
Электроискровой способ обработки экономически оправдан при пробивке отверстий малого диаметра, наплавке малых толщин и легировании локальных поверхностей.
1.4.3. По сравнению со стационарными, импульсные технологии наплавки обеспечивают:
- управление процессами плавления, переноса и кристаллизации металла независимо от пространственного положения наплавочной ванны при значительно меньших средних значениях технологических и электрических параметров;
- уменьшение степени деформации процессов в наплавленных поверхностях;
- повышение качественных характеристик наносимого покрытия (повышение однородности химического состава по всему объему покрытия, измельчение структуры в зоне термического влияния), что достигается за счет интенсивной дегазации ванны жидкого металла и равномерного распределения легирующих элементов по всему объему расплава;
- возможность стабилизации мгновенных значений основных технологических параметров.
Импульсный метод позволяет концентрировать во времени тепловое и силовое воздействие на основной и электродный металлы для регулирования технологических характеристик процессов наплавки /73/. Характерная особенность импульсной наплавки плавящимся электродом - управляемый перенос электродного металла.
В настоящее время широко применяется способ импульсного управления процессом, разработанный в ИЭС им. Е.О.Патона /74-76/. Способ позволяет контролировать общее количество энергии, идущей на расплавление каждой капли, и обеспечивает направленный перенос их в наплавочную ванну. В этом случае требуются длительности импульсов тока в пределах (0,8 - 1,3)* 10"3 с и частоты их следования 25 - 100 Гц.
К сожалению, в известных работах не уделяется внимание образованию переходного (диффузионного) слоя. Анализ и учет данного процесса позволил бы повысить адгезионные свойства покрытия, следовательно, увеличил бы срок службы восстановленных деталей.
1.4.4. В настоящее время все большее число процессов ХТО и диффузионных установок переводится на питание импульсным током. Таким примером является ионно-плазменное азотирование в тлеющем разряде.