Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом с целью улучшения свойств металлопродукции

• Автор: Белевский, Леонид Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Б. м.
• Количество страниц: 338 с.

Оглавление
Введение
1. Состояние и проблемы поверхностной прочности и защиты металлов путем нанесения покрытий.
1.1. Влияние поверхностного слоя на процессы пластической деформации, физикомеханические и эксплуатационные свойства материалов.
1.2. Обзор основных методов нанесения металлических покрытий и физикохимической модификации материала

1.3. Упрочнение поверхности металлов методами пластического деформирования

1.4. Комбинированные методы сочетание ППД с другими способами упрочнения и нанесением покрытий

1.5. Заключение.

2. Математическое моделирование процесса термопластической деформации поверхностного слоя.
2.1. Исследование напряженнодеформированного состояния при термопластической деформации поверхностного слоя. Математическая постановка задачи.
2.2. Вариационная формулировка метода конечных элементов в глобальных координатах для двумерной термоупругопластической задачи.
2.3. Заключение.
3. Исследование пластического дефорирования основы и
покрытия и механизма его формирования при нанесении гибким инструментом
3.1. Металлографическое исследование поверхностных слоев.
3.2. Рентгенографическое исследование поверхности
моно и поликристаллических металлов, обработанных гибким инструментом.
3.2.1. Материалы и методика исследования.
3.2.2. Результаты исследований.
3.3. Электронномикроскопическое и рентгенографическое исследования структуры покрытия
3.3.1. Электронномикроскопические исследования. .
3.3.2. Рентгенографические исследования кристаллографической текстуры покрытий с ГЦК решеткой на
подложке с ОЦК решеткой
3.3.3. Исследование структуры и кристаллографической текстуры медного покрытия на стали кп
3.4. Заключение
4. Экспериментальные исследования процесса ППДсП и его влияния на свойства материалов.
4.1. Материалы, оборудование, методика.
4.2. Экспериментальное определение усилий при обработке методом ППДсП
4.3. Нанесение алюминиевых покрытий
4.3.1. Взаимодействие ВМЩ с заготовкой МП
4.3.2. Нанесение покрытий на плоские образцы.
4.3.3. Нанесение покрытий на предварительно нагретые
образцы термомеханический способ.
4.3.4. Нанесение покрытий за несколько проходов. .
4.4. Нанесение медьсодержащих антифрикционных покрытий.
4.4.1. Исследование износостойкости стальных нормализованных образцов с покрытиями.
4.4.2. Исследование износостойкости стальных закаленных образцов с покрытиями
4.4.3. Определение трибологических свойств антифрикционных покрытий на торцевой машине трения. .
4.5. Исследование влияния обработки методом ППДсП
на механические свойства материалов.
4.5.1. Влияние пластической деформации поверхности
на механические свойства
4.5.2. Исследование влияния покрытия на физикомеханические свойства образцов проволоки.
4.5.3. Испытания образцов на усталость
4.6. Заключение.
5. Области практического применения метода ППДсП. .
5.1. Разработка технологии и оборудования для нанесения металлических покрытий на проволоку и ленту
5.1.1. Модуль для нанесения покрытий на проволоку. . .
5.1.2. Использование ВМЩ для удаления плен с поверхности полосы.
5.1.3. Установка и технология нанесения покрытий на
бронекабельную ленту
5.1.4. Линия для нанесения металлических покрытий на
ленту.
5.2. Установка для нанесения покрытий на трубы
5.3. Применение метода ППДсП для обработки поверхности прокатных валков и деталей машин
5.3.1. Нанесение защитных покрытий на валки стана 0 холодной прокатки ленты.
5.3.2. Нанесение защитных покрытий на валки стана
в процессе прокатки горячей полосы.
5.3.3. Нанесение антифрикционных покрытий на детали машин для повышения износостойкости .
5.3.4. Нанесение покрытий на резьбовые поверхности, зубчатые колеса и другие детали.
5.4. Нанесение подслоя при производстве биметалла. . .
5.4.1. Исследование влияния подслоя на прочность сцепления компонентов биметаллических образцов. . .
5.4.2. Влияние подслоя на прочность сцепления компонентов сталеалюминиевой проволоки. . . .
5.4.3. Применение подслоя при производстве биметаллической ленты стальлатунь.
5.5. Заключение.
6. Перспективы развития метода ППДсП и создания
новых технологий
Общие выводы
Литература


При ТМО пластическая деформация осуществляется обкатыванием роликами, обработкой дробью, виброударной обработкой и другими методами ППД. К комбинированным способам относят также алмазное выглаживание металлопокрытий, позволяющее повысить несущую способность деталей машин . В работе рекомендуется совмещать упрочнение поверхности с нанесением медьсодержащих покрытий натиранием. При использовании этих методов происходит совместное пластическое деформирование основы и материала покрытия. Одним из новых технологических процессов является антифрикционнодеформационное хонингование , при котором обеспечивается комплексное конструирование поверхностей трения скольжения путем управления микрогеометрией при ППД микронеровностей, а также химическим составом и структурой поверхности при фрикционном методе нанесения твердо смазочных покрытий, выполняемых одновременно. Поверхностные температуры при такой обработке могут достигать 0 0С. Известны работы 4,5, авторы которых предлагают осуществлять комбинированную обработку поверхностей, совмещенную с нанесением покрытия. Например, автор работы 4 предлагает нанесение антифрикционных покрытии МоЗЛд. Си. Сс1 и др. ППД, обеспечивающих образование регулярных микрорельефов РМР. К комбинированным методам следует отнести и фрикционное нанесение металлических покрытий 6. Схема фрикционного покрытия представлена на рис. Пруток из материала покрытия медь или медьсодержащие сплавы прижимается с определенным усилием к поверхности обрабатываемой детали, которая предварительно должна быть обезжирена и зачищена шлифовальной шкуркой, так как масляные и окисные пленки препятствуют схватыванию металлов при трении. Для получения ровного сплошного покрытия рекомендуется перед его нанесением покрыть обрабатываемую поверхность глицерином или смесью двух частей глицерина и одной части ного раствора соляной кислоты. В результате в процессе трения будет происходить разрыхление окисной пленки на поверхности стали и пластифицирование поверхности медного сплава, что облегчает прочное . Такой способ нанесения покрытий был предложен Д. Н.Гаркуновым и В. Н.Лозовским и назван финишной антифрикционной безабразивной обработкой ФАБО. Использование ФАБО позволяет отказаться от окончательной обработки поверхности деталей с использованием абразива. Например, при хонинговании цилиндров двигателей внутреннего сгорания поверхность зеркала насыщается абразивными частицами, которые во время работы вымываются маслом и ускоряют изнашивание. Рис. Рис. ФАБО износостойкость цилиндров и поршневых колец возросла в 1,5 раза 3. Наибольшее распространение получило фрикционное латунирование. Рекомендуется использовать латунь Л и ЛС, скорость скольжения ОД5 0,2 мс, удельное давление МПа, продольная подача 0,,2 ммоб, число проходов . Толщина слоя латуни мкм. При использовании для покрытия меди или бронзы толщина его мкм. Установлено, что при латунировании сцепление нанесенного слоя с поверхностью обусловлено адгезионными связями, причем первым откладывается цинк. Используемая смазка активизирует избирательное растворение. Кроме того, в результате значительных усилии прижима стержня при обработке происходит упрочнение поверхности детали, повышается плотность дислокаций, что ведет к повышению сопротивления усталости основного материала 4. Фрикционное нанесение покрытий нашло применение при обработке деталей двигателей внутреннего сгорания, авиационной техники, топливной аппаратуры, для борьбы с фреттингкоррозией. На рис. ИПМ АН Украины, для нанесения покрытий на проволоку натиранием. Следует отметить, что использование при нанесении покрытий глицерина, кислоты или электролитов в ряде случаев встречает определенные трудности. Центробежные установки, где используются шарики и различные смеси для нанесения цинковых и других покрытий, непригодны для обработки длинномерных и крупногабаритных изделии. По нашему мнению, целесообразно использовать для нанесения металлических покрытий фрикционным методом вращающиеся проволочные щетки. Примеры применения гибкого инструмента, каким является проволочная щетка, известны и приведены в работах ,1.