Повышение долговечности деталей сельскохозяйственной техники электротермической обработкой композиционных электрохимических покрытий

• Автор: Кисель, Юрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 359 с. : 60 ил.

СОДЕРЖАНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Износостойкие композиционные электрохимические покрытия (КЭП) для восстановления сельскохозяйственной техники

1.2. Электротехнологии модификации износостойких КЭП

1.3 Проблемы электромодификации КЭП

2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Постановка задачи

2.2 Общая методика исследований

2.3 Специальные методики исследования свойств КЭП

2.3.1 Определение объемного содержания дисперсной фазы в композите методом микротвердости
2.3.2 Определение параметров субмикроструктуры покрытий
по их дилатации
2.3.3 Определение оптимальной износостойкости КЭП по их шероховатости
2.3.4 Расчет модуля упругости зернистых композитов методом конечных элементов
2.4 Обработка результатов исследований :
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КЭП
3.1 Вопросы исследований
3.2 Взаимосвязь прочностных свойств электролитических осадков с их структурой
3.3 Взаимосвязь структуры, прочности и износостойкости электролитических композитов

3.4 Формирование связи дисперсной фазы и матрицы электрохимических композитов
3.5 Электротермическая обработка и ее влияние на прочностные свойства КЭП
3.6 Физико-термические процессы при электротермической обработке КЭП
3.6.1 Физико-термические процессы при обработке КЭП лазерным излучением (ЛИ)
3.6.2 Физико-термические процессы при обработке КЭП ТВЧ
Выводы
4 ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
НА СТРУКТУРУ И НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА КЭП
4.1 Вопросы исследований
4.2 Порядок проведения исследований
4.3 Результаты исследований и их обсуждение
4.3.1 Взаимодействие между компонентами КЭП при электронагреве
4.3.2 Влияние электротермической обработки на структуру и некоторые свойства КЭП
4.3.3 Влияние электротермической обработки на износостойкость и другие эксплуатационные свойства деталей с покрытиями
Выводы
5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ, ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КЭП
5.1. Вопросы исследований
5.2. Порядок проведения исследований

5.3. Результаты исследований и их обсуждение
5.3.1 Повышение равномерности покрытий
5.3.2 Организация восстановления и упрочнения деталей электромодифицированными КЭП
5.3.3 Рекомендации по подбору и эксплуатации ЭС для КЭП
с последующей электромодификацией
5.3.4 Особенности выбора оборудования для электромодификации КЭП ТВЧ и ЛИ
5.3.5 Технологический процесс и оснастка для нанесения и электромодификации КЭП
5.4 Порядок испытания и внедрения технологического процесса
5.5 Испытания технологического процесса и опытная проверка деталей с электромодифицированными КЭП
5.6 Технико-экономическая оценка технологического процесса
Выводы
Общие выводы
Список использованных источников
Приложения
Приложение А. Методы расчета композиционных структур
Приложение Б. Определение содержания ДФ в КЭП методом
микротвердости
Приложение В. Расчет упругих и прочностных свойств композитов
Приложение Г. Зависимость шероховатости КЭП от содержания ДФ в покрытии
Приложение Д. Влияние обработки ТВЧ и ЛИ на свойства

анализа на атомном уровне, неизбежно приводят к дилатации и изменению металла. Таким образом, для оценки общей дефективности материалов, на наш взгляд, при рассмотрении данной проблемы одним из параметров, характеризующих субмикроструктуру покрытий, которым можно оперировать, может являться дилатация.
Высокую износостойкость КЭП связывают с тем, что твердые частицы, выступая в процессе изнашивания из относительно мягкой матрицы, являются теми площадками контакта, которые при трении подвергаются наиболее интенсивному нагружению. Обладая высокими физико-механическими свойствами, они предотвращают адгезию металлических поверхностей и схватывание, а также способствуют лучшему распределению смазки по рабочей поверхности сопрягаемых деталей при ее недостаточной подаче в сопряжение. По моделям классической усталостной теории прочности, «лепестковой» теории изнашивания Н.П.Су, термофлуктационпой теории С.Н. Журкова и В.Р. Регеля, адгезионной Е.Арчарда и Е.Хорнбогена, энергетической Г.Флейшера и Г.Грегера трение обусловлено сочетанием свойств материалов матрицы и частиц, их поверхностной энергией, структурными особенностями, внешними условиями [193,194]. В случае приложения распределенной нагрузки, напряжения в приповерхностном слое матричного материала существенно ниже, чем в приповерхностном слое твердых включений. Это происходит потому, что равномерно распределенная нагрузка одинаково деформирует как матрицу, так и включения, однако, поскольку модуль упругости матрицы ниже, чем модуль упругости включений, напряжения в матрице оказываются соответственно меньшими [195]. Таким образом, анализ условий повышения износостойкости «чистых» покрытий и КЭП в различных условиях испытаний показал, что триботехнические свойства теснейшим образом связаны с прочностью взаимодействующих разнородных материалов, составляющих композицию. Вместе с тем, в ряде работ в качестве первопричины выдвигается формирование твердыми включениями благоприятного рельефа поверхности контртела [80, 194].