Усовершенствование конструкции электродугового металлизатора и исследование влияния технологических режимов обработки на физико-механические свойства полученных покрытий

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки

живается в пределах 35-40 г/л (плотность кислоты 1,84 г/см3). Растворимость сульфата меди значительно снижается с увеличением количества кислоты.

Заключительным этапом является вытравливание алюминиевой оправки по стандартным методикам.

Данный способ изготовления волноводов позволяет: покрывать волноводы сложной формы, уменьшить трудозатраты, получить более равномерное покрытие с нужными характеристиками.

Библиографические ссылки:

1. Элементы СВЧ волноводные. Изготовление гальванопластическое. ОСТ 5.9941-84. 167 с.

2. Кострижицкий А. И., Карпов В. Ф., Кабаченко М. П. и др. Справочник оператора установок по нанесению покрытий в вакууме. М. : Машиностроение, 1991. 176 с.

3. Шлиткина Р. И., Дьяконов В. А., Фефелов Г. С. и др. Гальванопластическое изготовление волноводных деталей миллиметрового и сантиметрового диапазонов волн // Вопросы радиоэлектрики. 1962. Вып. 8.

4. Вячеславов П. М., Волянюк Г. А. Электролитическое формование. Л. : Машиностроение, 1979.

5. Изготовление волноводов методом гальванопластики. ОСТ 107.757810.001-86.

© Брокс А. А., Ильяшевич С. А., 2014

УДК 629.78.002.3

Г. С. Дмитриев, А. В. Шеметов Научный руководитель - А. В. Гирн Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРОДУГОВОГО МЕТАЛЛИЗАТОРА И ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУЧЕННЫХ ПОКРЫТИЙ

Сконструирована насадка обжимающего потока воздуха, которая увеличивает скорость напыляемых частиц в 2,5 раза, уменьшает угол распыла в 2 раза и проведены экспериментальные исследовании.

Известно, что потери металла от износа и коррозии металлоконструкций составляют до 30 % от их массы. Поэтому актуальной задачей является защита деталей машин и механизмов от коррозии, а также разработка современных способов их восстановления.

Среди технологий, позволяющих реализовать данную задачу, интенсивно развивается группа методов газотермического напыления покрытий. К ним относится, например, плазменное, детонационное, холодное газодинамическое напыление, электродуговая металлизация и другие способы.

В результате анализа способов нанесения покрытий выявлено, что электродуговая металлизация по стоимости обработки и производительности процесса предпочтительнее других способов нанесения покрытий. Методом электродуговой металлизации наносят защитные коррозионно- и износостойкие, а также антифрикционные покрытия из различных металлов (алюминиевые и стольные сплавы, цинк) в виде проволоки. Возбуждение дуги происходит между двумя

проволоками, изолированными друг от друга и расположенными под острым углом. Затем эти проволоки расплавляются, после чего металл распыляется и выдувается сжатым воздухом рис. 1.

Нами была разработана конструкция специальной обжимной насадки, которая позволила уменьшить угол распыла, увеличить коэффициент использования материала и его дисперсности, однако полный комплекс исследований качества полученного покрытия проведен не был. Поэтому целью нашей работы является исследование физико-механических свойств покрытия и определение оптимальных режимов обработки усовершенствованного металлизатора.

При напылении покрытий на экспериментальные образцы изменялись следующие технологические режимы: сила тока дуги, скорость подачи проволоки, дистанция напыления. С усовершенствованной и стандартной насадкой были нанесены: покрытия из алюминия (Амг6) и стали (У9) на пластины из стали 45 размерами 40*40*4 мм.

Токоподеод

Рис. 1. Схема электродугового металлизатора

Секция «Проектирование и производство летательньк аппаратов»

а б

Рис. 2. Микроструктура стальных покрытий: а - стандартная насадка; б - усовершенствованная насадка насадки

Комплексное исследование свойств покрытия включает совокупность таких методов как: измерение толщины покрытия, металлографический анализ, измерение микротвердости, испытания на адгезионную прочность, коррозионные испытания, испытания на ударную прочность, испытания на износ, испытания на теплостойкость.

Металлографические исследования проводились с использованием микроскопа КБОРИОТ 32 и программного обеспечения 81ЛМ8 700 (рис. 2).

Выявлено, что покрытие, полученное с помощью усовершенствованного обжимающего сопла, имеет более однородную структуру и меньшую пористость, что в свою очередь понижает коррозионную активность и увеличивает адгезионную прочность. Таким образом, ЭДМ является перспективным методом нанесения защитных покрытий.

© Дмитриев Г. С., Шеметов А. В., 2014

УДК 519.688

Д. В. Егоров, Д. Ф. Баляков, Н. Н. Широкова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ОСОБЕННОСТИ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКЕ

Проведен сравнительный анализ методологий конечно-элементного моделирования конструкций из композитных материалов в средах АМ8У8 и ¥ЕЫАР МХ МАБТЕЛМ, раскрыты проблемы точного математического моделирования и верификация результатов.

Композиционные материалы представляют собой ге-терофазные системы, полученные из двух или более компонентов с сохранением индивидуальности каждого.

В большинстве случаев компоненты композиции различны по геометрическому признаку. Один из компонентов, обладающий непрерывностью по всему объему, является матрицей, компонент прерывный, разделенный в объеме композиции, считается усиливающим или армирующим. Матричными материалами могут быть металлы и их сплавы, органические и неорганические полимеры, керамика и другие вещества. В конечно-элементных системах моделировать подобные материалы не представляет особого труда. Подобные материалы в макроструктуре, как правило, являются изотропными, и существует возможность использовать все элементы для создания модели [1].

У волокнистых композитов матрица армирована высокопрочными волокнами, проволокой, нитевидными кристаллами.

Моделирование подобных материалов усложняется их анизотропией, зависящей от направления воло-

кон, порядка и места их расположения. При моделировании объемных элементов достаточно определить усредненные характеристики материала по всем направлениям.

В особую группу можно выделить волокнистые тонкостенные композиты, которые широко используются в космическом машиностроении. Данные композиты описываются классической теорией слоистых материалов и моделируются слоистыми оболочечны-ми элементами. Особенностью проектирования таких изделий является зависимость микроструктуры (ориентации волокон, толщины слоев) от технологического процесса. Вычисление характеристик пакета усложняется тем, что микроструктура материала зависит от места его расположения.

Напряженно деформированное состояние слоистых панелей можно вычислить, используя конечно-элементные системы типа М8СМЛ8ТКЛК, где существуют слоистые оболочечные элементы, для которых необходимо определить расположение и ориентацию слоев в элементе и свойства материала для каждого слоя.