Мониторинг технологических процессов микродугового оксидирования

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

При обнаружении несоответствий в любом процессе СМК принимаются меры по выявлению и устранению их причин [4].

Таким образом, применение блок-схемы позволяет существенно повысить эффективность качества процесса, оптимизировать систему использования ресурсов, найти узкие места процесса и своевременно разработать корректирующие мероприятия, направленные на повышение эффективности процесса. Также блок-схема помогает увидеть сложные взаимоотношения между отдельными подразделениями, структурными единицами в организации.

Библиографические ссылки

1. Аристов О. В. Управление качеством : учеб. пособие для вузов / О. В. Аристов. М. : Инфра-М, 2008.

2. Басовский Л. Е. Управление качеством : учебник. М. : Инфра-М, 2007.

3. Любушин Н. П. Анализ управления качеством : учеб. пособие для вузов. М. : Юнити-Дана, 2006.

4. Владимирцев А. В., Шеханов Ю. Ф. Принцип постоянного улучшения в проектах МС ИСО семейства 9000:2000 //Методы менеджмента качества. 2000.

© Жирнова Т. Ю., Жирнова Е. А., 2011

УДК 621.791

А. С. Казакова, А. С. Андреев Научные руководители - А. А. Снежко, С. С. Ивасев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

МОНИТОРИНГ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ

Микродуговое оксидирование (МДО) - сложный физико-химический процесс модификации поверхности металлов в электролитной плазме, протекающий с участием микродуговых разрядов, характеристики которых во многом определяют свойства формируемых оксидных слоев и зависят от технологических возможностей источников тока. В работе описывается мониторинг технологических процессов МДО.

При проведении процессов микродугового оксидирования (МДО) обычно измеряют средние и амплитудные значения анодной и катодной составляющих выходного напряжения, а также среднее и действующее значение выходного тока. В установках МДО эти измерения фиксируются контрольно-самопишущими приборами (КСП), а формы импульсов выходных токов и напряжений - с помощью осциллографа. Трудоемкость анализа результатов подобных измерений не позволяет использовать получаемые данные для непрерывной автоматической корректировки процесса МДО [1]. Однако появление высокопроизводительных персональных компьютеров и устройств аналогового ввода данных создало предпосылки для автоматизации процессов мониторинга и управления технологическими параметрами МДО.

Наиболее информативные данные процесса МДО -мгновенные значения выходного тока и напряжения. По этим значениям можно рассчитать все интересующие нас параметры токов и напряжений (средние, амплитудные и действующие) для анодной и катодной составляющих, а так же их суммы. Накопление полученных данных в компьютере позволяет оценить кинетику изменения этих параметров.

Для повышения эффективности процесса МДО необходимо минимизировать материальные и энергетические затраты, уменьшить отбраковку изделий. Для решения этой проблемы необходимо выявить факторы, лимитирующие технологический процесс, и проводить их мониторинг, а уже по его результатам осуществлять коррекцию технологического режима.

Одним из существенных факторов, влияющих на необходимую продолжительность МДО и, главное, на качество формируемого покрытия, является выработка электролита. При частичной выработке необходи-

мо увеличивать длительность процесса для формирования покрытия приемлемого качества.

При полной выработке электролита получаются детали с некачественным МДО-покрытием, т. е. брак, и требуется дополнительные энергозатраты на повторное модифицирование. Наиболее простой и эффективный способ контроля выработки электролита -учет удельного количества электричества, прошедшего через него. Так, установлено опытным путем, что при МДО в силикатно-щелочном электролите необходимо проводить его корректировку после прохождения через него 6^10 А-ч/л и полностью заменять после 25^38 А-ч/л, в зависимости от его конкретного состава и обрабатываемого сплава. Для автоматического контроля состояния электролита необходимо интегрировать средние значения тока, прошедшего через него.

В большинстве случаев процесс МДО обладает хорошей повторяемостью и поэтому достаточно контроля его длительности, используя серийно выпускаемые реле времени. Однако при обработке некоторых сплавов и при определенных соотношениях катодного и анодного токов наблюдается преждевременное угасание микродугового разряда, что может приводить к формированию дефектного покрытия.

На эффективность процесса МДО и качество получаемых покрытий значительно влияет температура электролита. Так, если она менее 5.. .8 °С, то процесс замедляется, а выше 45.50 °С качество модифицированной поверхности серьезно ухудшается (растрескивание, неравномерность и т. д.), вплоть до необходимости полной отбраковки изделий. В этом случае необходимо повторное проведение процесса, что увеличивает энергозатраты. Кроме того, при таких температурах резко ускоряется необратимый гидролиз

Секция «Метрология, стандартизация, сертификация»

электролита, что приводит к его преждевременной выработке.

Процесс МДО протекает со значительным выделением тепловой энергии, поэтому часто имитирующим фактором является максимально допустимая температура электролита. Тепло от электролита можно отводить с использованием рубашки водяного охлаждения электролитной ванны или при прокачке электролита через теплообменник. Если эффективность охлаждения электролита недостаточна и имеется превышение максимально допустимой температуры, то необходимо прерывать процесс на время охлаждения электролита. Поэтому важен непрерывный мониторинг температуры электролита. Система авто-

матизации установок МДО должна обеспечивать прерывание и возобновление технологического процесса в соответствии с заданным температурным интервалом.

Библиографическая ссылка

1. Саакиян Л. С., Ефремов А. П., Эпельфельд А. В. Влияние режимов микродугового оксидирования на защитных свойства формируемых покрытий // «Защита-92». М, 1992. Т. 1. Ч. 2. С. 225.

© Казакова А. С., Андреев А. С., Снежко А. А.,

Ивасев С. С., 2011

УДК 544.653.1

А. С. Казакова Научный руководитель - С. С. Ивасев, В. А. Миронова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ (МДО) КАК ПЕРСПЕКТИВНОГО

МЕТОДА НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

Микродуговое оксидирование - новый вид электрохимической обработки поверхности преимущественно металлических материалов, берущий начало от традиционного анодирования.

Технические решения, направленные на повышение долговечности изделий, основаны на создании различными методами поверхностных защитных оксидных слоев. В последнее время для этого все шире применяют микродуговое оксидирование (МДО) [1].

Микродуговым оксидированием получают многофункциональные керамикоподобные модифицированные слои (покрытия) с широким комплексом свойств, такими, как износостойкость, коррозионно-стойкость, теплостойкость, электроизоляционность и декоративность.

Отличительная особенность микродугового оксидирования - участие в процессе модифицирования поверхностных микроразрядов, оказывающих, весьма существенное и специфическое воздействие на фазо-и структурообразование. В результате состав и строение получаемых оксидных слоев существенно отличаются, а их свойства значительно выше по сравнению с традиционным анодированием.

Положительными чертами процесса МДО являются его экологичность, а также отсутствие необходимости тщательной предварительной подготовки поверхности в начале технологической цепочки и применения холодильного оборудования для формирования относительно толстых оксидных пленок.

Разработка новых экологически чистых технологий нанесения высокоэффективных и надежных покрытий для защиты и упрочнения металлических из-

делий, бесспорно, является сегодня одной из самых актуальных задач современной науки и техники в связи с ростом жесткости условий эксплуатации, агрессивности применяемых технологических сред и соответственным повышением требований к конструкционным материалам. Отличительной особенностью микродугового оксидирования является участие в процессе формирования покрытия поверхностных микроразрядов, оказывающих весьма существенное и специфическое воздействие на формирующееся покрытие, в результате которого состав и структура получаемых оксидных слоев существенно отличаются, а свойства значительно повышается по сравнению с обычными анодными пленками. Многофункциональность МДО-покрытий способствует их применению в самых различных отраслях промышленности (аэрокосмической, приборостроении, электронной, химической, нефтегазовой, автомобильной, инструментальной, текстильной, медицинской, строительных конструкций, машиностроении, производстве товаров бытового назначения и т. д.).

Библиографическая ссылка

1. Суминов И. В. и др. Микродуговое оксидирование (теория, технология, оборудование). М. : ЭКО-МЕТ, 2005.

© Казакова А. С., Ивасев С. С., Миронова В. А., 2011