автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Технологическое обеспечение износостойкости деталей машин на основе применения метода электроэрозионного синтеза покрытий

На правах рукописи

Земсков Вячеслав Алексеевич

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО СИНТЕЗА ПОКРЫТИЙ

05.02.08 - «Технология машиностроения» 05.03.01 - «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете

«МАМИ».

На\ чный руководитель: Научный консультант

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Смелянский В.М.

доктор технических наук, профессор Блюменштейн В.Ю.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Алехин В.П.

кандидат технических наук, профессор Маркус Л.И.

Ведущая организация: авиационная корпорация «Рубин», г. Балашиха Мо-

сковской области

Защита состоится 27 января 2005 г. в \4 часов в ауд. Б-304 на заседании диссертационного совета Д212.140.02 в Московском государственном техническом университете "МАМИ" по адресу: 105839, Москва, ул. Б. Семеновская, д 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного технического университета "МАМИ".

Ваш отзыв, заверенный печатью, в двух экземплярах просим отправлять по адресу: 105839, г. Москва, ул. Б. Семеновская, д 38, ученому секретарю диссертационного Совета М.Ю. Ершову.

Автореферат разослан " декабря 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ур

кандидат технических наук, профессор / _ Ершов М Ю.

гооб-4 2Л99

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Большое чисто деталей машин работают в экстремальных условиях (наличне абразива, высокие скорости скольжения, большие удельные нагрузки, высокие температуры, наличие вибраций и т.д.) Эти условия работы приводят к необходимости создания новых материалов со сложным комплексом физико-механических свойств и способов обработки (упрочнения) поверхностей, подбора технологий с целью увеличения срока службы машин и механизмов. Анализ показал, что эффективным путем защиты от изнашивания является нанесение износостойких покрытий. Одним из эффективных методов является электроэрозионный синтез покрытий (ЭЭС), отличительными особенностями которого являются высокие показатели твердости, износостойкости и адгезии получаемого покрытия к основному материалу, технологическая простота реализации метода, в том числе - в нестационарных условиях, вручную и на станках, локальность проведения процесса, возможность широкого варьирования состава получаемого покрытия, отсутствие специальных требований к подготовке поверхностей под упрочнение, малые габариты и масса оборудования, электро- и экологическая безопасность.

Предварительно проведенные исследования показали возможность многократного повышения износостойкости деталей машин методом ЭЭС в различных видах изнашивания. Однако, несмотря на значительный объем проведенных ранее исследований, в научной литературе до настоящего времени отсутствуют результаты систематических исследований закономерностей изнашивания ЭЭС-покрытий в зависимости от состояния поверхностного слоя упрочненных деталей и от технологических факторов процесса ЭЭС-покрытий.

Исследования зависимостей износостойкости от режимов нанесения ЭЭС-покрытий и, как следствие, состояния их поверхностного слоя, а также механизмов изнашивания покрытий в различных видах изнашивания заключают в себе существенный ресурс дальнейшего повышения износостойкости данных покрытий.

Цель работы. Повышение износостойкости деталей машин на основе применения метода электроэрозионного синтеза покрытий и раскрытия закономерностей абразивного изнашивания упрочненных поверхностей.

Задачи работы. Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать функциональную модель технологического обеспечения износостойкости применением метода электроэрозионною синтеза покрытий.

2. Разработать модель взаимодействия ЭЭС-покрытий с единичным абразивным зерном и раскрыть физические закономерности абразивного изнашивания.

3. Разработать методики экспериментального исследования формирования и абразивного изнашивания ЭЭС-покрытий.

4. Исследовать влияние технологических факторов процесса электроэрозионного синтеза на качество и абразивную износостойкость покрытий.

5. Разработать методику технологического обеспечения износостойкости применением метода ЭЭС-покрытий, программные системы автоматизации ее выполнения, провести их апробацию и внедрение в промышленности

щиту:

Научная новизна. Новые научные ор выносит

на за-

1) функциональная модель технологического обеспечения износостойкости на основе применения метода ЭЭС-покрытий, представленная в виде информационной системы знаний и закономерностей и позволяющая направленно

• управлять износостойкостью на основании создания моделей поверхностного разрушения, учитывающих комплекс физико-механических свойств сформированных ЭЭС-покрытий и условий эксплуатации;

2) физическая модель процесса электроэрозионного синтеза покрытий, описывающая процесс формирования ЭЭС-покрытия за время одного цикла обработки;

3) модель абразивного изнашивания ЭЭС-покрытий, включающая в себя закономерности изнашивания в зависимости от комплекса физико-механических свойств ЭЭС-покрытий;

4) параметры напряженно-деформированного состояния ЭЭС-покрытий в процессе абразивного изнашивания и рациональные режимы применения этих покрытий в процессах эксплуатации.

Практическая ценность:

1) разработаны методики исследования формирования ЭЭС-покрытий в зависимости от технологических факторов процесса электроэрозионного синтеза;

2) разработана и изготовлена специальная оснастка в виде источника технологического тока (ИТТ), установки для исследования износостойкости поверхностей и установки для исследования единичного импульса тока от ИТТ;

3) разработана методика исследования износостойкости ЭЭС-покрытий, где в качестве вида исследований износостойкости выбрано изнашивание о закрепленный абразив, выявлены и исключены нежелательные факторы, которые могут возникнуть при ее реализации;

4) разработана методика исследования напряженно-деформированного состояния ЭЭС-покрытий в процессе изнашивания на основе применения метода конечных элементов;

5) разработана методика исследования состояния поверхностного слоя деталей, упрочненных методом ЭЭС-покрытий, в основу которой положены методы рентгенофазового, микрозондового и металлографического анализа;

6) разработана методика проектирования технологических процессов упрочнения метолом ЭЭС-покрытий, обеспечивающих высокую износостойкость деталей;

7) разработана программа для ЭВМ «Расчет режимов нанесения ЭЭС-покрытий», позволяющая производить автоматизированный выбор технологических режимов упрочнения методом ЭЭС по заданным техническим условиям.

Методическое построение работы. Работа выполнялась в несколько этапов. На первом этапе был проведен анализ подходов к технологическому обеспечению износостойкости деталей машин, анализ технологических аспектов трения и изнашивания применительно к ЭЭС-покрытиям, что позволило сформулировать цель и задачи исследования, а также обосновать применение различных методов исследования. На втором этапе было проведено обобщение, систематизация и структурирование представлений о технологическом обеспечении износостойкости, разработана фуикционачьная модель технологического обеспечения износостойкости на основе

применения метода ЭЭС-покрытий, разработана модель абразивного изнашивания ЭЭС-покрытий на основе моделей формирования ЭЭС-покрытия и модели покрытия, проведено исследование напряженно-деформированного состояния ЭЭС-покрытий в процессе абразивного изнашивания. Результаты работ, проведенных на втором этапе, позволили разработать программу экспериментальных исследований На третьем этапе проведены экспериментальные исследования износостойкости и процессов изнашивания ЭЭС-покрытий. Результаты всех исследований были положены в основу методики проектирования технологических процессов упрочнения методом ЭЭС-покрытий, обеспечивающих высокую износостойкость деталей.

Результаты работы получены с использованием научных положений технологии машиностроения, триботехнологии и методов общенаучной методологии, в том числе функционального моделирования, статистического и компьютерного моделирования, планирования многофакторных экспериментов, метода конечных элементов и других, чю в целом обеспечило корректность постановки и решения задач, а также адекватность полученных математических и статистических моделей.

Реализация работы.

Результаты научных исследований апробированы и внедрены на ремонтных и машиностроительных предприятиях в виде математических и технологических моделей, методик исследования качества поверхностного слоя и износостойкости, методики проектирования технологических процессов упрочнения методом ЭЭС-покрытий, программных систем автоматизированного расчета технологических режимов упрочнения с суммарным годовым экономическим эффектом около 730000 рублей.

Результаты работы используются в курсах лекций «Технология машиностроения» для студентов специальности 15100265 - «Металлорежущие станки и комплексы», «Технология обработки концентрированными потоками энергии» для студентов специальности 15020665 - «Машины и технологии высокоэффективных процессов обработки», а также в методических указаниях к лабораторным работам по курсу «Технология обработки концентрированными потоками энергии».

Представленные в диссертационной работе исследования выполнялись в рамках подпрограммы 201 "Производственные технологии" (регистрационный номер проекта 04.01.033) научно-технической программы Министерства образования РФ "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники".

Апробация работы. Основные положения работы были доложены и получили одобрение на. международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электротехнологии» (IX Бенардосовские чтения), Иваново, 1999, международной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы машиностроения», Орел, 2000; XXXI научно-технической конференции ассоциации автомобильных инженеров (ААИ), посвященной 135-летию МАМИ, Москва, 2000; международной молодежной научной конференции «Молодежь - науке будущего», Набережные Челны, 2000; международной научно-технической конференции «Теоретические и технологические основы упрочнения и восстановления изделий машиностроения», Беларусь, Новополоцк, 2001; Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в машино- и приборостроении», Нижний Новгород - Арзамас, 2001, XXXIX международной научно-технической конферен-

ции ассоциации автомобильных инженеров (ААИ) "Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров", Москва, 2()02: научно-практическом семинаре в ОАО «НИИТавтопром» «Промышленные технологии упрочняющих и декоративных покрытий изделий машиностроения», Москва, 2004.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 3 отчета о НИР.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 5 глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы из 122 наименований и приложения.

Работа изложена на 296 страницах, содержит 118 рисунков, 19 таблиц и приложение на 14 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертационной работы, изложены суть поставленной научной задачи, цель и задачи исследования, приведены основные результаты работы.

В первой главе выполнен анализ современных подходов к технологическому обеспечению износостойкости деталей машин Выявлено, что нанесение износостойких покрытий является одним из наиболее эффективных и перспективных подходов к технологическому обеспечению износостойкости деталей и узлов машин. Проанализированы технологические возможности существующих методов нанесения покрытий и выявлено, что эксплуатационные свойства изделий и, в частности, износостойкость связаны с технологическим процессом нанесения покрытий через параметры качества поверхностного слоя.

Показано, что одним из эффективных методов нанесения износостойких покрытий является метод электроэрозионного синтеза покрытий (ЭЭС), сущность которого заключается в следующем. На поверхность заготовки наносится экзотермическая смесь порошков химических соединений металлов и неметаллов с органическими связующими, которая подвергается электроискровой обработке. В результате воздействия электрической искры на поверхности протекают химико-термические реакции, которые приводят к образованию сверхтвердых покрытий, например, на основе карбидов, боридов, интерметаллидов титана вольфрама, хрома и т.д. в зависимости от состава исходной смеси. Данный метод сочетает в себе преимущества известных методов электроискрового легирования (ЭИЛ) компактным электродом и электроискрового формирования покрытий из порошковых материалов в электрических и магнитных полях, а также имеет ряд преимуществ перед данными методами, например, повышенную производительность, технологическую простоту, возможность широкого варьирования состава покрытия и т.д.

Исследования метода ЭЭС-покрытий, проведенные В.К. Рыбаковым, Д В Рыбаковым, В.М. Смелянским, В В. Филипповым и другими показали возможность многократного повышения износостойкости деталей машин в различных видах изнашивания. Однако, несмотря на значительный объем проведенных исследований, в научной литературе отсутствуют систематические исследования закономерностей изнашивания ЭЭС-покрытий в зависимости от состояния поверхностного слоя уп-

рочненных деталей и от технологических факторов процесса ЭЭС-покрытий.

Исследования зависимостей износостойкости от режимов нанесения ЭЭС-покрытий и, как следствие, состояния их поверхностного слоя, а также механизмов изнашивания покрытий в различных видах изнашивания заключают в себе с\ щест-венный ресурс дальнейшего повышения их износостойкости. Однако для направленного регулирования износостойкости ЭЭС-покрытий необходим анализ имеющихся достижений в области трения и изнашивания, в частности, понимание процессов, происходящих при изнашивании различных материалов в различных условиях, в том числе имеющих схож\ю с ЭЭС-покрытиями структуру. Анализ исследований видов и процессов контактирования и изнашивания различных материалов, проведенных Ф. Боуденом, Э.Д. Брауном, НА. Б\ше, М.А. Бабичевым, В.Н. Виноградовым, Власовым В.М., И.Г. Горячевой, В.В Грибом, Н.Б. Демкиным, М.Н До-бычиным, В.Д. Евдокимовым, А К Зайцевым, У А. Икрамовым, В.Н. Кащеевым, М.Г Колокольниковым, B.C. Комбаловым, Д В Конвисаровым, Б.И. Костецким, И.В. Крагельским, В.Д Кузнецовым, П.Н. Львовым, Г.М. Сорокиным, Д. Тейбором, М.М. Тененбаумом, В.Н. Ткачевым, М.М. Хрущовым, Е.М. Швецовой, A.B. Чичи-надзе, показал, что наиболее распространенным видом изнашивания деталей машин является абразивный, который является главным фактором, значительно снижающим сроки службы машин различного назначения. М.А. Бабичевым, П.Н. Львовым, М.М. Тененбаумом, В.Н. Ткачевым, М.М Хрущовым и другими выполнены исследования и получены аналитические зависимости для определения износостойкости структурно-неоднородных материалов.

Однако данные зависимости не позволяют рассчитать износостойкость поверхностей, упрочненных методом ЭЭС-покрытий, которые отличаются высокой гетерогенностью состава, структуры и свойств. Анализ механизмов изнашивания структурно-неоднородных материалов выявил различия во взглядах разных исследователей на природу изнашивания таких материалов.

Таким образом, анализ существующих работ в области технологического обеспечения износостойкости, а также различных аспектов трения и изнашивания показал, что многократное повышение износостойкости деталей машин требуе! обобщения, систематизации и структурирования представлений о технологическом обеспечении износостойкости на основе применения метода ЭЭС-покрытий, проведения аналитических и экспериментальных исследований взаимосвязей параметров состояния ЭЭС-покрытий и процесса изнашивания с технологическими факторами процесса ЭЭС.

Во второй главе приведены результаты аналитических исследований, полученных с использованием разработанной функциональной модели техноло1 ического обеспечения износостойкости на основе применения метода ЭЭС-покрыгий, представленной в виде информационной системы знаний и закономерностей, учитывающих комплекс физико-механических свойств сформированных ЭЭС-покрытий и условий эксплуатации.

На рисунке 1 приведена декомпозиция контекстной диаграммы данной функциональной модели.

гг ЭЭС МЭИ1('

ж.

Устаномеюв зжонодерюстсй упрочив ми я*тодсм ЭЭС

уд

А1

Исаккожахпе

жсш ЭЭС-поч'Ьгтй

Щ

А21

Исавдсиаюе пишиккх ЭЭС-покрытий

мгаи пп

ш ('

Рисунок 1. Декомпозиция функциональной модели технологического обеспечения износостойкости

При реализации первой подфункции («установление закономерностей упрочнения методом ЭЭС») разрабатывается физическая модель формирования ЭЭС-покрытия. Данная модель является управляющим воздействием для разработки модели ЭЭС-покрытия М ЭЭС, т.е. описания поверхностного слоя детали после упрочнения методом ЭЭС. Также при выполнении данной подфункции происходит преобразование неупрочненных деталей в упрочненные УД под воздействием процессов, возникающих при действии технологических факторов процесса ЭЭС-пскрытий Р.

Второй подфункцией является исследование качества ЭЭС-покрытий; при этом ресурсом для ее выполнения является выход (продукт) первой подфункции в виде упрочненных деталей УД и первоначальные данные о материалах ДМ, которые преобразуются в систему знаний о состоянии поверхностного слоя упрочненных деталей СПС УД.

Третья подфункция заключается в проведении исследований изнашивания ЭЭС-покрытий. При этом ресурсы виде упрочненных деталей УД и первоначальных данных о материалах ДМ преобразуются в систему знаний об износостойкости упрочненных поверхностей, управлении износостойкостью и поведении ЭЭС-покрытий в условиях изнашивания. Исследования изнашивания ЭЭС-покрытий в свою очередь разделяются на несколько подфункций: анализ механизмов изнашивания различных материалов, разработка модели изнашивания ЭЭС-покрытий и проведение экспериментальных исследований. Результаты исследований являются входными данными для разработки методики технологического обеспечения износостойкости методом ЭЭС МТОИ

При реализации функций и подфункций на различных этапах декомпозиции

диаграмм возникают обратные связи по управлению, когда выход нижестоящей работы направляется на управление вышестоящей. Такие обратные связи свидетельствует об эффективности моделирования и управления износостойкостью. Примерами таких связей (рисунок 1) служат математические модели зависимости износостойкости покрытий от технологических факторов ММЗИТФ процесса ЭЭС, компьютерная программа для автоматизированного выбора режимов ЭЭС КПАВР, рекомендации по состоянию поверхностного слоя Р СПС. Данные информационные потоки направляются на )правление подфункцией нанесения ЭЭС-покрытий, а повышение износостойкости обеспечивается изменением режимов нанесения покрытий на основании проведенных исследований и полученных рекомендаций

В работе показано, что данная модель позволяет выявить и смоделировать функциональные связи между подфункциями системы Некоторые из этих связей \же исследованы, другие функциональные связи, такие, как связь износостойкости с технологическими факторами процесса ЭЭС и, как следствие, параметрами состояния поверхностного слоя, изменение размеров деталей в процессе изнашивания, в данной модели представлены. Для выявления и количественного описания этих связей необходимо проведение экспериментальных исследований.

Некоторые работы и функциональные связи между ними, такие, как моделирование процесса абразивного изнашивания ЭЭС-покрытий, моделирование напряженно-деформированного состояния ЭЭС-покрытий в процессе изнашивания, моделирование процесса формирования ЭЭС-покрытий и т.д. требуют проведения теоретико-экспериментальных исследований и компьютерного моделирования.

При разработке модели формирования ЭЭС-покрытия рассмотрены составляющие процесса электроэрозионного синтеза покрытий и раскрыты явления, происходящие в каждой из составляющих.

Показано, что при контакте электрода и детали система находится в режиме короткого замыкания, при этом возникают объемные источники тепла, тепловой эффект от которых способствует подготовке поверхносш к пробою электрической искры. При движении электрода от детали между ними происходит пробой электрической искры, выделяется энергия, которой расходуется на расплавление части металла в зоне разряда и поджиг экзотермической смеси (рисунок 2).

Рисунок 2. Пробой электрической Рисунок 3 Образование эрозионной лунки на искры детали

При горении экзотермической смеси выделяется тепловая энергия, в результате которой на поверхности детали образуется эрозионная лунка (рисунок 3) В ней

протекают химико-термические реакции типа самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), приводящие к образованию сверхтвердых соединений. В результате вышеуказанных процессов на поверхности детали образуются единичные (дискретные) этементы покрытия, состоящие из сверхтвердых соединений, полученных в результате химико--термических реакций, перемешанных с материалом основы

Выявлено, что данные элементы могут располагаться как по отдетьности, так и группами из нескольких элементов, перекрывающихся и накладывающихся друг на друга. В зависимости от режимов нанесения ЭЭС-покрытий они могут располагаться ближе или дальше друг от друга, обладать различной микротвертостыо, различными зонами термического влияния, выступать на разную высоту от уровня исходной поверхности Также в единичных элементах ЭЭС-покрытий могут присутствовать различного рода дефекты (поры, трещины). Единичный элемент ЭЭС покрытия состоит из нескольких зон (рисунок 4):

1. Зона наибольшей твердости - формируется в верхней части элемента покрытия, имеет наибольшую твердость и состоит преимущественно из легирующих элементов, полученных в результате химико-термических процессов при нанесении ЭЭС-покрытия. На фотографиях имеет темный цвет.

2. Нетравящаяся зона («белый» слой) - имеет в своем составе до 60% основного металла. Имеет меньшую твердость, чем зона 1. На фотографиях белого цвета.

Зона

наиболыл^й твердости

"Белый" нетравящийсл слой

Основной металл

Рисунок 4 а) Фотография микрошлифа ЭЭС-покрытия; б) модель поверхности, упрочненной методом ЭЭС: 1 - зона наибольшей твердости, 2 - «белый слой», 3 - зона термического влияния, 4 - основной металл

Под «белым слоем» находится основной металл. В зависимости от термообработки основного металла и режимов нанесения покрытия под «белым слоем» в основном металле могут образовываться зоны термического влияния.

На рисунке 4,6 изображена модель поверхности, упрочненной методом ЭЭС.

Моделирование абразивного изнашивания ЭЭС-покрытий, раскрытие закономерностей изнашивания ЭЭС-покрытий позволяет назначать технологические режимы упрочнения с учетом поведения данных покрытий в условиях абразивного изнашивания.

В качестве тела, изнашивающего ЭЭС-покрытие, выбрано зерно электрокорунда нормального. Принято допущение, что данное зерно электрокорунда при приложении нагрузки имее1 независимое относительное перемещение, т е обладает упруго-эластичной подвижностью, что часто встречается в реальных условиях абразивного изнашивания деталей машин, а также при моделировании процесса абразивного изнашивания различных материалов абразивной шкуркой.

Выявлено, что при взаимодействии абразивного зерна с ЭЭС-покрытием, обладающим такими свойствами, как высокая сплошность, высокая микротвердость (приблизительно

равная микротвердости абразива), отсутствие структурных дефектов (пор, трещин и т.д.), изнашивание начинается с материала основы, находящегося ниже единичных элементов покрьпия. По единичным элементам ЭЭС-покрытия, обладающим микротвердостью намного выше, чем материал основы, зерна абразива скользят за счет того, что обладают упруго-эластичной подвижностью, вызывая минимальные повреждения или не вызывая никаких повреждений в зависимое! и от соотношения микротвердостей элементов покрытия и абразива (рисунок 5).

Показано, что по мере изнашивания формируется стационарный микрорельеф из выступающих единичных элементов покрытия, затрудняющих контакт абразивных частиц с материалом основы В результате скорость изнашивания уменьшается до некоторого постоянного значения, зависящего от абразивной износостойкости единичных элементов покрытия, которая характеризуется их микротвердостью

При соотношении микротвердости единичных элементов ЭЭС-покрытия к микро твердости абразивных частиц Кт-(НУ„с/НУабра1ияа) 30,7 механизм разрушения единичных элементов ЭЭС-покрытия является многоцикловым со значительной долей усталостного разрушения. При данном процессе скорость изнашивания имеет очень низкое значение.

Выявлено, что при данном механизме изнашивания износостойкость ЭЭС-покрытий не зависит от износостойкости материала основы, т.к. доступные для абразивных частиц участки материала основы быстро изнашиваются, а затем доступу абразивных частиц к основе препятствуют выступающие единичные элементы покрытия

Рисунок 5. Начальный этап взаимодействия абразива с ЭЭС-покрытием 1 - материал основы, 2 - единичный элемент ЭЭС-покрытия, 3 - абразивное зерно в различные моменты времени; а) зерно скользит по единичному элементу покрытия, б) зерно изнашивает материал основы между единичными элементами покрытия

Проведенные геометрические расчеты показывают, что для эффективного сопротивления абразивному изнашиванию вполне достаточно сплошности покрытия в 60... 70%.

Свойства ЭЭС-покрытий, попученных при различных комбинациях режимов нанесения, могут отличаться от рассмотренных выше. Во многих случаях изменение свойств ЭЭС-покрытий приводит к изменению механизма изнашивания, что сопровождается увеличением скорости изнашивания

Для того, чтобы количественно описать процесс абразивного изнашивания, описать напряженно-деформированное состояние ЭЭС-покрытия в процессе изнашивания, определить влияние скорости перемещения зерна абразива относительно покрытия, нагрузки на абразивное зерно на процесс изнашивания, определить оптимальные и граничные условия применения ЭЭС-покрытий в условиях эксплуатации, в работе применено компьютерное моделирование процесса изнашивания ЭЭС-покрытия единичным абразивным зерном с использованием метода конечных элементов (МКЭ) (рисунок 6).

Анализ напряженно-деформированного состояния, полученного в результате МКЭ-моделирования, показал, что изменение скорости перемещения индентора относительно исследуемой поверхности не влияет на возникающие при этом напряжения, что подтверждает известные закономерности абразивного изнашивания других материалов.

Кроме того, установлено, что нагрузка на индентор прямо пропорционально влияет на возникающие напряжения (погрешность не более 1 %).

¿¿СОЛК1НО уесткии индентор ^ м-лсимапьнои твегООГ'*

а) б)

Рисунок 6. а) Постановка задачи для МКЭ-моделирования; б) конечно-элементная модель процесса абразивного изнашивания ЭЭС-покрытия

На основании анализа напряженно-деформированного состояния покрытия в процессе изнашивания можно сделать вывод о том, что смещение действующих напряжений (особенно растягивающих) в область меньшей прочности (зоны термического влияния, «белый» слой, границы раздела между ними) может вызвать разрушение в этих зонах (рисунок 7).

Кроме того, процесс электроэрози-

напряженного состояния в ЭЭС-покрытии (МПа)

онного синтеза покрытий сопровождается внесением в поверхностный слой детали растягивающих остаточных напряжений, которые в совокупности с растягивающими напряжениями, возникающими в процессе изнашивания, могут вызвать разрушение зон покрытия низкой прочности, а также имеющих концентраторы напряжений в виде пор, трещин, границ раздела между зонами и др.

Возможно применение результатов исследования в различных видах абразивного изнашивания. Кроме того, полученные закономерности изнашивания ЭЭС-покрытий могут быть применены там, где схемы силового взаимодействия на контакте близки к существующим в данных условиях, даже если в зоне изнашивания вместо абразива будут иные твердые образования, сходные с единичной абразивной частицей, например, выступ контртела в паре трения.

В третьей главе изложена методика экспериментальных исследований взаимосвязей параметров качества ЭЭС-покрытий с их износостойкостью. В качестве материала для экспериментальных образцов была выбрана сталь 45 ГОСТ 1050-88

Целью экспериментальных исследований являлось выявление общих закономерностей изменения параметров качества и износостойкости покрытий от материала и режимов нанесения, а также поиск режимов нанесения покрытий, оптимальных по износостойкости. Программа исследований построена таким образом, чтобы не только построить математические модели влияния технологических параметров процесса ЭЭС на износостойкость, но и выявить причины именно такого характера зависимостей.

Программа исследований включала в себя:

1. Исследование параметров качества поверхностного слоя деталей, упрочненных методом ЭЭС-покрытий:

• проведение рентгенофазового и микрозондового анализа;

• проведение металлографического анализа;

• исследование геометрических характеристик ЭЭС-покрытий, в том числе шероховатости, изменения размера, сплошности.

2 Экспериментальные исследования износостойкости и процессов изнашивания ЭЭС-покрытий:

• разработка методики исследования износостойкости ЭЭС-покрытий;

• разработка плана экспериментальных исследований на основе методов математической статистики;

• исследование влияния технологических факторов процесса ЭЭС на износостойкость полученных покрытий;

• построение статистических моделей влияния технологических факторов процесса ЭЭС на износостойкость полученных покрытий;

• исследование механизма абразивного изнашивания ЭЭС-покрытий, включающего в себя исследование процесса приработки;

• исследование закономерностей изменения размеров ЭЭС-покрытий в процессе их изнашивания.

Матрица экспериментального исследования износостойкости построена на основе «латинского квадрата».

При проведении экспериментальных исследований для нанесения ЭЭС-покрытий использовался специально разработанный и изготовленный источник тех-

нологического тока И'ГТ МАМИ ЭЭС-2.

По результатам предварительных исследований из всего множества технологических факторов процесса ЭЭС были отобраны факторы, оказывающие наибольшее влияние на параметры качества и интенсивность изнашивания ЭЭС-покрытий Это скважность импульсов тока СИ, частота импульсов тока ЧИ, кГц, максимальная сила тока в импульсе 1пмч, исходная твердость материала образцов HRC,,cs. состав исходной рабочей смеси Для остальных параметров были определены значения, обеспечивающие оптимальное соотношение «производительность процесса - параметры качества покрытий» и остававшиеся постоянными на протяжении всего эксперимента.

Экспериментальные образцы с нанесенным покрытием были подвергнуты абразивному изнашиванию закрепленным абразивом; при этом в качестве истирающей поверхности была выбрана абразивная шкурка. Такие испытания имеют целью оценку механических свойств материалов, определяющих их износостойкость безотносительно к условиям трения, в которых материал используется в натурном сопряжении при эксплуатации.

а а Экспериментальные

исследования износостойкости проводились при помощи специально разработанной и изготовленной установки. Схема установки показана на рисунке 8.

Установка состоит из * корпуса, закрепленного в резцедержателе токарно-винторезного станка, в кото- * ром по направляющим под действием пружины перемещается наконечник 3, предварительно приработанный под заданный диаметр образцов. Наконечник 3 осуществляет поджатие абразивной шкурки 2 (марки СФЖ 14 А У 1С 4Н ГОСТ 5009-89) к исследуемому образцу 1, закрепленному в центрах токарно-винторезного станка, с заданным усилием. Образец 1 вращается с частотой п, шкурка перемещается дискретно с подачей S.

Режимы проведения экспериментальных исследований назначались, исходя из рекомендаций ГОСТ 17367-71 «Металлы. Метод испытания на абразивное изнашивание при трении о закрепленные абразивные частицы», DIN 50330, литературных источников, предварительно проведенных исследований и результатов МКЭ-моделирования.

По прошествии определенных периодов времени образец снимался со станка и профилографировался с использованием метода ориентации образца на профило-графе по двум отпечаткам (ГОСТ 27860-88). Далее на профилограммах измерялась величина износа по специальной методике, затем определялись закономерности изнашивания, продолжительность периодов приработки и установившегося износа, а также величины скорости изнашивания 7 для каждого периода.

После определения величин у для всех экспериментальных образцов проводился статистический анализ полученных данных при помощи пакета программ

Рисунок 8. Эскиз экспериментальной установки для исследования износостойкости поверхностей

(^ап.чпса»

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований взаимосвязей параметров качества ЭЭС-покрытий и их износостойкости.

Анализ результатов исследования качества ЭЭС-покрытий показал, что в процессе электроэрозионного синтеза покрытий происходит образование новых химических соединений из простейших компонентов исходной порошковой смеси В химических реакциях, приводящих к образованию новых соединений, принимает участие также кислород из окружающей воздушной среды, образуя с металлами оксиды (например, оксиды титана 710, ТЮг, "П20, оксид вольфрама АУСЬ и т.д.), которые также обеспечивают высокую износостойкость покрытия. Максимальная концентрация износостойких соединений, полученных в результате синтеза, наблюдается у поверхности детали. По мере продвижения вглубь материала основы концентрация данных соединений за счет диффузии и перемешивания с материалом основы снижается.

Кроме того, анализ результатов позволил установить влияние режимов упрочнения, в частности, скважности импульсов тока СИ и максимальной силы тока в импульсе 1пшч на микротвердость покрытий и глубину упрочнения, на наличие зон термического влияния, а также дефектов в поверхностном слое.

В ходе экспериментальных исследований подтвердился разработанный механизм абразивного изнашивания ЭЭС-покрытий.

При обработке результатов экспериментальных исследований влияния технологических факторов процесса нанесения ЭЭС-покрытий на скорость изнашивания у были получены полиномиальные модели, позволяющие с достаточной степенью точности прогнозировать износостойкость покрытий Например, для рабочей смеси состава ~ПС(50%) + \УС(50%) модель имеет вид:

7=45,63ХСИ1-126,62ХСИ12+106,08ХСИ13+3,95ХСИ2-15,71ХСИ22+18,27 СИ23-

0,88хНКС„С1+ 0,03х НЯС1КЛ0,0002хН1*С„сЛ4,6хЧИ+1,61хЧИ2- О)

0,17хЧИ3+0,06х1т,хГ0,003х1та112+0,00004х1тах13-0,26х1т,х2+0,005х1гаах22-

0,00003х1тах23

Кроме того, были построены однофакторные модели влияния каждого из исследуемых технологических факторов процесса ЭЭС-покрытий на скорость их изнашивания (рисунок 9).

Анализ полученных зависимостей показал, что ЭЭС-покрытия, полученные при использовании рабочей смеси состава "ПВг+СгВг, обладают износостойкостью в среднем в 3 раза выше, чем покрытия, полученные при использовании рабочей смеси 'ПС+М'С (рисунок 9). Это объясняется более высокой микротвердостью покрытий состава Т1В2+СгВ2, а при равной микротвердости - меньшим количеством дефектов в них.

Выявтено, что характерным этапом изнашивания ЭЭС-покрытий является

20 30______40_50 Imaxl. А ЬО

[»Ти ж TiB, ♦ <-.в,|

Рисунок 9. Однофакторные модели влияния максимальной силы тока в импульсе при нанесении 1-го слоя ЭЭС-покрытий Imaxl на скорость изнашивания 7

приработка, которая представляет собой сложный многоступенчатый процесс При этом большие величины приработки (до 35 мкм) характерны для покрытий состава ТлС+\\'С, т.к. для данных покрытий характерно наличие большого дефектного слоя.

■ При обработке результатов экспериментальных исследований были выявлены зависимости величины износа от времени изнашивания, которые по скорости и виду кривой изнашивания разделены на несколько групп. Также получены полиномиальные модели, связывающие приращение размера после нанесения ЭЭС-покрытий АЯП, а также величину приработки Ьпр„р с технологическими факторами процесса нанесения ЭЭС-покрытий. Например, модель, связывающая приращение размера после нанесения ЭЭС-покрытий ДЯтал с технологическими факторами процесса нанесения ЭЭС-покрытий состава Т1В2(80%) + СгВ2(20%), имеет вид-

ЛКта1=-307,17хСИ1+820хСИ12-683,ЗЗхСИ13-305,93хСИ2+1014,29хСИ22-950х СИ23-19,99хННС„„+ 0,54х НКСисЛ0,005*1тС,,<А134,87хЧИ+46,16хЧИ2-5,07хЧИ3+5,14хГт„г0,12х1та112+0,00094х1та1,3-5,75х11,м,2+0,16х1П1„Л0,0013х1т>хг3

Кроме того, были построены однофакторные модели влияния каждого из исследуемых технологических факторов процесса ЭЭС-покрытий на приращение размера и величину приработки.

На основании анализа полученных моделей выявлено, что покрытия состава Т1В2(80%) + СгВ2(20%) обеспечивают приращение размера в среднем на 10...40 % больше, чем покрытия состава Т1С(50%) + WC(50%).

Установлено, что лучшее из ЭЭС-покрытий превосходит по износостойкости сталь 45 (ШС 52...56) в 15,5 раз (рисунок 10). Средняя износостойкость ЭЭС-покрытий состава ТВ2+СгВ2 составляет 0,374 мкм/мин, ТКГ+и'С - 1,163 мкм/мин, что превосходит по износостойкости сталь 45 (НИС 52... 56) соответственно в 4,81 и 1,54 раза.

Таким образом, проведенный комплекс экспериментальных исследований позволил установить зависимости износостойкости поверхностного слоя от его геометрического, физико-механического и структурного состояния, определяемого технологическими факторами процесса нанесения ЭЭС-покрытий. Результаты исследований положены в основу методики проектирования технологических процессов упрочнения методом ЭЭС-покрытий.

Пятая глава посвящена разработке методики проектирования технологических процессов упрочнения методом ЭЭС-покрытий, практическому применению результатов диссертационной работы и разработке проекта инновационного цеха комбинированного упрочнения деталей машин деформационными и физико-химическими методами.

Общая методика проектирования технологических процессов упрочнения методом ЭЭС включает в себя методики назначения режимов обработки, расчета размеров поверхности под обработку методом электроэрозионного синтеза покрытий и минимального припуска под последующую механическую обработку с целью получения покрытий заданного функционального назначения.

10 -

30 -20 -

О 5 ю 15 I, ник

Рисунок 10. Кривые изнашивания

ЭЭС-покрытия и стали 45: 1 -ЭЭС-покрытие, исходная рабочая смесь Т1В2+СгВ2; 2 - сталь 45 52...56 НЯС

Особенностью разработанной методики расчета припусков под механическую обработку ЭЭС-покрытий является то, что известная формула для расчета минимального припуска скорректирована с учетом особенностей строения ЭЭС-иокрытия. В частности, из данной формулы в связи с особенностями строения покрытия исключена величина шероховатости (R^), т.к выступы шероховатости являются единичными элементами покрытия, а глубина дефектного слоя покрытия (П) рассчитывается компьютерной программой по экспериментальным данным. Кроме того, ЭЭС-покрытия полностью копируют форму детали, не внося в деталь погрешностей формы и пространственных отклонений (е), поэтому величина пространственных отклонений берется с операции подготовки поверхности под ЭЭС. С целью снижения припуска на механическую обработку, те во избежание снятия слоя, наиболее эффективно противостоящего изнашиванию, рекомендуется производить обработку покрытия самоустанавливающимися инструментами, например, полированием свободной ветвью абразивной ленты.

Для определения технологических режимов нанесения ЭЭС-покрытий на основании результатов проведенных экспериментальных исследований создана электронная база данных, которая управляется специально разработанной компьютерной программой «Расчет режимов нанесения ЭЭС-покрытий». Данная программа позволяет производить автоматизированный выбор режимов по заданным техническим условиям.

Определены области применения ЭЭС-покрытий и конкретные группы деталей, упрочнение которых методом ЭЭС-покрытий обеспечит существенное повышение износостойкости с учетом результатов данной работы.

С участием автора разработан проект цеха комбинированного упрочнения деталей машин деформационными и физико-химическими методами. Целью данного проекта является повышение качества и долговечности деталей машин на основе использования инновационных технологий поверхностного пластического деформирования (ППД), размерного совмещенного обкатывания (PCO), электроэрозионного синтеза покрытий (ЭЭС) и микродугового оксидирования (МДО) и получение прибыли. Проект реализован на базе учебно-научно-производственного центра Кузбасского государственного технического университета (КузГТУ, г. Кемерово).

Кроме этого, результаты работы в виде математических и технологических моделей, методик исследования качества поверхностного слоя и износостойкости, методики проектирования технологических процессов упрочнения методом ЭЭС-покрытий, программных систем автоматизированного расчета технологических режимов упрочнения внедрены на машиностроительных и ремонтных предприятиях В результате внедрения результатов работы суммарный годовой экономический эффект составил около 730000 рублей.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Выполнен анализ научной проблемы повышения износостойкости поверхностного слоя упрочненных деталей машин, и показано, что эффективным путем защиты от изнашивания является нанесение износостойких покрытий. Одним из эффективных методов повышения износостойкости поверхностного слоя является метод элекгроэрозионного синтеза покрытий (ЭЭС), который, обладая техно-

логической простотой, обеспечивает многократное повышение износостойкости деталей машин в различных условиях изнашивания.

2/ Показано, что существующие методики расчета износостойкости гетерогенных материалов, к которым относятся ЭЭС-покрытия, требуют выполнения большого объема экспериментальных исследований. Для технологического обеспечения износостойкости необходимо выполнить анализ взаимосвязей параметров состояния ЭЭС-покрытий и процесса изнашивания, что требует исследования физических закономерностей как формирования, так и процесса абразивного изнашивания ЭЭС-покрытий.

3. Выполнены обобщение, систематизация и структурирование информации о технологическом обеспечении износостойкости, что позволило представить задачу повышения износостойкости в виде информационной системы (ИС) знаний и закономерностей, учитывающих комплекс физико-механических свойств сформированных ЭЭС-покрытий и условий эксплуатации. Ключевым элементом ИС является функциональная модель технологического обеспечения износостойкости на основе применения метода ЭЭС, которая позволяет направленно управлять износостойкостью на основе учета комплекса установленных физико-механических закономерностей сформированных ЭЭС-покрытий.

4. Разработана модель абразивного изнашивания ЭЭС-покрытий, включающая в себя закономерности изнашивания в зависимости от комплекса физико-механических свойств ЭЭС-покрытий, учитывающая полный комплекс дефектов и повреждений, возникающих в ЭЭС-покрытиях с различным геометрическим, физико-механическим и структурным состоянием. Проведено компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния ЭЭС-покрытия в процессе изнашивания с использованием метода конечных элементов и получены и определены как наиболее вероятные зоны разрушения, так и рациональные условия эксплуатации ЭЭС-покрытий.

5. Разработана методика проведения экспериментальных исследований, включающая в себя исследование параметров качества поверхностного слоя деталей, упрочненных методом ЭЭС-покрытий, исследования износостойкости и процессов изнашивания ЭЭС-покрытий. При выполнении исследований использовалась специально разработанная и изготовленная оснастка в виде источника технологического тока, установки для исследования износостойкости поверхностей, установки для исследования единичного импульса тока и другие.

6. Проведенный комплекс экспериментальных исследований позволил установить зависимости износостойкости поверхностного слоя от его геометрического, физико-механического и структурного состояния, определяемого технологическими факторами процесса нанесения ЭЭС-покрытий. Получены математические модели влияния технологических факторов на скорость изнашивания 7, приращение размера после нанесения ЭЭС-покрытий ДНта\, а также величину приработки Ьпрпр. Определены зависимости величины износа покрытий от времени изнашивания и выявлено, что характерным моментом для изнашивания ЭЭС-покрытий является наличие приработки, которая представляет собой сложный многоступенчатый процесс.

7. Разработана методика проектирования технологии упрочнения, позволяющая получать детали машин с ЭЭС-покрытиями, обладающими высокой износостой-

костью при различных видах изнашивания. Она включает в себя методику расчета прип\сков под механическую обработку, определения размеров детали под нанесение ЭЭС-покрытий, а также компьютерную программу, позволяют) ю производить автоматизированный выбор технологических режимов упрочнения по заданным техническим и эксплуатационным требованиям к детали.

8. Результаты работы в виде математических и технологических моделей, мегодик исследования качества поверхностного слоя и износостойкости, методики проектирования технологических процессов упрочнения методом ЭЭС-покрытий, программы автоматизированного расчета технологических режимов упрочнения внедрены на машиностроительных и ремонтных предприятиях. В результате внедрения результатов работы суммарный годовой экономический эффект составил около 730000 рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1 Смелянский В.М., Земсков В.А., Ильин Д.В. Электроэрозионный синтез сверх-тбердых покрытий// Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электротехнологии» (IX Бенардо-совские чтения): - Иваново, 1999. - С. 336.

2. Смелянский В.М., Земсков В.А., Ильин Д.В., Прохоров В.А., Филиппов В.В. Исследования электроэрозионного синтеза износостойких покрытий// Тезисы докладов международной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы машиностроения»: - ОрелГТУ, 2000. - С. 126-129.

3. Смелянский В.М., Земсков В.А., Ильин Д.В., Филиппов В.В Экспериментальные исследования параметров качества и износостойкости металлокерамических покрытий, полученных методом электроэрозионного синтеза// Тезисы докладов XXXI научно-технической конференции ассоциации автомобильных инженеров (ААИ), посвященной 135-летию МАМИ: Сборник / МГТУ «МАМИ» - М., 2000. - С. 53-54.

4 Земсков В.А. Исследование износостойкости поверхностей, упрочненных методом электроэрозионного синтеза покрытий// Тезисы докладов международной молодежной научной конференции «Молодежь - науке будущего»: - КамПИ, Набережные челны, 2000. - С. 88-89.

5. Смелянский В.М., Земсков В.А., Ильин Д.В. Экспериментальные исследования качества и износостойкости сверхтвердых покрытий, полученных методом электроэрозионного синтеза// Сборник статей по материалам Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в машино- и приборостроении»: - Нижний Новгород - Арзамас, 2001. - С. 217-222

6 Смелянский В.М., Земсков В.А., Морозов Е.М. и др. Исследования закономерностей формирования керамических покрытий на деталях на основе применения электроплазмохимических технологий: Отчет о НИР (заключ.)/ МГТУ «МАМИ»; рук. В.М. Смелянский. - № ГР 01.200.110768; - М., 2001. - 84 с.

7. Смелянский В.М., Земсков В.А., Ильин Д.В. Экспериментальные исследования качества и износостойкости сверхтвердых покрытий, полученных методом электроэрозионного синтеза// Сборник научных трудов «Теоретические и технологические основы упрочнения и восстановления изделий машиностроения»- УП «Технопринт», Новополоцк, 2001 - С. 289-293.

20 - 2399

8. Смелянский В.М., Земсков В.А., Филиппов В.В. Исследование фундаШнтйл£ных проблем создания новых технологий и материалов, основанных на исследовании

; физических и химических процессов: Отчет о НИР (заключ.)/ МГТУ «МАМИ»; рук. В.М. Смелянский. -№ ГР 01.200.210852; - М., 2002.-92 с.

9. Земсков В.А. Разработка методики исследования износостойкости покрытий, полученных по технологии электроэрозионяого синтеза// Тезисы докладов XXXIX международной научно-технической конференции ассоциации автомобильных инженеров (ААИ) «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров»: Сборник/ МГТУ «МАМИ»-М., 2002.-С. 11-13.

10.Смелянский В.М., Земсков В.А., Ильин Д.В., Прохоров В.А. Технология и оборудование для электроэрозионного синтеза сверхтвердых покрытий на деталях машин: Отчет о НИР (заключ.)/ МГТУ «МАМИ»; рук. В.М. Смелянский - № ГР 01.200.110750;-М., 2002,- 101 с.

11 .Смелянский В.М., Земсков В.А., Филиппов В.В. Экспериментальные исследования качества и износостойкости сверхтвердых покрытий, полученных методом электроэрозионного синтеза// Сборник выступлений на научно-практическом семинаре в ОАО «НИИТавтопром» «Промышленные технологии упрочняющих и декоративных покрытий изделий машиностроения»' М., 2004. - С. 24-27.

12.Смелянский В.М., Земсков В.А., Филиппов В.В. Повышение эксплуатационных свойств деталей методом электроэрозионного синтеза покрытий// Справочник. Инженерный журнал. - №10. - 2004. - С. 24-31.

Земсков Вячеслав Алексеевич

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

«ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО СИНТЕЗА ПОКРЫТИЙ»

Подписано в печать 16.12.04 Заказ 131-04 Тираж 100

Бумага типографская Формат 60x90/16

МГТУ "МАМИ", Москва, Б. Семеновская ул., 38

т Стр.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО СИНТЕЗА ПОКРЫТИЙ.

1.1 Современные подходы к технологическому обеспечению износостойкости деталей машин.

1.2 Анализ технологических возможностей существующих методов нанесения износостойких покрытий и упрочнения металлов.

1.3 Анализ технологических возможностей метода электроискрового легирования.

1.4 Особенности технологии электроэрозионного синтеза покрытий.

1.5 Технологические аспекты трения и изнашивания материалов.

Выводы. Цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО СИНТЕЗА ПОКРЫТИЙ.

2.1 Функциональная модель технологического обеспечения износостойкости на основе применения метода ЭЭС.

2.2 Физическая модель формирования ЭЭС-покрытий.

2.3 Модель ЭЭС-покрытий.

2.4 Разработка модели абразивного изнашивания ЭЭС-покрытий.

2.5 Моделирование процесса абразивного изнашивания ЭЭС-покрытий с применением метода конечных элементов.

2.6 Результаты МКЭ-моделирования и их анализ.

Выводы.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЭЭС-ПОКРЫТИЙ С ИХ ИЗНОСОСТОЙКОСТЬЮ.

3.1 Общая структура исследований.

3.2 Материалы и образцы.

3.3 Технологическая оснастка, измерительные приборы и инструменты, применявшиеся в ходе проведения экспериментальных исследований.

3.4 Планы экспериментальных исследований. Методика планирования экспериментов.

3.4.1 Выбор зависимых и независимых переменных.

3.4.2 Метод «латинского квадрата».

3.5 Методика упрочнения деталей методом ЭЭС-покрытий.

3.6 Методика проведения экспериментальных исследований качества поверхностного слоя деталей.

3.7 Методика решения задачи моделирования напряженного состояния ЭЭС-покрытий в процессе абразивного изнашивания методом конечных элементов (МКЭ).

Ф 3.8. Методика исследования износостойкости.

3.9 Методика записи и обработки профилограмм изношенных и неизношенных поверхностей.

Выводы.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЭЭС-ПОКРЫТИЙ В УСЛОВИЯХ

АБРАЗИВНОГО ИЗНАШИВАНИЯ.

4.1 Экспериментальные исследования качества ЭЭС-покрытий.

4.1.1 Анализ влияния мощности единичного импульса тока на формирование ЭЭС-покрытий.

4.1.2 Исследования химического, фазового состава и распределения химических соединений в ЭЭС-покрытиях

4.1.3 Исследования геометрических характеристик ЭЭС-покрытий.

4.1.3.1 Исследование шероховатости ЭЭС-покрытий.

4.1.3.2 Исследования приращения размера деталей после нанесения ЭЭС-покрытий.

4.2 Экспериментальные исследования износостойкости ЭЭС-* покрытий в условиях абразивного изнашивания.

4.2.1 Экспериментальные исследования зависимости износостойкости ЭЭС-покрытий от технологических факторов процесса их нанесения.

4.2.2 Экспериментальные исследования механизма абразивного изнашивания ЭЭС-покрытий.

4.2.2.1 Исследование зависимостей величины износа от времени изнашивания.

4.2.2.2 Исследование процесса приработки ЭЭС

Ф покрытий.

4.2.2.3 Закономерности изменения размеров в процессе изнашивания.

Выводы.

ГЛАВА 5. ИНЖЕНЕРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1 Методика технологического проектирования упрочнения деталей машин методом электроэрозионного синтеза покрытий.

5.2 Практическое применение метода ЭЭС-покрытий для повышения износостойкости деталей машин.

5.3 Проект инновационного цеха комбинированного упрочнения деталей машин деформационными и физико-химическими методами.

Выводы.

Одним из направлений развития машиностроения является повышение технического уровня и качества продукции, что в значительной мере определяется надежностью и долговечностью деталей и узлов современной техники. Особенно важна эта задача для узлов трения, т.к. до 85 % отказов машин и механизмов происходит в результате контактных разрушений и износа трущихся поверхностей деталей.

Зачастую детали работают в экстремальных условиях (наличие абразива, высокие скорости скольжения, большие удельные нагрузки, высокие температуры, наличие вибраций и т.д.). Эти условия работы приводят к необходимости создания новых материалов со сложным комплексом физико-механических свойств и способов обработки (упрочнения) поверхностей, подбора технологий с целью увеличения срока службы машин и механизмов.

Решение такой задачи должно базироваться, с одной стороны, на учете достижений трибологии, т.е. понимании явлений, происходящих в зоне трения, и, с другой стороны, на отыскании новых методов обработки, направленных на повышение износостойкости.

Масштабность задачи и многообразие условий работы деталей предопределяют большое количество технологических методов повышения износостойкости за счет нанесения покрытий. Одним из таких методов является метод электроэрозионного синтеза покрытий (ЭЭС), появившийся сравнительно недавно. Данный метод сочетает в себе преимущества известных методов электроискрового легирования (ЭИЛ) компактным электродом и электроискрового формирования покрытий из порошковых материалов в электрических и магнитных полях, а также имеет ряд преимуществ перед данными методами, например, повышенную производительность, технологическую простоту, возможность широкого варьирования состава покрытия и т.д.

Исследования метода ЭЭС-покрытий, проведенные В.К. Рыбаковым,

Д.В. Рыбаковым, В.М. Смелянским, В.В. Филипповым и другими показали ^ возможность многократного повышения износостойкости деталей машин в различных видах изнашивания. Однако, несмотря на значительный объем проведенных исследований, в научной литературе отсутствуют систематические исследования закономерностей изнашивания ЭЭС-покрытий в зависимости от состояния поверхностного слоя упрочненных деталей и от технологических факторов процесса ЭЭС-покрытий.

Исследования зависимостей износостойкости от режимов нанесения ЭЭС-покрытий и, как следствие, состояния их поверхностного слоя, а также механизмов изнашивания покрытий в различных видах изнашивания заключают в себе существенный ресурс дальнейшего повышения износостойкости данных покрытий. Однако для направленного регулирования износостойкости ЭЭС-покрытий необходим анализ имеющихся достижений в области трения и изнашивания, в частности, понимание процессов, происходящих при изнашивании различных материалов в различных условиях, в том числе имеющих схожую с ЭЭС-покрытиями структуру.

Анализ исследований видов и процессов контактирования и изнашивания различных материалов, проведенных Ф. Боуденом, Э.Д. Брауном, Н.А. Буше, М.А. Бабичевым, В.Н. Виноградовым, Власовым В.М., И.Г. Горячевой, В.В. Грибом, Н.Б. Демкиным, М.Н. Добычиным, В.Д. Евдокимовым, А.К.

Зайцевым, У.А. Икрамовым, В.Н. Кащеевым, М.Г. Колокольниковым, B.C. Комбаловым, Д.В. Конвисаровым, Б.И. Костецким, И.В. Крагельским, В.Д. Кузнецовым, П.Н. Львовым, Г.М. Сорокиным, Д. Тейбором, М.М. Тененбау-мом, В.Н. Ткачевым, М.М. Хрущовым, Е.М. Швецовой, А.В. Чичинадзе, показал, что наиболее распространенным видом изнашивания деталей машин является абразивный, который является главным фактором, значительно снижающим сроки службы машин различного назначения.

Актуальность учения об абразивном изнашивании материалов объясняется его большим значением в инженерной практике расчета машин на долговечность. Изучение явлений, протекающих при абразивном изнашивании материалов, необходимо для повышения износостойкости деталей.

М.А. Бабичевым, П.Н. Львовым, М.М. Тененбаумом, В.Н. Ткачевым, М.М. Хрущовым и другими проводились исследования абразивного изнашивания структурно-неоднородных материалов, к которым можно отнести и ЭЭС-покрытия, получены аналитические зависимости для определения износостойкости данных материалов. Однако данные зависимости не позволяют рассчитать износостойкость поверхностей, упрочненных методом ЭЭС-покрытий, которые отличаются высокой гетерогенностью состава, структуры и свойств. Анализ механизмов изнашивания структурно-неоднородных материалов выявил различия во взглядах разных исследователей на природу изнашивания таких материалов.

Для решения задачи технологического обеспечения износостойкости на основе применения метода ЭЭС-покрытий необходимо проанализировать взаимосвязь структурных параметров этих поверхностей с закономерностями изнашивания и на основе этого анализа определить наиболее существенные факторы, влияющие на износостойкость, которые и необходимо в первую очередь регулировать изменением параметров импульсов и условий обработки в процессе электроэрозионного синтеза (ЭЭС) покрытий. Моделирование абразивного изнашивания и раскрытие закономерностей изнашивания ЭЭС-покрытий позволит назначать режимы упрочнения с учетом поведения данных покрытий в условиях абразивного изнашивания.

Поэтому целью данной работы является повышение износостойкости деталей машин на основе применения метода электроэрозионного синтеза покрытий и раскрытия закономерностей абразивного изнашивания упрочненных поверхностей.

Для достижения поставленной цели была разработана функциональная модель технологического обеспечения износостойкости на основе применения метода ЭЭС-покрытий, представляющая задачу технологического обеспечения износостойкости в виде информационной системы знаний и закономерностей. Данная модель позволяет направленно управлять износостойкостью на основании создания моделей поверхностного разрушения, учитывающих комплекс физико-механических свойств сформированных ЭЭС-покрытий и условий эксплуатации. Кроме того, данная модель позволила выявить и смоделировать связи между элементами системы. Некоторые из этих связей уже исследованы, например, зависимости шероховатости покрытий от технологических факторов процесса ЭЭС и другие. Другие функциональные связи, такие, как связь износостойкости с технологическими факторами процесса ЭЭС и, как следствие, параметрами состояния поверхностного слоя, изменение размеров деталей в процессе изнашивания, модель обозначила. Для выявления и количественного описания этих связей понадобилось проведение экспериментальных исследований.

Для разработки механизма абразивного изнашивания ЭЭС-покрытий разработана модель формирования ЭЭС-покрытий, на основе которой разработана модель покрытия. На основании разработанного механизма абразивного изнашивания проведено моделирование напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя в процессе изнашивания методом конечных элементов с применением ЭВМ, в результате которого выявлено напряженно-деформированное состояние ЭЭС-покрытия в процессе изнашивания и определены наиболее вероятные зоны разрушения покрытия. Кроме того, определены рациональные условия эксплуатации ЭЭС-покрытий.

Проведенный комплекс экспериментальных исследований позволил установить зависимости износостойкости поверхностного слоя от его геометрического, физико-механического и структурного состояния, определяемого технологическими факторами процесса нанесения ЭЭС-покрытий. Получены математические модели, позволяющие с достаточной степенью точности прогнозировать износостойкость ЭЭС-покрытий при различных режимах их нанесения. Экспериментально подтвержден разработанный механизм абразивного изнашивания ЭЭС-покрытий, выявлены закономерности изменения размеров деталей с ЭЭС-покрытием в процессе изнашивания.

Результаты работы положены в основу методики проектирования технологических процессов упрочнения методом ЭЭС-покрытий, обеспечивающих высокую износостойкость деталей. Создана компьютерная программа, позволяющая производить автоматизированный выбор режимов по заданным техническим и эксплуатационным требованиям к детали.

Результаты работы в виде математических и технологических моделей, методик исследования качества поверхностного слоя и износостойкости, методики проектирования технологических процессов упрочнения методом ЭЭС-покрытий, программных систем автоматизированного расчета технологических режимов упрочнения внедрены на машиностроительных и ремонтных предприятиях. В результате внедрения результатов работы суммарный годовой экономический эффект составил около 730 ООО рублей.

Работа проводилась в рамках подпрограммы 201 "Производственные технологии" (регистрационный номер проекта 04.01.033) научно-технической программы Министерства образования РФ "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники".

8. Результаты работы в виде математических и технологических моделей, методик исследования качества поверхностного слоя и износостойкости, методики проектирования технологических процессов упрочнения методом ЭЭС-покрытий, программы автоматизированного расчета технологических режимов упрочнения внедрены на машиностроительных и ремонтных предприятиях. В результате внедрения результатов работы суммарный годовой экономический эффект составил около 730000 рублей.

1. Ткачев В.Н. Работоспособность деталей в условиях абразивного изнашивания. М.: Машиностроение, 1995. - 336 с.

2. Суслов А.Г. Качество машин. Справочник в 2-х т. Т. 1. М.: Машиностроение, 1995.-253 с.

3. Власов В.М., Нечаев Л.М. Работоспособность высокопрочных термодиффузионных покрытий в узлах трения машин. Тула: Приок-ское книжное издательство, 1994. - 238 с.

4. Дэвид А. Марка, Клемент МакГоуэн. Методология структурного анализа и проектирования: Пер. с англ. М.: 1993. - 240 с.

5. Вендров A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. М.: Argussoft Со, 1999. -86 с.

6. Братухин А.Г. CALS-стратегия наукоемкого машиностроения //Технология машиностроения. 2001. - №1. - с.5-17.

7. Маклаков С.В. Моделирование бизнес-процессов с AllFusion Process Modeler (BPwin 4.1). M.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. - 240 с.

8. Конструкционные материалы: Справочник/ Б.Н. Арзамасов, В.А. Брострем, Н.А. Буше и др.; Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1990. - 688 с.

9. Полевой С.Н., Евдокимов В.Д. Упрочнение машиностроительных материалов: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1994. - 490 с.

10. Основы трибологии (трение, износ, смазка): учебник для технических ВУЗов.2-е изд. переработ, и доп./ А.В. Чичинадзе, Э.Д. Браун, Н.А. Буше и др.; Под общ. ред. А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение,2001. - 664 с.

11. К.-Н. Habig. Wear behaviour of surfase coating on steel// Tribology international. 1989. -№ 2. - p. 65-73.

12. J.J. Stiglich, R.A. Holzl. Wear-resistant coating // Tribology international. 1987. - № 3. - p. 41-47.

13. Лабунец В.Ф., Ворошнин Л.Г., Киндрачук М.В. Износостойкие бо-ридные покрытия. Киев: Тэхника, 1989. - 158 с.

14. Кречмар Э. Напыление металлов, керамики и пластмасс. М.: Машиностроение, 1966. - 362 с.

15. И.Г. Носовский и др. Износостойкость детонационных покрытий из легированных порошков при сухом трении скольжения// Порошковая металлургия. 1983. - №9. - с. 62-65.

16. F.N. Longo. Plasma and flame sprayed coatings satisfy hard chromium plate applications//Manager materials engineering. 1987. - №2. - p. 2836.

17. Лабунец В.Ф, Киндрачук M.B., Меркулов В.П. Применение композиционных покрытий для повышения долговечности машин и инструмента. Киев, 1986. - 43 с.

18. Носовский И.Г., Крамар В.Г., Носовский О.И. Влияние электроискрового легирования поверхностных слоев на их износостойкость и антифрикционность // Трение и износ. 1996. - № 2. - с. 241-245.

19. Ткаченко Ю.Г., Парканский Н.Я., Юрченко Д.З. Износостойкость покрытий, полученных электроискровым нанесением порошков в электрическом поле // Электронная обработка материалов. 1980. -№2.- с. 31-33.

20. Каськова Э.Г. Электроискровое легирование порошками в магнитном поле деталей, работающих в условиях абразивного износа// Передовой производственный опыт в тяжелом и транспортном машиностроении. М.: ЦНИИТЭИТяжмаш, 1987. сер. 8, вып. 9. - 24 с.

21. Прибытков Г.А., Дураков В.Г., Полев И.В., Вагнер М.И. Структура и абразивная износостойкость керметов на основе карбида титана, полученных спеканием и электронно-лучевой наплавкой// Трение и износ.- 1999.-№4.-с. 393-398.

22. Паньков И.П. Износостойкость деталей после электроискрового легирования// Вестник машиностроения. 1955. - №12. - с. 41-44.

23. Верхотуров А.Д., Бабенко Э.Г. Особенности формирования покрытий на металлах методом электроискрового легирования. Владивосток: Дальнаука, 1998. - 89 с.

24. Верхотуров А.Д., Мулин Ю.И. Электроискровое легирование рабочих поверхностей инструментов и деталей машин электродными материалами, полученными из минерального сырья. Владивосток: Дальнаука, 1999. - 109 с.

25. Верхотуров А.Д. Физико-химические основы процесса электроискрового легирования металлических поверхностей. Владивосток: Дальнаука, 1992.- 175 с.

26. Верхотуров А.Д. Формирование поверхностного слоя металлов при электроискровом легировании. Владивосток: Дальнаука, 1995. — 321 с.

27. Эдельсон A.M. Применение металлизации для восстановления изношенных деталей машин. М.: Машгиз, 1960. - 74 с.

28. Костржицкий А.И., Карпов В.Ф., Кабанченко М.П. и др. Справочник оператора по нанесению покрытий в вакууме. М.: Машиностроение, 1991.- 176 с.

29. Катц Н.В. и др. Металлизация распылением. М.: Машиностроение, 1966.- 197 с.

30. Кудинов В.В., Иванов В.М. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий. М.: Машиностроение, 1981. - 192 с.

31. Хиврич А.И. и др. Технологические способы восстановления и упрочнения деталей промышленного оборудования. Волгоград: ротапринт ГПТКБ, 1972. - 118 с.

32. Харламов Ю.А., Алексеев О.П. Перспективы применения газотермических покрытий в сельскохозяйственном машиностроении (зарубежный опыт). М.: ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1981.-53 с.

33. Костиков В.И., Шестерин Ю.А. Плазменные покрытия. М.: Металлургия, 1978. - 160 с.

34. Какуевицкий В.А. Применение газотермических покрытий при изготовлении и ремонте машин. Киев: Тэхника, 1989. - 176 с.

35. Дж. М. Поут, Г. Фоти, Д.К. Джекобсон. Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками: Пер. с англ. под ред. Углова А.А. М.: Машиностроение, 1987. - 424 с.

36. Вишенков С.А. Химические и электрохимические способы осаждения металлопокрытий. -М.: Машиностроение, 1975. 312 с.

37. Исследование процесса восстановления деталей гидромеханических систем горных машин. Отчет о НИР/КузПИ; руководитель В.Ю. Блюменштейн. № г.р. 01870050329. Кемерово, 1987. - 114 с.

38. Саушкин Б.П., Юриков Ю.В. Применение электроэрозионной обработки для нанесения функциональных покрытий на детали машин// Тез. докл. межд. конф. «Фундаментальные и прикладные проблемымашиностроения»: Сборник/ ОрелГТУ, 2000. с. 154-163.

39. Верхотуров А.Д, Муха И.М. Технология электроискрового легирования металлических поверхностей. Киев: Тэхника, 1982. — 181 с.

40. Иванов Г.П. Технология электроискрового упрочнения инструментов и деталей машин. М.: Машгиз, 1961.-301 с.

41. Верхотуров А.Д., Подчерняева И.А. Классификация видов электроискрового легирования// Электрофизические и электрохимические методы обработки. 1983. - №3. - с. 3-5.

42. Лазаренко Н.И. Электроискровое легирование металлических поверхностей. М.: Машиностроение, 1976. - 46 с.

43. Гитлевич А.Е. Электроискровое легирование металлических поверхностей. Кишинев: Штиинца, 1985. - 196 с.

44. Способ электроэрозионного легирования/ Аникаев В.А., Уршанский А.И., Рыбаков В.К. и др. А.с СССР № 1212722. 23.02.86.

45. Исследование и разработка технологий получения упрочняющих покрытий деталей машин микродуговым оксидированием и электроэрозионным синтезом. Отчет о НИР З.Н. 1.3.96/заключительный//МГААТМ; руководитель В.М. Смелянский. -М., 1996.-97 с.

46. Исследования закономерностей формирования керамических покрытий на деталях на основе применения электроплазмохимических технологий. Отчет о НИР/МГТУ «МАМИ»; руководитель В.М. Смелянский. М., 2002. - 84 с.

47. Технология и оборудование для электроэрозионного синтеза сверхтвердых покрытий на деталях машин. Отчет о НИР по НН «Транспорт» Подпрограмма №100ПТ-01 «Производственные технологии»/ МГТУ «МАМИ»; руководитель В.М. Смелянский. М., 2002. - 101 с.

48. Смелянский В.М., Земсков В.А., Ильин Д.В. и др. Исследования электроэрозионного синтеза износостойких покрытий// Тез. докл. межд. конф. «Фундаментальные и прикладные проблемы машиностроения»: Сборник/ОрелГТУ, 2002. с. 126-129.

49. Смелянский В.М., Земсков В.А., Ильин Д.В. Электроэрозионный синтез сверхтвердых покрытий// Тезисы докладов межд. научн.-техн. конф. «Состояние и перспективы развития электротехнологии (IX Бенардосовские чтения)»: Иваново, 1999. с. 336.

50. Рыбаков В.К. Электроэрозионный синтез покрытий, особенности и практика применения// Материалы научн.-практич. конф. «Ресурсосберегающая технология машиностроения» под ред. Кустарева Ю.С.: М., 1993.-с. 188-189.

51. Рыбаков Д.В. Опыт применения электроэрозионного синтеза при ремонте быстроизнашиваемых деталей автомототранспорта// Материалы научн.-практич. конф. «Ресурсосберегающая технология машиностроения» под ред. Кустарева Ю.С.: М., 1993 с. 192.

52. Рыбакова Т.П. Использование энергетики и продуктов химических реакций в транспортном машиностроении// Материалы научн.-практич. конф. «Ресурсосберегающая технология машиностроения» под ред. Кустарева Ю.С.: М., 1993. с. 193-194.

53. Земсков В.А. Исследование износостойкости поверхностей, упрочненных методом электроэрозионного синтеза сверхтвердых покрытий// Тезисы докладов межд. молодежи, научн. конф. «Молодежь — науке будущего»: КамПИ, Набережные челны, 2000. с. 88-89.

54. Ткачев В.Н. и др. Методы повышения долговечности деталей машин/Учебное пособие/. М.: Машиностроение, 1972. - 272 с.

55. Тененбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин. М.: Машиностроение, 1966. - 331 с.

56. ГОСТ 26674 88. Трение, изнашивание и смазка. - М.: Изд-во стандартов, 1989.-30 с.

57. Власов В.М. Работоспособность упрочненных трущихся поверхностей. М.: Машиностроение, 1987. - 306 с.

58. Епифанов Г.И. Зависимость силы трения от нормальной нагрузки// Сухое трение: Сборник. Рига: АН ЛатССР, 1971. - с.25-33.

59. Конвисаров Д.В. Внешнее трение и износ металлов. Свердловск-Москва: Машгиз, 1947. - 184 с.

60. Кузнецов В.Д. Физика твердого тела. Т. 4. Материалы по физике внешнего трения, износа и внутреннего трения твердых тел. -Томск: Красное знамя, 1947. — 742 с.

61. Боуден Ф., Тейбор Д. Трение и смазка. Пер. с англ. Ю.Н. Востропя-това: Под. ред. И.В. Крагельского. — М.: Машгиз, 1960. 151 с.

62. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. - 527 с.

63. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Исследования изнашивания металлов. М.: Издательство Академии Наук СССР, 1960. - 351 с.

64. Швецова Е.М., Крагельский И.В. Классификация видов разрушения поверхностей деталей машин в условиях сухого и граничного трения/Ярение и износ в машинах, сб.8, АН СССР, 1953. с. 145-156.

65. Костецкий Б.И. Фундаментальные закономерности трения и износа. -Киев, 1981.-30 с.

66. Тененбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин. М.: Машиностроение, 1966. - 331 с.

67. Виноградов В.Н., Колокольников М.Г., Сорокин Г.М. Абразивное изнашивание. М.: Машиностроение, 1990. - 224 с.

68. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970.-252 с.

69. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Исследования изнашивания сталей при трении об абразивную поверхность//Трение и износ в машинах, сб. 9, АН СССР, 1954. с. 78-92.

70. Львов П.Н. Износостойкость деталей строительных и дорожных машин. М.: Машгиз, 1962. - 89 с.

71. Львов П.Н. Основы абразивной износостойкости деталей строительных машин. М.: Стройиздат, 1970. - 71 с.

72. Кащеев В.Н. Абразивное разрушение твердых тел. М.: Наука, 1970.-247 с.

73. Кащеев В.Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов. — М.: Машиностроение, 1978. -213 с.

74. Крагельский И.В. Трение и износ. Изд. 2-е, переработ, и доп. — М.: Машиностроение, 1968. 480 с.

75. Икрамов У.А. Расчетные методы оценки абразивного износа. — М.: Машиностроение, 1987.-281 с.

76. Икрамов У.А. Механизм и природа абразивного изнашивания. —Ташкент: Фан, 1979. 133 с.

77. Зайцев А.К. Основы учения о трении, износе и смазке. М.: Маш-гиз, 1947.-432 с.

78. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1978. - 648 с.

79. Верезуб В.Н. Шлифование абразивными лентами. М.: Машиностроение, 1972. - 104 с.

80. Гаршин А.П., Гропянов В.М., Лагунов Ю.В. Абразивные материалы. Ленинград: Машиностроение, 1983. - 231 с.

81. Паньков Л.А., Костин Н.Р. Обработка инструментами из шлифовальной шкурки. Ленинград: Машиностроение, 1988. - 235 с.

82. Морозов Е.М., Накишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. М.: Наука, 1980. - 255 с.

83. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. М.: Машиностроение; София: Техника, 1980. - 302 с.

84. Протодьяконов М.М., Тедер Р.И. Методика рационального планирования экспериментов. М.: Наука, 1970. - 76 с.

85. Ящерицын П.И., Махаринский Е.И. Планирование эксперимента в машиностроении. Минск: Высш. шк., 1985. - 286 с.

86. Браун Э.Д., Евдокимов Ю.А., Чичинадзе А.В. Моделирование трения и изнашивания в машинах. М.: Машиностроение, 1982. - 189 с.

87. Браун Э.Д., Евдокимов Ю.А. Планирование эксперимента при решении задач трения и износа. М.: Машиностроение, 1986. - 174 с.

88. Вашуль X. Практическая металлография. Методы изготовления образцов. М.: Машиностроение, 1988. - 315 с.

89. Коваленко B.C. Металлографические реактивы. М.: Металлургия, 1973.- 112 с.

90. Теория пластических деформаций металлов/Е.П. Унксов, У. Джонсон, B.JI. Колмогоров и др.; Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1983. - 598 с.

91. Кречетов А.А. Методика расчета параметров механического состояния поверхностного слоя деталей машин//Вестник КузГТУ. 2001. -№5.-с. 27-31.

92. Доценко В.А. Изнашивание твердых тел. М.: ЦИНТИхимнефте-маш, 1990.-191 с.

93. Карасик И.И. Методы трибологических испытаний в национальных стандартах стран мира/ под ред. B.C. Кершенбаума. М.: Наука и техника, 1993. - 327 с.

94. Добровольский А.Г., Кошеленко А.П. Абразивная износостойкость материалов: Справочное пособие. Киев: Тэхника, 1989. - 126 с.

95. Машина трения для испытания на абразивный износ/ Густов Ю.И., Белосевич В.К., Шматко Д.З. Патент РФ RU 2071602. МКИ CI G 01 N3/56. 05.12.91.

96. Способ измерения образцов на машине трения/ Семеренко И.П.и др. Патент РФ RU 2141107. МКИ CI G 01 N3/56. 10.02.98.

97. Способ испытания материала на износ/ Ковров В.Н. Патент РФ RU 2084862. МКИ CI G 01 N 3/56. 03.04.92.

98. Способ определения износостойкости сталей и сплавов/ Горкунов Э.С. и др. Патент РФ RU 2069343. МКИ CI G 01 N 3/58. 18.08.92.

99. Установка для испытания поверхностей на абразивное изнашивание/ Каллас П.К. Патент РФ RU 2020460. МКИ CI G 01 N 3/56. 03.06.91.

100. ГОСТ 17367-71. Металлы. Методы испытания на абразивное изнашивание при трении о закрепленные абразивные частицы. М.: Изд-во стандартов, 1972. - 5 с.

101. ГОСТ 23224-86. Обеспечение износостойкости изделий. Методы оценки износостойкости восстановленных деталей. М.: Изд-во стандартов, 1986. - 28 с.

102. ГОСТ 27860-88. Детали трущихся сопряжений. Методы измерения износа. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 30 с.

103. Боровиков В.П. Программа Statistica для студентов и инженеров. -М.: КомпьютерПресс, 2001. 301 с.

104. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий/ Ю.П. Адлер и др. М.: Наука, 1971. - 287 с.

105. Блюменштейн В.Ю. Механика технологического наследования как научная основа проектирования процессов упрочнения деталей машин поверхностным пластическим деформированием: Дис. . докт.техн. наук: 05.02.08. М.: 2002. - 595 с.

106. Коммерциализация научно-технических разработок/Учебно-практическое пособие/Мухин А.П., Арзамасцев Н.В., Ващенко В.П. и др. М.: АмиР, 2001.- 192 ч.

107. Воронцов В.А., Ивина JI.B. Основные понятия и термины венчурного финансирования. М.: СТУПЕНИ, 2002. - 336 е.: ил.

108. Гитман JI. Дж., Джонк М.Д. Основы инвестирования. Пер с англ. -М.: Дело, 1997. 1008 с.

109. Беренс В., Хавранек П.М. Руководство по оценке эффективности инвестиций: Пер. с англ. перераб. и дополн. изд. М.: Интерэксперт, ИНФРА-М, 1995.-528 с.

110. Идрисов А.Б., Картышев С.В., Постников А.В. Стратегическое планирование и анализ эффективности инвестиций. М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1996. - 272 с.

111. Гришин И .Я. Исследование износостойкости и прочности гусеничных цепей со вставками: Дисс. .канд. техн. наук. М.: 1972. -278 с.