UDK 621.793 Нанесение металлических и неметаллических покрытий. Металлизация. Нанесение проводниковых, полупроводниковых, резистивных, диэлектрических, магнитных покрытий и пленок из них
The work is devoted to the surface hardening of the covered with thermo and electromechanical hardening, as well as vibro-autistic grinding and jet-dynamic method. An analysis of the impact of strengthening processing on the operational prop-erties of coatings was carried out; The results of experimental studies are presented indicating the methodology of experiment and used equipment and devices.
PLASMA SPRAYING, METHODS OF THERMOMECHANICAL HARDENING, COATING QUALITY
1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы
Эксплуатационные параметры изделия определяются в основном характеристиками поверхностного слоя и загруженности деталей. Поэтому экономически оправдывает себя применение специальных покрытий, обеспечивающих нужный комплекс свойств поверхности.
Одним их эффективных прогрессивных технологических процессов нанесения покрытий является плазменное напыление. Однако применение таких покрытий в высоконагруженный узлах трения ограничено существующим уровнем прочностных свойств, достигаемых при напылении. Это обусловлено двумя причинами: во-первых, возникающие в процессе эксплуатации при контактном трении сдвиговые и растягивающие напряжения приходятся непосредственно на слои покрытия; во-вторых, структурная неоднородность покрытий и внутренние отрицательные напряжения в них приводят к недостаточной прочности покрытий (когезионной и адгезионной) и пористости. Сочетание указанных высоких эксплуатационных нагрузок с недостаточными прочностными характеристиками не обеспечивает необходимой надежности покрытий. Указанных недостатков можно частично избежать при дорогостоящих вакуумных методах получения покрытий, в частности, ионной бомбардировкой в вакууме, и которые также необходимо подвергать отделочно-упрочняющей обработке для повышения сопротивляемости износу различного рода [1, 2]. Однако более технических и экономически более эффективен подход упрочнения в открытой атмосфере термо- и электромеханическими методами [3-10]. Что касается ионно-плазменных вакуумных покрытий, то проведенные исследования показали, что получение положительного эффекта возможно при использовании как виброабразивного шлифования, так и струйно-динамического способа упрочнения микрошариками [11]. Термо- и электромеханическое упрочнение покрытий позволяет значительно снизить трудоемкость последующей механической обработки нанесенного слоя или вообще её исключить, т.е. назначить её в качестве финишной операции. Известно, что применительно к поверхностям сложной формы наибольший эффект позволяют получить методы виброударного абразивного шлифования газотермических теплозащитных покрытий в специальных устройствах [10].
Исследования ТМО покрытий осуществлялось по схеме, представленной на рисунке 1, с помощью приспособления, представленного на рисунке 2, которое устанавливалось на суппорте токарного станка.
На экспериментальной плазменной установке [14] термомеханическому упрочнению подвергали покрытия ПГ-СР4 на основе никеля и хрома с флюсующими добавками дисперсностью 50-80 мкм. Упрочнение покрытий при их кратном оплавлении в общем цикле обработки достигалось за счет изменения микроструктуры и фазового состава сплава, а именно: периодическое оплавление вызывало расплавление и переплавление фазовых составляющих, сопровождающееся измельчением блоков кристаллической решётки и формированием закалочных структур. Технологический процесс формирования покрытий осуществлялся с помощью экспериментальной установки. Установка включала в себя помимо источника питания, плазмотрона и балластного сопротивления еще реле времени для регулирования нагрева покрытия образца путём периодического нагрева с регулируемой продолжительностью. Вследствие инерционности процесса нагрев образца снижался до прекращения через 7-10 секунд. Этого времени было достаточно для оплавления покрытия при общем нагреве образцов не более 270 0С.
1. Barvinok, V. A. Management of a tense state and the properties of plasma coatings. - M. : Engineering, 1990. - 384 p.
2. Barvins, V. A. Calculation of a stress-deformed state in the surface layer of parts of the gas turbine engine after thermoplastic hardening / V. A. Barvinok, M. A. Vishnyakov, S. A. Ignatiev // Problems of Engineering and Automation. - 2009. - № 2.-S. 25-28. -URL : https://rucont.ru/efd/424779.
3. Levin, E. L. Thermomechanical strengthening of the details in the restoration of surfaces / E. L. Levin, I. S. Sinyagovsky, G. S. Trofimov - M. : Kolos, 1974 - 160 p.
4. Bagmutov, V. P. Electromechanical processing : technological and physical foundations, properties, implementation / V. P. Bagmutov, S. N. Parshev, N. G. Dudkin, I. N. Zakharov. -Novosibirsk: Science, 2003 . - 318 p.
5. Posterity, V. I. Management of the quality of plasma coatings of cars of machines based on the modulation of plasmotoron parameters and electromechanical processing / V. I. Metev, A. M. Kadirmetov, V. O. Nikonov, A. F. Maltsev // World transport and technological machines. - Eagle : State University - UNPK, 2011. - № 4 (35). - S. 23-31.
6. Kadyrmetov, A. M. Assessment of the quality of plasma coatings applied by the combined method with the rolling of the roller, obtained on the basis of computer modeling / A. M. Kadirmetov, V. I. Imetyev, V. O. Nikonov, V. V. Metev // Politematic Network Electronic Scientific Journal of the Kuban State Agrarian University (Scientific Journal of KubGAU) [Electronic resource]. - Krasnodar: Kubbau, 2013. - № 03 (87). - Access mode : http://ej.kubagro.ru/2013/03/pdf/30.pdf, 0.813. p. l.
7. Kadyrmetov, A. M. Modeling the quality of coatings obtained by plasma spraying with simultaneous electromechanical processing / A. M. Kadirmetov, G. A. Sukhochev, A. F. Maltsev // Solid technologies and coating. - 2013. - № 8. - S. 39 43.
8. Kadyrmetov, A. I. Technological support for the restoration of standard parts of the ICE with plasma application and strengthening of coatings / A. M. Kadirmetov, E. V. Vysatkov, V. N. Bukhtoyarov, K. A. Radigin, A. K. Andryushchenko, I. A. Kichatov - Voronezh Scientific and Technical Bulletin. - 2020. - T. 2. - № 2 (32). - S. 177-190.
9. Kadyrmetov, A. M. Dual-Program Impulse Modulation of PlaySmatron Power in Practsma SPRAYING / A. M. Kadyrmetov, S. N. Sharifullin, V. N. Bukhtoyarov, E. V. Snyatkov, A. Sal Series : Journal of Physics : Conf. Series 1328 (2019) 012038. - pr. 1-7. - IOP Publishing DOI :https://doi.org/10.1088/1742-6596/1328/1/012038.
10. Ranchev, D. I. On the issue of strengthening of gas -terminal coatings / D. I. Stanshev, A. M. Kadyrmov, K. A. Yakovlev. - Voronezh, 1995, - 9 p. Dep. In Viniti 03/29/95, in № 866-B95.
11. Suchachev, G. A. Vibration grinding of the heat-protective coating of the surfaces of the part of the industry / G. A. Sukhachev, A. V. Levchenko // Technology. Engineering Technology : Scientific and Technology. Sat. - M. : Mechanical Engineering, 1991. - Issue. 3. - S. 15-18.
12. Smolenstsy, V. P. Formation of surfaces of contact and combined processing / V. P. Smolentsev, G. A. Sukhochev, A. V. Bondar // Third International Scientific and Technical Conference on the topic : "The influence of technology on the state of the surface layer-PS 96". -GZHOV, Poland, 1996. - S. 171-181.
13. Sukhochev, G. A. Management of the quality of products working in extreme conditions under non-stationary influences. - M. : Engineering, 2004. - 287 p.
14. Kadyrmetov, A. M. Equipment for plasma application and hardening of coatings with modulation of electrical parameters / A. M. Kadirmetov, D. I. Stanshev, G. A. Sukhochev // strengthening technologies and coating. - 2010. - № 11 (71). - S. 41-48.
