Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ. 7
К СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЕДЕНИЯ ТОНКИХ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ МЕТАЛЛОВ Є ПОКРЫТИЯМИ В
УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОЙДЕФОРМАЦИИі \ЛЇ Основные способы формирования покрытия сучастием деформации: 18
1.ГЛ". Механотермическое формирование поверхности (МТФ); 18
1.1.2. Финишная антифрикционная безабразивная обработка (ФАБО) 19
1.1.3: Вибро-галтовочное нанесение покрытий:
1.1.4. Наплавка металлов трением.
1.5. Поверхностная пластическая деформация с одновременными нанесением покрытия:
1.2; Структурно-энергетическое состояние поверхностного слоят материалов в условиях интенсивной деформации. 23
U31 Физические основы взаимодействия металлов при твердофазном контакте. 33
Трение, как дисси пати вная система; 36;
1.5. Поверхностная пластическая обработка гибким инструментом:...
Структуры сталей после модифицирования поверхностной пластической деформацией; 40
1.6 1. Особенности поверхности после обработки ВМЩІ 42:
Выводы и:задачи-исследования; 44 Задачи исследований; 45\
2. МАТЕРИАЛЫ; МЕТОДИКА НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЙ УДАРНО - ФРИКЦИОННЫМ СПОСОБОМ; МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материалы, методика нанесение покрытий; 47
2-2J Методы исследования 49:
Выводы по главе. 55
ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ПОКРЫТИЯ в УСЛОВИЯХ УДАРНО-ФРИКЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИНСТРУМЕНТА С ПОВЕРХНОСТЬЮ; 56
ЗА. Основные типы и свойства структур поверхности стали с покрытием. 57
3.2; Взаимодействие ВМЩ и основы в контактной зоне; 65
3;3 Особенности строения поверхности сталих алюминиевым» покрытием после ППДсП- 68
З ЗЛ. Структурные превращения при "мягких" технологиях 7Г
3.3:2. Структуры при "жестких" технологиях. 80
3.4. Строение промежуточной зоны. 85
3.5. Структура алюминиевого покрытия: 104
3.6. Структуры медных и латунных покрытий. 114
3.7. Структура и свойства материала донора для получения покрытия. j 21
3.8. Механизм образования покрытия в методе ППДсП; 130
318;]. Эволюция структуры основы 132
3.8.1.1- Механизм формирования покрытия при "мягкой" технологии... 135
3:8Л \2:. Механизм формирования структур при "жесткой" технологии... 141
3.8.21 Механизм переноса материала покрытия от донора 145
Выводы по главе 150
4 ПОВЕДЕНИЕ СТАЛИ С АЛЮМИНИЕВЫМ ПОКРЫТИЕМ ПРИ НАГРЕВЕ. 155
4.1. Кинетика роста интерметаллического слоя: 159
4.2. Структура и свойства алюминиевого покрытия после лазерной? 177
5; ПОЛУЧЕНИЕ ОДНОРОДНЫХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ. 181
5Л: Покрытия из чистых металлов. 184
5.2. Композиционные покрытия: 193
5:2.1. Алюмоникелевые покрытия: 196;
5:2 2. Алюмоцинковые покрытия: 204
5:2.3; Композиционные покрытия на основе меди. 210
5:23Л. Покрытия состава алюминиевой бронзы. 211
5.23.2!. Покрытия,состава оловянистой бронзы 214 Выводы по главе. 217
6. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МАССОПЕРЕНОСА В СИСТЕМЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЯ ДОНОР - ИНСТРУМЕНТ ОСНОВА. 220І
6.1; Постановка задачи: 220
6.1.К Общие положения:.. 222
6.1.2: Поток массы и интенсивность износа донора; 226
6Л.З: Силы, обусловливающие поток массы. 234
6.1.4. Тепловые явления в пятне контакта щетки: 236;
6.1.5. Сила, вызывающая поток тепла. 239
6.2:ЇУ1оделирование состава композиционных покрытий; 240;
Выводы к главе 246
7. РАЗРАБОТКАТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ С ЗАДАННЫМ И ФУНКЦИО НАЛЬН ЫМИ СВР ЙСТВ АМИ. 248
7.1.. Разработка технологии получения антифрикционных покрытий;...248
7.21 Применение медных покрытий для восстановления плунжерных пар
266
7.3. Повышение стойкости бандажированных валков; 267
7.4. Использование алюминиевого покрытии дли повышении стойкости валков горячей прокатки.
7.5. Получение -защитного покрытия на рессорной заготовке. 271
7 6. Подготовка поверхности стальной полосы дли совмещении рекристаллизацнонного отжига с нанесением покрытия. 274
7.7. Повышения стойкости стенок медных кристаллизаторов ЛНРС. 278
Выводы к главе: 281
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 283
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 290
Приложение Т. 314:
Приложение 2. 325
Приложение 3. 331"
Приложение 4. 334
Приложение 5- 344
Приложение 6. 351
Приложение 7. 3
Приложение 8. 357
Приложение 9. 358
Приложение 10 359
Приложение 11 360
Приложение 12
Введение к работе
Актуальность проблемы. Применение разработанных до настоящего времени разнообразных технологий модифицирования поверхности;, кардинально изменяющих ее свойства, эффективно;решает задачу повышения срока службы; металлопродукции во\ многих; областях ее использования. Многообразие; вариантов поверхностной обработки,,расширяющей; диапазон; рабочих характеристик : в условиях; внешних воздействий, позволяет выбирать?оптимальные схемы модифицированиям для конкретных условий; эксплуатации; Поэтому разработка и изучение новых способов поверхностного воздействия І в том: числе и нанесения: покрытий; продолжает оставаться одним из приоритетных направлений развития, вызывающих теоретический и:практический интерес;
Возникновение проблемы: экологической безопасности" и необходимость внедрения энергосберегающих технологийшривели к появлению нового класса покрытий, которые формируются вусловиях механического воздействия; на поверхность. Механические способы,получения покрытий; в; которых основную роль играет пластическая? деформация, поверхности; обладают рядом преимуществ по сравнению с другими хотя не являются;универсальными. Эти способы; не- требуют сложного специализированного з оборудования и термического воздействия; в результате чего окончательные: структура и. свойства во; всем объеме детали; достигнутые.на предыдущих этапах обработки, остаются; неизменными- В них; обычно не используются? химически, активные - реагенты; загрязняющие окружающую среду._Следовательно; проблема разработки высоко-эффекти вных; тех нологиш м еханического нанесения Ї покрытий и поиск рацио-нал ьных режимов направленного- воздействия1 на:структуру и свойства; модифицируемых поверхностей деталей машин и инструмента:является актуальной проблемой? материаловедения и представляет значительный народнохозяйственный интерес.
В настоящей: работе рассматривается: простой: и легко реализуемый способ - формирования структуры.и свойств покрытий широкого профиля; наносимых в; условиях ударно-фрикционного взаимодействия? гибкого инструмента, с поверхностью, при котором вращающаяся металлическая щетка (ВМЩ) вырывает частицы из поверхности металла-донора и переносит их на поверхность детали. Однако высокая стохастичность процесса который; определяется большим количеством значимых факторов, таких как интенсивная1 пластическая деформа--ция, температурные условия природа и структура материалов покрытия и детали; и многое другое; усложняет, поиск оптимальной технологии полученияшо-крытий: Установление сложных регрессионных зависимостей между внешними факторами и свойствами, в стохастических процессах. часто не дает адекватных решений: и:требует формирования банка данных по результатам- многочисленных экспериментов:
Применение: синергетическойг методологию анализа механического поведения; материалов; . изучающей процессы самоорганизации структур в системах, далеких от равновесия, позволяет определить взаимосвязь между механическими свойствами и структурой без проведения крупномасштабных экспериментов. Такую возможность обеспечивает привлечение законов неравновесной термодинамики: для разработки-технологии, нанесения=механических: покрытий на основе анализа возникающих при этом диссипативных структур;
Использование указанных принципов; для; разработки новых технологий: формирования покрытий различного назначения с широким спектром свойств і в условиях ударно-фрикционного: взаимодействия; инструмента с поверхностью сдерживается7недостаточно?глубокой=теоретической и практической .проработкой? вопросов, взаимосвязи1 структуры и свойств с технологией1 нанесения; покрытий; и отсутствиемг металловедческой; концепции І формирования: покрытий; Изучение процессов, протекающих при нанесении покрытий; на основе анализа; превращений; в структуре детали- и покрытия: и і использование; полученных представлений для реализации; новых технологических: решений позволяет получать качественно новые характеристики І изделий с: минимальными затратами г и прогнозировать их поведение при эксплуатации. Цель работы - развитие теории- формирования поверхностных структур стали с покрытием в неравновесных условиях ударно-фрикционного взаимодействия гибкого инструмента,с поверхностью и разработке на этой;основе эффективных технологических процессов нанесения покрытий с заданными составом; и свойствами.
