Композиционные покрытия микродугового оксидирования

УДК 621.794.61

А.В. Ферябков, кандидат технических наук

фгоу впо ргазу

КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ

В статье рассмотрено применение электролитов для микродугового оксидирования (МДО) с добавлением композиционных материалов, что позволяет существенно сократить продолжительность формирования покрыыпий с требуемыгми свойствами по сравнению с обыгчныгми электролитами.

Ключевые слова: микродуговое оксидирование, МДО, электролит, композиционное покрытие.

Формирование МДО-покрытий с использованием электролитов с добавлением порошковых материалов представляет собой одно из перспективных направлений в развитии МДО-технологии, поскольку позволяет, используя свойства вводимых в электролит в порошковом виде материалов, создавать на поверхности обрабатываемой детали

композиционный материал, в состав которого входят соединения, в том числе добавленного в электролит порошкового материала. Свойства такого материала могут существенно зависеть от того, в каком виде находится в покрытии добавленный в электролит материал: то ли в виде соединения с другими элементами, в неизменном состоянии, либо

встроенным в решетку оксида. Процесс

формирования МДО-покрытий в таком электролите, в отличие от обычного электролита, имеет несколько иной механизм.

Основное отличие его состоит в том, что, благодаря наличию в электролите взвешенных частиц, резко интенсифицируется процесс

формообразования покрытия. И, хотя классический электрофорез [1] в исследуемых электролитах достаточно четко не проявляется, тем не менее, присутствие в электролите твердых частиц

способствует модифицированию формируемого покрытия таким образом, что в составе покрытия обнаруживаются, не только визуально, но и топографически, введенные в электролит порошковые материалы. Однако специфические условия протекания микродуговых разрядов (как температура и давление в зоне разрядного канала) вызывают термолиз электролита вместе с содержащимися в нем в'вешенными частицами твердого вещества в 'оне пробоя, прохождение пла'мохимических реакций на поверхности оксидируемого материала, и обеспечивают синте' химических соединений, локали'ующихся в оксидной матрице с ра'личной степенью однородности.

Как показывают литературные источники [2], практически во всех случаях в покрытиях наблюдается присутствие введенного в электролит порошка в неизменном состоянии. Так, оксиды ТЮ2, Сг203, РеО2 входят в состав покрытия практически без и'менения, в отличие от ряда карбидов, нитридов и силикатов, которые либо и'меняются в составе покрытия или не обнаруживаются вовсе. Следовательно, можно ска'ать, что, в 'ависимости от

In article application of electrolits for microarc oxidizing (MAO) with addition of composite materials that allows to reduce essentially duration of formation of coverings with demanded properties in comparison with usual electrolits is considered.

Key words: micro arc oxidizing, MAO, electrolyte, composite coating.

введенного в электролит соединения (будь то оксид, карбид, борид или нитрид), типа его связи и физикохимических свойств, в составе покрытия, полученного при МДО-упрочнении, данньые порошковые материальы могут встречаться как в неизменном, так и в изменённом состояниях, что существенно влияет на физико-механические свойства покрытия.

Рисунок 1 - Ванна МДО и схема циркуляции электролита при получении композиционных МДО-покрытий: 1 - рубашка охлаждения ванны; 2 - образцы; 3 - мешалка турбинная; 4 - компрессор

Особенности механи'ма формирования компо'иционных МДО-покрытий по'воляют сделать вывод о том, что необходимым условием получения

равномерности покрытий является обеспечение постоянной и равномерной концентрации дисперсньых частиц в прианодном слое в течение времени, равного продолжительности нанесения покрыггия.

Равномерного распределения частиц в электролите при проведении исследований достигали перемешиванием. Для наибольшей эффективности перемешивание велось двумя способами: механическим (турбинная мешалка) и пневматическим (барботажное

перемешивание) с помощью компрессора. На рисунке 1 приведена схема ванны и показаны схемы1 циркуляции потоков электролита или траектории движения дисперсных частиц. Как видно из схемы1, в электролите образуются два приблизительно симметричных радиально-осевых циркуляционных потока, поддерживающие дисперсные частицы во взвешенном состоянии с равномерным распределением их по всему объему ванны!.

о

Е 5

> о

^ *5 _о т

5«*

о со

s «

р I

2 3

100,00

80,00

60,00

40.00

20.00 0,00

Вводимые в электролит порошки оксидов металлов

Рисунок 2 - Сравнительные данные по микротвёрдости и толщине МДО-покрыггий, сформированные в электролитах с добавлением порошков оксидов металлов: 1 - без добавки; 2 - А1203;

3 — Т1О2; 4 — СГ2О3; 5 — Бе20з; 6 — БЮ2

На рисунке 2 наглядно представлена графическая интерпретация ре'ультатов по исследованию толщины рабочего слоя и микротвёрдости покрытий, сформированных в электролитах с добавлением порошков оксидов металлов. МДО-упрочнению подвергали образцы из сплава АК7ч с наплавленны1м слоем материала Св.А97. Продолжительность МДО -90 мин. Для поддержания частиц добавляемые порошков во взвешенном состоянии использовали

мешалку с приводом от электродвигателя. Толщину рабочего слоя и микротвёрдость покрьытий измеряли с помощью микроскопа №орЬо1-21.

Результаты исследования показали, что формирование композиционные МДО-покрытий с добавками порошков оксидов металлов приводит к небольшому повышению их микротвёрдости, являющейся критерием механических свойств, по сравнению со стандартным электролитом на основе борной кислоты (см. рис. 2).

Также ускоряется процесс формообразования покрытий, при этом сокращается продолжительность получения покрытия, например, с толщиной рабочего слоя 80-90 мкм, примерно в 1,5 раза. Следовательно, уменьшается расход энергии. Однородность покрыггия значительно зависит от дисперсности используемого порошка и поддержания его в электролите во взвешенном состоянии.

Как видно на рисунке 2, из группы1 порошковых материалов, вводимые в электролит оксидов металлов, наилучшие результаты дают порошки оксидов алюминия [4] и титана. Их применение по'воляет, при относительно хорошей однородности получаемого покрыгшя, повысить его микротвердость.

Следует также отметить, что основныш критерием получения качественные покрьытий является обеспечение поддержания дисперсные частиц во взвешенном состоянии.

Литература

1. Духин, С. С. Электрофорез [Текст] / С.С. Духин, Б. В. Дерягин. - М.: Наука, 1976, 332 с.

2. Малышев, В. Н. Структура и триботехнические характеристики износостойких композиционные материалов и покрыгшй [Текст] / В. Н. Малышев, М. В. Голуб // В кн. Долговечность трущихся деталей машин. Выпуск 4. - М.: Машиностроение, 1990. -106-109 с.

3. Ферябков, А. В. Механизм формирования и свойства композиционные МДО-покрыгшй [Текст] / А. В. Ферябков // Научньые труды1 РГАЗУ (Агроинженерия). - М.: РГАЗУ, 2002. - С.104 - 107.

4. Пат. 2291233 Российская Федерация, С 25 Б 11/08. Электролит микродугового оксидирования алюминия и его сплавов [Текст] / А. Н. Батищев и др. - Опубл. БИ. - >1. - 2007.

УДК 621.891

С.В. Стребков, кандидат технических наук ФГОУ ВПО БелГСХА

ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ

Исходя из основ энергетической теории трения, дано представление о влиянии модификаторов трения на формирование поверхностных слоев трущихся

поверхносте й.

Ключевые слова: надежностъ, изнашивание, смазочный материал, энергетическая теория трения, вторичные структуры.

Во время нормальной эксплуатации трение, как физическое явление, формирует определенныш

According to bases of energy theory of friction the conception of the impact of friction modifiers on the formation of surface layers of rubbing surfaces is given. There is given conception of the impact of friction modifiers on the formation of surface layers of rubbing surfaces according to bases of energy theory of friction.

Key words: readability, wear process, lubricants, energy theory of friction, secondary structure.

уровень надежности узлов и агрегатов машин. Изнашивание приводит к изменению количественного

Вестник Орел Г Ay

№1(22) февраль 2010

Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году

Учредитель и издатель: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»_____________________________________________

Редакционный совет: Парахин Н.В. (председатель) Амелин А.В. (зам. председателя) Астахов С.М.

Белкин Б.Л.

Блажнов А.А.

Брыкля О.А.

Буяров В.С.

Гуляева Т.И.

Гурин А.Г.

Гущина Т.В.

Дегтярев М.Г.

Зотиков В.И.

Иващук О.А.

Козлов А.С.

Кузнецов Ю.А.

Лобков В.Т.

Лысенко Н.Н.

Ляшук Р.Н.

Мамаев А.В.

Масалов В.Н.

Новикова Н.Е.

Павловская Н.Е.

Попова О.В.

Прока Н.И.

Савкин В.И.

Степанова Л.П.

Хромов В.Н.

Шендаков А.И.

Адрес редакции: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69. Телефон: (4862)454037 Факс:(4862)454064 E-mail: nich1@orelsau.ru E-mail: nichоgau@yandex.ru

Свидетельство о регистрации ПИ №ФС77-21514 от 11.07. 2005 г.

Технический редактор Мосина А.И. Сдано в набор 18.02.2010 Подписано в печать 24.02.2010 Формат 60x84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.

Объём 7,5 усл. печ. л.

Тираж 300 экз. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19. Лицензия ЛР№021325 от 23.02.1999г

Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научных работ, отражающих основное научное содержание кандидатских ___________диссертаций___________

Содержание номера

Инновации в эксплуатации сельскохозяйственных машин

Говоров И.В. Организационное обеспечение рациональной долговечности деталей

машин на этапах их жизненного цикла......................................... 2

Кузнецов Ю.А. Комбинированная ресурсосберегающая технология восстановления

и упрочнения деталей машин и оборудования АПК............................... 6

Дегтярев М.Г., Поликарпов А.В. Антифрикционные покрытия с твердыми

смазками при восстановлении деталей машин................................... 9

Хромов В.Н., Кузнецов И.С. Повышение износостойкости пальцев жаток зерноуборочных машин электроискровыми покрытиями, образованными

электродами из аморфных и нанокристаллических сплавов....................... 11

Пастухов А.Г. Обеспечение эффективной эксплуатации грузовых автомобилей

путем повышения надежности карданных передач................................ 13

Ферябков А.В. Композиционные покрытия микродугового оксидирования........... 20

Энергосбережение в АПК

Стребков С.В. Трибологические аспекты энергетической теории................. 21

Суров Л.Д., Фомин И.Н. Контроль успешного автоматического повторного

включения секционирующих выключателей в линии кольцевой сети................ 23

Астахов С.М., Сорокин Н.С., Семенов А.Е. Исследование достоверности

информации о появлении коротких замыканий................................... 25

Чехутская Н.Г. Определение энергетических и конструктивных параметров машин ударного действия в зависимости от свойств разрушаемых

материалов.................................................................. 28

Моисеенко А.М., Лысак О.Г. Проблема хранения сочного растительного сырья и

задачи теплотехнического расчета овощекартофелехранилищ..................... 30

Рыжов Ю.Н., Ефимов М.А. Структура программного комплекса автоматизированной системы научных исследований фрикционного сцеплени-

трактора.................................................................... 32

Дринча В.М., Цыдендоржиев Б.Д. Основные концептуальные положения

активного вентилирования зерна.............................................. 35

Гулидов С.С. Экономический анализ функционирования сельских электрических сетей....................................................................... 39

Экономические аспекты развития аграрного сектора

Данькова Л.В. Стратегия устойчиво-эффективного развития сельскохозяйственных

предприятий................................................................. 42

Проняева Л.И., Агошкова Н.Н. Анализ процесса воспроизводства основных средств в сельскохоз-йственных организаци-х и направлени- активизации

инвестиционной деятельности в Орловской области............................. 45

Лазаренко А.Л., Гавренко А.Г. Управление инвестиционной деятельностью

коммерческих банков: основные направления................................... 50

Долгова С. А. Государственная финансовая политика России в кредитном

обеспечении сельского хозяйства............................................. 53

Иванова Ю.В. Жилищно-коммунальный комплекс в условиях финансового

кризиса..................................................................... 55

Ларионов А.Н., Малышев И.В. Проблемы функционирования жилищностроительного комплекса в условиях экономического кризиса................... 57

© ФГОУ ВПО Орел ГАУ, 2010