Разработка новых электроискровых и электроакустических покрытий для повышения работоспособности инструмента и спецдеталей

• Автор: Бредихина, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Введение
Глава I. Электроискровые и электроакустические покрытия, современное состояние вопроса

1.1. Метод ЭИЛ и его разновидность ЛЭНП

1.2. О физической природе процесса ЭИЛ

1.3. Приваривание электродов при ЭИЛ

1.4. Оценка отдельных свойств поверхностных слоев, сформировавшихся в процессе ЭИЛ.

1.4.1. Твердость

1.4.2. Износостойкость

1.4.3. Усталостная прочность и остаточные напряжения. .

1.5. Метод электроакустического нанесения покрытий

1.6. Краткие сведения о материалах, на которые наносились

на покрытия
1.6.1. Быстрорежущие стали
1.6.2. Улучшение свойств быстрорежущих сталей.
1.6.3. Жаропрочные стали на никелевой основе. Тенденции
их усовершенствования и защиты
Заключение
Глава II. Материалы, технологии, установки и методики исследований
2.1. Сведения о материалах, служащих объектами изучения в настоящей работе
2.2. Оборудование и технология ЭИЛ
2.2.1. Устройство и порядок работы на установке ЭЛФА1. . .
2.3. Установка для электроакустического напыления ЭЛАН3 .
2.3.1. Основы выбора материала электрода и технологических параметров электроакустического напыления
2.4. Определение износостойкости поверхностных слоев
электроискровых и электроакустических покрытий
2.5 Методика изготовления образцов для электронномикроскопических исследований.
2.6. Математическое планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных
2.7. Применение склерометрического метода для оценки адгезионных
и механических свойств электрофизических покрытий.
2.8. Метод внутреннего трения.
2.9. Определение температурного интервала повышенной повреждаемости жаропрочных сплавов на никелевой основе
методом внутреннего трения
2 Некоторые критерии усталостной долговечности, использующих рассеяние энергии в качестве основного параметра
ГЛАВА III. Электроискровые покрытия для упрочнения инструмента и повышения его работоспособности
3.1. К вопросу о локальном избирательном нанесении электроискровых покрытий на режущий инструмент
3.2. Оптимизация режимов нанесения электроискровых покрытий из сплава ВК8 на сталь Р6М5ФЗ
3.3. Технология упрочнения инструментов из быстрорежущих сталей Р6М5 и Р для фрезерования конструкционных материалов. .
3.4. Повышение качества электроискровых покрытий выглаживанием.
3.5. Исследование структуры и механических характеристик литой быстрорежущей стали с добавлением углерода и титана.
3.6. Электроискровые покрытия из эвтектических сплавов на основе железа и никеля на различных подложках
3.7. Исследование усталостного разрушения, субструктуры и коррозионных свойств электроискровых покрытий до и после выглаживания
Глава IV Электроакустические покрытия па сплавах ЖС6У и ЖСЗДК
4.1. Некоторые сведения о подложках и электродных материалах композита.
4.2. Оптимизация технологического процесса нанесения экологических электроакустических покрытий
4.3. Металлофизическое исследование композита. Жаропрочный сплав типа ЖС с электроакустическим покрытием из сплавов
аналогов с добавками НГ, Ъу и НП
4.4. Определение и исследование внутренних напряжений в покрытиях, полученных различными технологиями.
4.5. Изучение влияния финишной обработки на состояние электроакустических покрытий из жаропрочных сплавов типа ЖС
с добавками Ш9 Пу и НШ.
Выводы.
Библиографический список.
Приложение 1.
Приложение 2.
Приложение 3.
ВВЕДЕНИЕ


Наиболее важным моментом, определяющим эффективность процесса электроискрового легирования, является характер переноса вещества между электродами. Как показывает анализ литературы, по этому вопросу отсутствует единое мнение. Механизм переноса, повидимому, неоднозначен. Ниже будет представлен анализ трех основных схем переноса. Контактный перенос перенос в результате касания электродов, с намазыванием расплавленного материала одного из электродов на другой. Вероятность переноса данного вида возрастает с увеличением разности в температурах плавления, теплоемкостях и теплопроводностях материалов детали и легирующего электрода. На определенных режимах в этом случае происходит интенсивное намазывание алюминиевого сплава на легирующий электрод. Ионный перенос вещества с анода на катод. Частицы упрочняющего материала, согласно этому механизму, переносятся в факеле искры через канал ионной проводимости, образованный искровым разрядом. Образовавшиеся на аноде пары металла ионизируются и образуют поток ионов, устремленных к катоду, где происходит конденсация и кристаллизация перенесенного материала. Если данный механизм действительно имеет место в процессе легирования, то количество перенесенного металла должно увеличиваться с увеличением продолжительности импульсов. Перенос напылением. Суть его состоит в том. Основная часть испаренного металла также не участвует в формировании упрочненного слоя, поскольку, остывая, превращается в аэрозоли и улетучивается. К особенностям этого механизма по сравнению с другими процессами напыления электродуговым, плазменным и прочими относятся высокая мелкораспыленность частиц жидкого металла, их высокая температура близка к температуре кипения наносимого материала, чрезвычайно высокая скорость движения частиц. Последние два фактора определяют диффузионный характер формирующегося покрытия, его высокую плотность. Для эффективного протекания переноса по данному механизму необходимы такие режимы электрического разряда, которые обеспечивали бы преимущественное плавление и перегрев жидкого металла, а не его испарение. Наиболее благоприятные для этого условия создаются при использовании импульсов большой продолжительности, однако этот путь неприемлем, поскольку возрастает эрозия катода, т. Из рассмотренных механизмов переноса, перенос напылением является наиболее вероятным. Как было отмечено выше, центральным вопросом электроискрового легирования является формирование упрочненного слоя. С точки зрения технологических возможностей процесса важным является активное управление толщиной наносимых покрытий, которая определяет как эксплуатационные свойства упрочненных поверхностей, так и возможности для их восстановления в условиях ремонта. Установлено, что более толстые и плотные покрытия получаются в инертной газовой среде и при использовании жаростойких материалов электродов. Толщина наносимых покрытий выше при применении легирующих элекгродов малого сечения. В отдельных случаях может наблюдаться не нанесение покрытия, а стравливание поверхностного слоя обрабатываемой детали. Этот факт объясняется влиянием химических реакций, протекающих па поверхности наносимого слоя, и. Химические реакции и окисление поверхности действительно могут активно влиять на процесс переноса металла, особенно по механизму напыления, поскольку ухудшают смачиваемость поверхности жидким металлом и не обеспечивается достаточно прочное сцепление с поверхностью. Вторым фактором, который может ограничивать толщину наносимых слоев является эрозионное воздействие на поверхностный слой электроискровых разрядов микровзрывов, тепловых ударов, что не позволяет увеличить толщину за счет увеличения числа проходов и времени легирования. На основе имеющихся экспериментальных данных указанный процесс может быть описан следующим образом расплавленные капли металла при первом разряде частично наносятся на обрабатываемую поверхность, а частично выносятся за зону обработки. Осажденный металл в силу быстрого охлаждения имеет особую структуру белый слой и, повидимому, большую хрупкость.