Многофункциональные композиционные покрытия на конструкционных и инструментальных материалах

• Автор: Григорьев, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 192 с. : ил.

1.1. Химико термическая обработка ХТО.

1.2. Анализ ХТО сталей нитроцементацией и цианированием

1.2.1. Покрытия, получаемые при одновременном насыщении углеродом и азотом

1.3. Электроосаждение бинарных сплавов на основе железа

1.4. Упрочняющие и восстанавливающие покрытия

1.4.1. Плазменно напыленные покрытия

1.4.2. Электроискровая обработка поверхности металлических изделий .

1.4.3. Износостойкие ионно плазменные покрытия

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ, ОБОРУДОВАНИЕ,

ТЕХНОЛОГИИ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Объекты изучения

2.2. Оборудование и технологии.
2.2.1. Электроосаждение металлов на токе переменной полярности
2.2.2. Газотермическое нанесение покрытий.
2.2.3. Оборудование для электроискровой обработки.
2.3. Метод конденсации вещества в вакууме с ионной бомбардировкой КИБ.
2.4. Спектрометрический контроль химического состава.
2.5. Методика исследования внутренних напряжений в покрытиях
2.6. Другие методики исследований
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ,
ПОДВЕРГНУТЫХ ХТО И ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКЕ, А ТАКЖЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОИСТЫХ КОМПОЗИЦИЙ.
3.1. Упрочнение электроосажденных сплавов на основе железа.
3.2. Низкотемпературное цианирование электролитических железохромистых покрытий.
3.3. Упрочнение электроосажденных железо фосфорных сплавов с наполнителем из карбида вольфрама.
3.4. Исследование плазменных покрытий самофлюсующимися сплавами на никельхромовой и никельхромовожелезной основах.
3.5. Ресурсосберегающая технология и технологические решения при производстве металлических слоистых материалов
3.5.1. Технология изготовления многослойной металлической полосы сталь алюминий.
3.5.2. Технологические решения при изготовлении слоистых металлических материалов.
ГЛАВА 4. УПРОЧНЕНИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ И КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ФИЗИЧЕСКИМИ, ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИМИ СПОСОБАМИ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ И КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКОЙ.
4.1. Упрочнение инструмента ионно плазменными покрытиями, нанесенных методом КИБ
4.2. Исследование структуры, фазового состава, напряжений и свойств в покрытиях, полученных методом КИБ на твердых сплавах и сталях
4.3. Исследование электроискровых и электроакустических покрытий
4.4. Изучение влияния комбинированной обработки на металлические материалы.
4.4.1. Исследование влияния лазерной обработки на ЛЭНП
4.4.2. Исследование влияния выглаэсивания на ЛЭНП
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 22
двухкомпонентных покрытий, позволяющее повысить твердость и износостойкость железных осадков. Одними из наиболее эффективными легирующими элементами являются никель, хром, кобальт, вольфрам и фосфор. Твердость и износостойкость железных покрытий зависят от состава электролитов, режимов электролиза и методов обработки поверхности деталей перед нанесением и после осаждения покрытия. Твердость гладких слоев может колебаться в широких пределах в зависимости от типа электролита, они обладают лучшей прирабатываемостыо по сравнению с соответствующими литыми сталями термообработка при 0С уменьшает хрупкость покрытий, не снижая их износостойкости при увеличении температуры термообработки до 0.0С твердость и износостойкость покрытий снижаются. После термообработки исчезает слоистая структура и происходит взаимная диффузия металла покрытия и основы с размыванием границ и образованием промежуточной зоны.
Для получения высококачественных железных покрытий при низкой температуре и высоких плотностях тока рекомендуется поверхность предварительно пассивировать, совмещая железнение с процессом анодного травления.
Введение


С. Это позволяет при достаточной толщине диффузионного слоя получать твердость ГПа, плавно изменяющуюся от поверхности к сердцевине изделия. В литературе приводятся многочисленные сведения о соляных ваннах, применяемых при различных операциях химико термической обработки. Рекомендуемые для этих изделий ванны весьма разнообразны, причем многие из них отличаются сложностью состава и содержат большое количество дорогих и дефицитных компонентов. В отечественной промышленности для поверхностного упрочнения инструментов из быстрорежущих сталей используются цианистые ванны, содержащие . ЫагСОз и . Температура обработки в таких ваннах 0. С, длительность 5. Однако, обработка инструмента в цианистых ваннах, несмотря на простоту и высокую эффективность, в последнее время все более сокращается изза экологической опасности этого процесса. Как было сказано выше, в производстве все чаще используются цианатные ванны, разработанные немецкой фирмой , которые менее токсичны, чем цианидные, но и они используются весьма ограниченно изза чрезвычайно высокой стоимости и дефицитности цианатных солей натрия и калия. На первый план, в связи с этим, выдвигается задача разработки новых нетоксичных и дешевых соляных составов, эффективность которых при карбонизации инструмента была бы не ниже цианидных или цианатных ванн. Для экологически чистой упрочняющей обработки быстрорежущей стали предлагается использовать нетоксичную и дешевую ванну на основе карбамида. Оптимальный состав ванны, исходя из соображений ее активности, жидкотекучести и испаряемости летучести, следующий масс карбамид . II 2 2 3 . Щелочной цианат натрия нетоксичен и безопасен с экологической точки зрения, что позволяет решить проблемы, связанные с обезжириванием отходов и соли промывочной воды. ЫаСЫО Ыа2С СО Ы1Рс 1. ЫаСЫО Ыа2С 2ЫаСИ СО 2 1. Таким образом, в расплаве карбамидо натриевой композиции содержится большое количество атомарного азота и активной окиси углерода. СО С СРс 1. Ядовитый цианистый натрий, образующийся по реакции 1. ЫаСИ С СО Ыа2СМО. ЫаСШ На СО ИРс. При разложении цианитов в ванне образуются углекислый натрий, который постепенно накапливается в расплаве. Это приводит к снижению жидкотекучести ванны и повышенному выносу солей на обрабатываемых изделиях. Для предотвращения этого негативного явления в состав ванны вводятся хлористый натрий, едкий натр. Кроме того, карбамидо натриевая ванна требует периодического освежения, для чего в нее добавляется некоторое количество карбамида. Это особенно важно при карбонитрации инструмента из быстрорежущих сталей. Глубина диффузионного слоя на быстрорежущих сталях типа Р6М5, его структура и фазовый состав определяются, главным образом, температурой процесса и в меньшей степени длительностью. Основным направлением в совершенствовании низкотемпературных процессов комплексного насыщения следует считать дальнейшее развитие упрочнения в жидких и пастообразных средах, автоматизацию оборудования с применением ПЭВМ, создание экологически чистых и взрывобезопасных сред, а также разработку и исследование специальных эффективных сред на основе нанотехнологий и полимерных компонентов. Способы ХТО нанесения покрытий на основе насыщения углеродом и азотом цементация, нитроцементация, цианирование и карбонитрация объединены общностью физических процессов формирования износостойких покрытий, основанных на тождестве С и к элементам внедрения в сталях. Однако работоспособность этих покрытий неодинакова и зависит от условий эксплуатации, что следует учитывать при их разработке. Гальваническое электроосаждение занимает важное место в электротехнологии благодаря высоким технико экономическим показателям. Важнейшими из них является отсутствие термического воздействия на детали, возможность направленного изменения свойств покрытий с преимущественным развитием одного из них износостойкости, адгезионной прочности, усталости и др. Значительный интерес для промышленности представляет применение элекгроосажденных сплавов на основе железа. Однако чистое железо во многих случаях по своим эксплуатационным характеристикам не отвечает требованиям предъявляемых к улучшаемым и восстановленным деталям.