Разработка технологии модификации электроплазменных функциональных покрытий на титане и его конструкционных сплавах путем микродугового оксидирования

• Автор: Кошуро, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 119 с. : ил.

Содержание

Введение

Глава 1. Аналитический обзор литературы

1.1. Теоретические основы процесса электроплазменного напыления

1.2. Технологические особенности получения плазмонапыленных 16 покрытий

1.3. Методы модификации плазмонапыленных покрытий

1.4. Теоретические основы процесса микродугового оксидирования

1.5. Технологические особенности процесса микродугового 31 оксидирования

Выводы по Главе 1.

Глава 2. Общая методика исследований
Выводы по Главе 2.
Глава 3. Теоретические предпосылки к закономерностям процесса
микродугового оксидирования изделий из титана и его конструкционных сплавов с керамическими
электроплазменными напыленными покрытиями
3.1 Плазмохимические процессы, происходящие в канале микро- 49 дугового разряда, при оксидировании титановой основы с плазмонапыленным оксидом алюминия
3.2 Результаты моделирования и их анализ
Выводы по Г лаве 3.
Глава 4. Исследование элементно-фазового состава, структурного
состояния, микротвердости и адгезионно-когезионной прочности покрытий, формируемых методом электроплазменного напыления с последующим микродуговым оксидированием
Выводы по Главе 4.

Глава 5. Разработка конструктивно-технологических
рекомендаций процесса электроплазменного напыления покрытий с последующим микродуговым оксидированием
Выводы по Главе 5.
Общие выводы по работе
Заключение
Используемые обозначения и сокращения
Список литературы
Приложения

Введение
Детали приборов и машин, например элементы газозапорной арматуры, датчики, лопатки турбин работают при воздействии высоких механических и тепловых нагрузок, в условиях химически агрессивных или абразивных сред, отрицательно влияющих на прочностные характеристики поверхностных слоев материала, и как следствие сокращается срок службы изделий.
Одними из самых распространенных конструкционных материалов являются титан и его сплавы, характеризующиеся высокими показателями механической прочности, эрозионно-кавитационной стойкости, удельной прочности, немагнитности и ряда других физико-механических характеристик. Одним из важных преимуществ титановых изделий является их высокая надежность, обусловленная отсутствием продуктов коррозии, относительно малыми тепловыми деформациями из-за низкого коэффициента теплового расширения, отсутствием струевой коррозии. Особенностью титана и его сплавов является высокая склонность к контактному схватыванию при трении и низкая износостойкость. Существует ряд методов повышения износостойкости и антифрикционных свойств титана: диффузионное упрочнение поверхностей деталей, осуществляемое путем насыщения поверхностного слоя кислородом, азотом, бором, углеродом, кремнием; нанесение износостойких материалов газотермическими методами напыления; оксидирование изделий.
Электроплазменное напылении (ЭПН) отличается от других газотермических методов нанесения покрытий, возможностью использования плазменной струи, в потоке которой частицы напыляемого материала химически не разлагаются и не испаряются при высоких температурах. Хорошо известны теоретические и экспериментальные исследования по изучению характеристик керамических покрытий, нанесенных на металлическую основу ЭПН. Достоинством технологии ЭПН является возможность регулирования элементного состава покрытия и размера структурных элементов. Существенными недостатками ЭПН являются: низкая плотность,
неоднородность структуры и фазового состава напыленного материала. Данные

• введения металлической составляющей в состав покрытия путем: плакирования порошков наносимых материалов (А120з, 2Ю2, ТЮ2, 8Ю2) легирующими элементами (Мо, №>, Тц А1) или напылением порошковой шихты, состоящей из смеси керамических и металлических материалов;
• напыления смеси оксидных порошков;
• напыления порошкового материала неоднородной дисперсности;
• формирования заданной структуры и фазового состава покрытия посредством индукционного нагрева изделия в процессе напыления;
• последующей обработкой ЭПН покрытия (высокоэнергетическим воздействием концентрированными потоками энергии; формирование на поверхности покрытия углеродных наноструктур в виде волокон различной формы; управляемой интенсивной пластической деформацией).
3. Сопоставление закономерностей процессов МДО и анализ свойств покрытий полученных методом ЭПН позволило сформулировать рабочую гипотезу о возможности повышения гомогенности структуры и физико-механических свойств электроплазменных покрытий за счет термо-физического воздействия микроразрядов в процессе МДО, проводимого после ЭПН.
4. Проведение модификации покрытий после процесса ЭПН методом МДО имеет преимущество, а именно технологическую простоту, в сравнении с другими технологическими приемами повышения характеристик электроплазменных покрытий.