Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом с целью улучшения свойств металлопродукции Белевский Леонид Сергеевич

Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом с целью улучшения свойств металлопродукции
<
Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом с целью улучшения свойств металлопродукции Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом с целью улучшения свойств металлопродукции Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом с целью улучшения свойств металлопродукции Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом с целью улучшения свойств металлопродукции Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом с целью улучшения свойств металлопродукции Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом с целью улучшения свойств металлопродукции Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом с целью улучшения свойств металлопродукции Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом с целью улучшения свойств металлопродукции Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом с целью улучшения свойств металлопродукции
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Белевский Леонид Сергеевич. Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом с целью улучшения свойств металлопродукции : диссертация ... доктора технических наук : 05.16.05. - Б. м., 1997. - 338 с. РГБ ОД, 71:98-5/97-9

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние и проблемы поверхностной прочности и защиты металлов путем нанесения покрытий 11

1.1. Влияние поверхностного слоя на процессы пластической деформации, физико-механические и эксплуатационные свойства материалов 11

1.2. Обзор основных методов нанесения металлических покрытий и физико-химической модификации материала 19

1.3. Упрочнение поверхности металлов методами пластического деформирования 23

1.4. Комбинированные методы - сочетание ППД с другими способами упрочнения и нанесением покрытий 27

1.5. Заключение 35

2. Математическое моделирование процесса термопластической деформации поверхностного слоя 38

2.1. Исследование напряженно-деформированного состояния при термопластической деформации поверхностного слоя. Математическая постановка задачи 38

2.2. Вариационная формулировка метода конечных элементов в глобальных координатах для двумерной термоупругопластической задачи 48

2.3. Заключение 66

3. Исследование пластического дефорирования основы и покрытия и механизма его формирования при нанесении гибким инструментом 68

3.1. Металлографическое исследование поверхностных слоев 68

3.2. Рентгенографическое исследование поверхности моно- и поликристаллических металлов, обработанных гибким инструментом 79

3.2.1. Материалы и методика исследования 79

3.2.2. Результаты исследований 81

3.3. Электронномикроскопическое и рентгенографическое исследования структуры покрытия 103

3.3.1. Электронномикроскопические исследования. 103

3.3.2. Рентгенографические исследования кристаллографической текстуры покрытий с ГЦК решеткой на подложке с ОЦК решеткой 113

3.3.3. Исследование структуры и кристаллографической текстуры медного покрытия на стали 08 кп 119

3.4. Заключение 127

4. Экспериментальные исследования процесса ППДсП и его влияния на свойства материалов 132

5. Области практического применения метода ППДсП 186

Общие выводы 253

Литература 256

Введение к работе

При резком снижении объемов производства металла в нашей стране решающим источником удовлетворения потребностей промышленности становится ресурсосбережение. Долговечность и надежность металлопродукции, оборудования, деталей машин, инструмента в первую очередь определяется состоянием поверхности и поверхностных слоев, являющихся местом зарождения трещин при нагружении и коррозионных процессах. Природа и состояние поверхности в значительной мере определяют адгезию и фрикционное взаимодействие, приводящие к схватыванию металлов в твердой фазе в процессе обработки давлением.

Влияние поверхностного слоя на свойства материалов было отмечено еще на ранней стадии развития материаловедения. Особо следует отметить роль поверхности в процессах пластической деформации. К ранним исследованиям в этой области относятся работы А.Ф.Иоффе, П.А.Ребиндера, А.В.Степанова, Н.Н.Давиденкова и др. Вопросы состояния поверхности и процессов трения, износа, схватывания твердых тел, усталостной прочности, защиты и модификации поверхности, механики обработки давлением, производства композиционных материалов тесно взаимосвязаны. Крупный вклад в решение теоретических и практических задач внесли Г.Э.Аркулис, М.Г.Поляков, Б.А.Арефьев, Е.И.Астров, Л.М.Агеев, В.П.Алехин, Д.Бакли, М.А.Балтер, Л.А.Барков, А.А.Богатов, Д.Н.Гаркунов, С.А.Голованенко, А.К.Григорьев, Г.С.Гун, П.И.Денисов, Ю.Н.Дроздов, А.В.Зиновьев, В.С.Иванова, Б.И.Костецкий, В.Л.Колмогоров, Н.Ф.Казаков, С.Л.Коцарь, Ю.И.Коковихин, Л.И.Куксенкова, БА.Никифоров, А.Ф.Пименов, Л.М.Рыбакова, Д.Д.Папшев, Б.Е.Хайкин, А.П.Хусу, Ю.Г.Шнейдер и др.

Несмотря на несомненные успехи в ряде направлений, про блема резкого улучшения эксплуатационных свойств металлопродукции далеко не решена. Наряду с совершенствованием существующих методов следует искать новые, желательно легко реализуемые в промышленности, пути защиты и модификации поверхности.

В данной работе рассматривается достаточно простой и эффективный метод защиты, упрочнения и модификации поверхности - пластическое деформирование поверхностного слоя, совмещенное с нанесением покрытия гибким инструментом (метод ППДсП - поверхностное пластическое деформирование с покрытием). Следует заметить, что этот комбинированный метод малоизучен и представляет собой своеобразную "технологическую нишу".

Цель диссертации. Разработка теоретических и технологических основ процесса пластического деформирования поверхностного слоя, совмещенного с нанесением металлических покрытий гибким инструментом; создание ресурсосберегающих и экологически чистых технологий и оборудования для производства металлопродукции с улучшенными служебными свойствами.

Для выполнения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

- разработана математическая модель процесса пластического деформирования поверхностного слоя;

- выполнен комплекс металлографических и других экспериментальных исследований для выявления закономерностей и особенностей деформирования поверхностного слоя, механизма формирования и нанесения покрытий, влияния обработки методом ППДсП на физико-механические свойства материалов;

- разработаны новые технологические процессы упрочнения и защиты поверхности металлов, спроектировано, изготовлено и внедрено в промышленность новое оборудование для нанесения покрытий и подслоя при производстве биметалла.

- определены перспективы дальнейшего развития метода ППДсП и создания новых технологий.

Научная новизна. Разработана математическая модель, позволяющая определять напряженно-деформированное состояние (НДС) поверхностного термопластичного слоя, области пластических и упругих деформаций, толщину пластического слоя и распределение температуры по сечению в очаге деформации. Используя вариационную формулировку исследуемой задачи, получены системы линейных уравнений для определения перемещений и температур на каждом шаге итерации. Для нахождения НДС тела рассматривалась краевая задача для уравнений равновесия, состояния и теплопроводности. Показано, что задачу в дифференциальной постановке можно свести к задаче нахождения минимума функционала. Используя метод конечных элементов, найдено численное решение вариационной задачи. На основе разработанной математической модели создан пакет программ, позволяющий осуществлять численное моделирование НДС при термопластической деформации поверхности изделия.

В результате металлографического, электронномикроскопи-ческого и рентгенографического исследований установлены основные закономерности пластического деформирования тонких поверхностных слоев и механизма формирования покрытий при нанесении их гибким инструментом.

Экспериментально установлено, что на обрабатываемой гибким инструментом поверхности формируется очень тонкий слой аморфизированного материала, причем наиболее четко это проявляется в металлах с высокой температурой плавления.

Обнаружено, что кристаллографическая текстура покрытия воспроизводит текстуру материала подложки даже в тех случаях, когда кристаллические решетки материалов основы и покрытия различны (например, ОЦК И ГЦК).

С позиций научного подхода, на уровне изобретений, разработаны технологии и оборудование для защиты и упрочнения металлов методом ППДсП и нанесения подслоя при производстве биметалла.

Практическая значимость и реализация работы. Созданые новые технологии и оборудование нашли применение в следующих областях.

Нанесение защитных противокоррозионных покрытий. Созданы установки и технологические линии, позволяющие наносить покрытия толщиной от 1-2 до 10-15 мкм из алюминия, алюмоцин-ковых и др. сплавов на ленту и проволоку, прошедшие промышленные испытания на АО МКЗ и АО МММЗ. Две промышленные линии для нанесения покрытий на ленту изготовлены на Московском механическом заводе №3. Разработан проект промышленной линии для нанесения защитных покрытий на трубы диаметром от 15 до 80 мм.

Нанесение антифрикционных покрытий для повышения износостойкости пар трения. Нанесение медьсодержащих и др. антифрикционных и декоративных покрытий на детали оборудования внедрено на АО ММК, АО МММЗ, АО МКЗ, АНПО "УРАЛ" (г. Магнитогорск) и ряде других предприятий в России и странах СНГ. Испытания в течении ряда лет в промышленных условиях показали увеличение срока службы деталей с покрытиями в 1,4-3 раза, при повышении стоимости детали всего на 3%. Нанесение покрытий используется также для восстановления посадочных размеров под подшипники, плунжерных пар и т.п.

Нанесение подслоя при производстве биметалла. Разработана технология и изготовлено оборудование, установленное на стане 400/1000x500 (Нытвенский металлургический завод), позволяющее совместить процессы зачистки и нанесения подслоя при прокатке биметалла сталь - латунь. Использование данной технологии позволяет уменьшить деформацию схватывания на 10-15%, что дает возможность снизить энергосиловые параметры прокатки, отказаться от промежуточной термообработки и повысить качество готовой продукции. Нанесение подслоя использовалось также при производстве сталеалюминевой проволоки для улучшения сцепления компонентов биметалла (АО МММЗ).

Публикации. По теме диссертации опубликовано: монография, учебное пособие, 25 статей, получено 23 авторских свидетельства на изобретения, 3 патента Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, списка литературы из 259 наименований и приложения.

Работа содержит 280 страниц, иллюстрируется 95 рисунками и 18 таблицами.

Работа выполнена в период с 1982-1995 год на кафедре "Процессы и машины обработки металлов давлением и прикладная механика" и в лаборатории "Триботехника и защитные покрытия" МЦТ и П при СО РАН. Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам кафедры, лаборатории триботехники и лаборатории физико-химических методов исследований МГМА за помощь в работе.

Обзор основных методов нанесения металлических покрытий и физико-химической модификации материала

Существуют разнообразные методы нанесения металлических покрытий с целью предотвращения воздействия коррозии, высокой температуры, уменьшения износа и др. [63,66-79].В пределах метода может существовать несколько способов получения требуемых по служебным характеристикам покрытий с учетом природы и структуры основного материала. Варианты классификации нанесения покрытий приведены в работах [63-65].

Практически все методы нанесения покрытий требуют подготовки поверхности, обычно включающей в себя обезжиривание, травление, химическое или электрохимическое полирование. Эти операции вредны для обслуживающего персонала и, несмотря на тщательную очистку стоков, загрязняют окружающую среду. Отметим основные особенности и недостатки некоторых методов.

Возможно также значительное разупрочнение металла основы из-за высоких температур, например, при апюминировании. Следует заметить, что самый распространенный способ защиты металлов от коррозии - горячее оцинкование, вряд ли найдет широкое распространение в будущем из-за крайне ограниченных разведанных мировых запасов цинка.

Метод химического осаждения покрытий. Химическое осаждение используется, в основном, в следующих случаях: декоративные покрытия стальных изделий, временная защита от коррозии стальных листов или проволоки и обеспечение лучшего скольжения при волочении и прессовании. Процесс нанесения покрытий химическим путем является дорогостоящим и экологически вредным. Образование химического соединения покрытия с основным металлом происходит только путем диффузии при термической обработке.

Электролитический метод осаждения покрытий. Получил широкое распространение. К числу основных недостатков метода следует отнести возможное наводораживание поверхности изделия, что вызывает охрупчива-ние основы и ряд других нежелательных явлений. Так же, как и при химическом методе, требуется сложная предварительная подготовка, необходима мощная вытяжная вентиляция, нейтрализация стоков.

Методы нанесения покрытий напылением и наплавкой. Получили широкое распространение и обладают рядом неоспоримых преимуществ. К существенным недостаткам используемых технологий напыления следует отнести: низкую прочность сцепления покрытия с основой, пористость покрытия, малую эффективность нанесения покрытий на небольшие партии деталей, сложную подготовку поверхности, вредные условия работы обслуживающего персонала: К основным недостаткам технологии наплавки относятся: деформация изделий, особенно тонкостенных и трудность наплавки мелких деталей сложной формы.

Диффузионное насыщение. В качестве основного компонента насыщающего состава чаще используют алюминий и хром. Достаточно широко используется и многокомпонентное диффузионное насыщение. К недостаткам следует отнести сложную подготовку поверхности, требующую использования щелочей и кислот, высокие температуры, при которых протекает процесс, и его длительность.

Методы физико-химической модификации материала. В течение последних двух десятилетий были разработаны новые технологические процессы, позволяющие регулировать или перестраивать поверхностные спои, т.е. осуществлять их модифицирование и легирование. Применение для этих целей лазерных, электронных или ионных пучков открывает принципиально новые возможности в материаловедении. Отметим, что лазерная термообработка металлов, исключающая оплавление поверхности, и лазерное поверхностное легирование практически невозможны без использования специальных технологических покрытий [69], предварительное нанесение которых нередко вызывает значительные затруднения.

Обработка поверхности металлов методом ионной имплантации была впервые опробована в 70-х годах. Был получен значительный положительный эффект изменения механических и коррозионных свойств [70,71].

К основным недостаткам данных методов следует отнести высокую стоимость оборудования, трудность обработки крупногабаритных деталей и низкую производительность.

Вариационная формулировка метода конечных элементов в глобальных координатах для двумерной термоупругопластической задачи

Используя разработанный нами алгоритм решения задачи о напряженно-деформированном состоянии поверхностного слоя, мы составили программу на языке FORTRAN-4 и провели численный эксперимент на ЭВМ ЕС 1061. Результаты счета для полосы из стали 0,8 представлены на рис.2.5-2.15. При этом предполагалось, что касательные поверхностные напряжения направлены в положительном направлении оси OY и справа полосы расположен стопор.

Анализ результатов показывает, что модули нормальных напряжений ахх, (Туу и касательных иху достигают максимума в точках, лежащих вблизи действия поверхностных напряжений. В этих местах возникает область пластичности толщиной 40 мк. При этом \ахх\ в 1,2 раза превосходят значение \(ТуУ\ и в 2,3 раза превосходят \(тху\.

Произведены также численные расчеты для стали 20Х, когда температура T,f равна 200С. Изолинии нормальных и касательных перемещений, возникающие в детали под действием нормальных (fn)max = 245 МПа; {fn)min — 24,5 МПа и касательных поверхностных напряжений (коэффициент трения Ктр = 0,11), имеют такой же вид, как в случае стали 08. То же самое можно сказать относительно компонента тензора напряжений.

Разработана математическая модель, позволяющая определять НДС поверхностного термопластического слоя, области пластических и упругих деформаций, толщину пластического слоя и распределение температуры по сечению в очаге деформации.

Используя вариационную формулировку исследуемой задачи, мы попу-чили системы линейных уравнений для определения перемещений и температур на каждом шаге итерации. Для нахождения НДС тела рассматривалась краевая задача для уравнений равновесия, состояния и теплопроводности. Показано, что задачу в дифференциальной постановке можно свести к задаче нахождения минимума функционала. Используя метод конечных элементов, мы нашли численное решение вариационной задачи.

На основе разработанной математической модели создан пакет программ, позволяющий осуществлять численное моделирование НДС при термопластической деформации поверхности изделия.

По результатам численного эксперимента, проведенного для различных марок стали, установлено, что при нормальных поверхностных напряжениях порядка 100 МПа возникает пластически деформированный слой толщиной 20 - 70 мкм. Установлено, что модули нормальных напряжений тхх и ауу и касательных иху лежат в точках вблизи действия поверхностных напряжений. В этих местах и возникает область пластической деформации.

Проведенные численные эксперименты показали необходимость учета зависимости физических характеристик материала изделия от температуры при решении подобных задач. Например, даже при действии нормальных напряжений порядка ЮОМПа пластическая область не образуется, если не учитывать влияние температуры на свойства материала. В то же время даже при достаточно высоких температурах без учета действующих нагрузок также не происходит образования пластического слоя. Только учет совместного влияния обеих факторов позволяет определять возникновение границы распространения пластической деформации.

Рентгенографическое исследование поверхности моно- и поликристаллических металлов, обработанных гибким инструментом

Для изучения пластической деформации при обработке металлических поверхностей гибкими упругими элементами была проведена серия модельных опытов на монокристаллах W, Мо и сплава Fe + 3%Si [196]. Первые два монокристаллических материала были получены методом электроннолучевой зонной плавки [165] в виде прутков диаметром 30 мм.Образцы сплава Fe + 3%Si были отобраны от полос электротехнической стали толщиной 0,5 мм с размером зерен 25 - 40 мм. Исходные ориентировки монокристаппи-ческих образцов и отдельных зерен сплава Fe + 3%Si определяли методом обратной съемки по Лауэ [166] в Со и Fe - излучении.

Для исследования использованы монокристаллы с кристаллографическими плоскостями {110}, {100} W, Mo, Fe + 3%Біи {112} и {111} W, Мо.Обработ-ку по каждой из кристаллографических плоскостей {110} и {100} проводили в кристаллографических направлениях (110) и (100), по кристаллографической плоскости {112} в направлениях (110) и (111), а по кристаллической плоскости {111} в направлениях (НО) и (112).

Наряду с монокристаллическими материалами обработке подвергали образцы поликристаллической меди, алюминия и стали 08кп.

При обработке окружная скорость ВМЩ диаметром 260 мм составляла 35 м/с, натяг 1 мм. Диаметр и длина ворса равнялись соответственно 0,4 мм и 30мм.

После обработки был проведен рентгенографический анализ ширины интерференционных линий {НО}, {200} и {220} для материалов с ОЦК решеткой и линий {111}, {200} и {311} для материалов с решеткой ГЦК.На тех же образцах одновременно проведен анализ кристаллографической текстуры поверхностных слоев. Преимущественные ориентировки определяли методами прямых (ППФ) и обратных (ОПФ) полюсных фигур.

Исследуемые образцы подвергали послойной электролитической полировке, позволяющей оценивать изменения тонкой структуры и кристаллографической текстуры на различном расстоянии от поверхности. В процессе послойного стравливания деформированных слоев наряду с дифрактоме-трическими исследованиями производили контрольные съемки обратных лауэграмм. Съемки выполняли в камере КРОС в нефильтрованных излучениях Со и Fe.

Изучение полуширины интерференционных пиний моно- и попикристаппи-ческих образцов после обработки. Общая для монокристаллических материалов с ОЦК решеткой картина изменения рентгенограмм, полученная в результате съемок по Лауэ при последовательном стравливании деформированного слоя, показана на рис.3.6 на примере образцов Мо и W. Анализ послойных рентгенограмм позволяет выявить следующие особенности. На поверхности всех исследованных монокристаллов возникает слой материала с беспорядочной ориентировкой, свидетельством чего является появление на рентгенограммах сплошных колец (рис.3.6а). Толщина слоя возрастает в последовательности W - Mo - Fe. Этот результат получен с учетом уменьшения способности материала к поглощению Fe - излучения, в котором были сняты лауэграммы [167,168]. Текстурные максимумы различной интенсивности на фоне сплошных колец определяют наличие подповерхностного слоя с явно выраженной текстурой. Аналогичные результаты были получены в работе [169] при обработке монокристаллов Мо точением. Толщина неориентированного слоя и примыкающей к нему зоны с четко выраженной преимущественной ориентировкой, зависят от материала образца и кристаллографического направления его обработки. Так, например, при деформации всех исследованных материалов по кристаллографической плоскости {110} в направлениях (ПО) и (100) на фоне размытых колец от неориентированной структуры в первом случае наблюдается, а во втором — отсутствуют явно выраженные текстурные максимумы. Такая же картина имеет место при обработке монокристаллов по плоскости {100} в тех же кристаллографических направлениях. При деформирующей обработке по кристаллическим плоскостям {111} и {112} толщина неориентированного

Характер изменения рентгенограмм по Лауэ обработанных ВМЩ монокристаллов Мо (вверху) и W (внизу) по глубине деформированного слоя в результате стравливания слоя возрастает, а при обработке в направлениях (112) и (111) еще более увеличивается.

Полученные качественные результаты позволяют заключить, что толщина упрочненного деформирующей обработкой слоя и возникающие в нем преимущественные ориентировки носят явно анизотропный характер. Для оценки влияния этих факторов были проведены количественные исследования изменений полуширин рентгеновских интерференционных линий и характера возникающих преимущественных ориентировок.

Исследование распределения искажений кристаллической решетки моно-кристаппических материалов по глубине деформированного слоя. Результаты исследований полуширин рентгеновских интерференционных линий приведены в табл.3.3 и на рис.3.7.

Полученные данные показывют, что абсолютные величины уширения B/hkn при деформации по плоскости {111} очень близки для монокристаллов W и Мо и мало зависят от кристаллографического направления деформирования. Для образцов Fe + 3%Si значения В/222) оказываются существенно меньшими. Для образцов всех трех материалов величины полуширин оказываются при обработке вдоль кристаллографического направления (112) большими, чем вдоль направления (110). Для монокристалла Мо, обработанного в тех же кристаллографических направлениях, общий характер изменений такой же.

Следует отметить, что с уменьшением абсолютных искажений, определяемых полуширинами рентгеновских линий [170,171], в последовательности W - Мо - Fe + 3%Si возрастает толщина слоя, на который деформация проникает в образец. Так, например, для W накопленные в процессе обработки искажения почти полностью снимаются после удаления слоя толщиной 0,04 мм, в образцах Мо толщина пластически деформированного слоя

Экспериментальные исследования процесса ППДсП и его влияния на свойства материалов

Большая часть экспериментов по нанесению покрытий проводилась на шлифовальных станках (рис.4.1-4.2), на которые вместо круга устанавливали гибкий инструмент - ВМЩ и устройство для подачи материала покрытия (МП). Конструкции таких устройств и способы подачи МП к ВМЩ или в зону обработки (рис.4.3) защищены патентами и авторскими свидетельствами [199-210], которые послужили основой при проектировании подобных узлов в промышленных установках.Нами также разработаны различные конструкции ВМЩ для обработки поверхности, нанесения покрытий и приспособления для их изготовления [209, 220]. При нанесении покрытий на токарных станках использовали приставку из двигателя и ВМЩ, устанавливаемую на супорт. При отработке технологии нанесения покрытий на длинномерные изделия, зубчатые колеса, шары и некоторые другие специфические детали использовали специальные приспособления и установки (рис.4.4-4.9). В случае необходимости, особенно для металлов с высокой температурой плавления, заготовка МП нагревалась в специальной электрической печи (рис.4.10) до температуры, обеспечивающей перенос его в необходимом количестве на поверхность обрабатываемого изделия. Следует отметить, что процесс переноса МП в значительной мере определяется конструкцией устройства, обеспечивающего подачу и прижатие его к ВМЩ. От конструкции устройства зависит также и расход металла покрытия. При использовании наиболее простого грузового устройства (рис.4.1) заготовка МП изнашивается неравномерно. На ее поверхности, особенно при больших усилиях прижатия, возможно появление глубоких рисок и борозд (рис.4.Па), что может ускорять износ ВМЩ и ухудшать качество покрытия. Значительно лучшие результаты (рис.4.11б,в) обеспечивают устройства, в которых заготовка МП вращается во время работы установки (рис. 4.5).

Технологические режимы, обеспечивающие получение покрытий определенной толщины из различных металлов, определялись с использованием методов планирования эксперимента. ваемым изделием была разработана и изготовлена установка (рис.4.12) [236]. В экспериментах использовали ленту из стали 50, шириной 10 мм, толщиной 0,5 мм. Установка состоит из привода, передаточного и исполнительного механизмов. Привод установки включает в себя электродвигатель 1 постоянного тока и ременную передачу 2. Привод позволяет регулировать скорость ВМЩ 3 в широком диапазоне. Передаточный механизм состоит из ведущей 4, ведомой 5 и паразитной б шестерни, которая имеет возможность перемещения в окружном направлении от действия сип, возникающих в зацеплении. Для этого ось паразитной шестерни скреплена планками 7 с осью ведущей шестерни. Перемещению паразитной шестерни препятствует тензодатчик, установленный между корпусом 9 шестерни и плитой 10. Для регулирования зацепления шестерни передаточный механизм снабжен регулировочными винтами 11 и 12. Исполнительный механизм состоит из ВМЩ 3 , закрепленной на валу с ведомой шестерней, заготовки 13 металла покрытия, прижимаемой к инструменту с помощью системы роликов со сменными грузами 14, тензодатчика 15, находящегося между планкой 16 корпуса и ВМЩ. Винтом 17 производится прижатие ВМЩ к ленте 18. С помощью тензодатчиков 8 и 15 производится замер окружных (FQ) И радиальных (Fr) сил. Радиальная сила на ВМЩ, возникающая в результате прижатия ее к обрабатываемой поверхности ленты, определяется с помощью тензодатчика, находящегося между лентой и винтом, с помощью которого создается натяг. Окружная сила, возникающая в результате вращения инструмента и взаимодействия его с обрабатываемой поверхностью, определяется с помощью тензодатчика, находящегося между подвижной шестерней и корпусом. Скорость вращения инструмента контролировалась с помощью тахометра 20 с датчиком. Перемещение ленты относительно ВМЩ осуществляется с помощью роликов 18, приводимых во вращение электродвигателем 19.

Похожие диссертации на Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом с целью улучшения свойств металлопродукции