автореферат диссертации по электронике, 05.27.07, диссертация на тему:Формирование элементов электронных приборов из тугоплавких материалов ультразвуковыми и плазменными методами

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Для служебного пользования Инв. № 33/594

Экз.Л» /

УДК 621.378.002: 621.9.048.6: 621739.7

Кундас Семен Петрович

ФОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ 113 ТУГОПЛАВКИХ МАТЕРИАЛОВ УЛЬТРАЗВУКОВЫМИ й ПЛАЗМЕННЫМИ МЕТОДАМИ

Специальность: 05.27.07 Оборудование производства электронной

техники

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

Минск, 1998

Работа выполнена в Белорусском государственном университете информатики и радиоэлектроники

Научный консультант: академик HAH Беларуси, доктор

технических наук, профессор Достанко А.П.

Официальные оппоненты:

академик HAH Беларуси,

доктор технических наук, профессор

Степаненко A.B.

доктор технических наук, профессор Куприянов И.Л.

доктор технических наук, профессор Сурин В.М.

Оппонирующая организация:

Институт технической акустики HAH Беларуси

Защита состоится 8 октября 1998 г. в 14 часов на заседании совета по защите диссертаций Д 02.15.03 Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники по адресу: 220024, г. Минск, ул. II. Бровки 6, корп. 1, ауд. 232, тел.239-89-89.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники.

Автореферат разослан " " августа 1998 г.

У ченый секретарь совета по защите диссертаций Д.ф.-М.н,, Проф.

^ ' ЯИ.Абрамов

©Кундас СЛ., 1998 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертационная работа посвящена разработке физико-математических и технологических основ применения ультразвуковых и плазменных методов формирования элементов электронных приборов из тугоплавких материалов на основе комплексного математического и компьютерного моделирования теп-лофизических и динамических процессов, имеющих место на различных стадиях обработки, исследованиям особенностей формирования их микроструктуры и свойств и создания па этой основе новых высокоэффективных технологических процессов и оборудования для производства изделий электронной техники.

Актуальность темы диссертации. Проблема повышения надежности и долговечности изделий электронной техники и приборостроения решается в настоящее время путем создания новых высокоэффективных технологических процессов, характеризующихся высокой производительностью, низкой энергоемкостью, безотходностыо, экологической чистотой, обеспечивающих высокое качество изготавливаемых изделий. Эта задача особенно актуальна для процессов формирования конструктивных элементов электронных приборов из тугоплавких материалов, которые наряду с комплексом требуемых эксплуатационных свойств, характеризуются низкой технологичностью при их обработке традиционными способами и высокой стоимостью. Одним из путей решения этой проблемы является применение интенсифицирующих воздействий и, в частности, методов ультразвуковой и плазменной обработки, которые позволяют создать термодинамические воздействия, обеспечивающие формирование необходимых физико-механических, технологических н поверхностных свойств (изоляционные, антиэмиссионные, геттерные и др.) изготавливаемых изделий.

В настоящее время достаточно хорошо разработана теория применения ультразвука в процессах пластического деформирования машиностроительных материалов в работах белорусской школы ультразвука (Ссверденко В.П, Сте-паненко A.B., Клубович В.В., Тявлозский М.Д. и др.), а также теория модификации поверхностей деталей плазменными и ионно-плазменными методами (Достанко А.П., Кудинов В.В., Куприянов И.Л., Борисов Ю.В. и др.). Значительно меньшее внимание в проведенных исследованиях уделено ультразвуковой и плазменной обработке тугоплавких материалов в малых сечениях, применяемых в электронной технике. Исследования (преимущественно экспериментальные) в этом направлении начаты в работах научных школ Тявловского М.Д. (ультразвук) и Лясникова В.Щплазменное напыление). Однако до настоящего времени отсутствуют комплексные исследования, физико-математические основы этих наукоемких процессов, не установлены закономерности формирования структуры, механических и технологических свойств изготавливаемых изделий, теоретические аспекты разработки ультразвукового технологического оборудования, специальных измерительных средств.

Ускорение и повышение эффективности научно-исследовательских и оиытно-конструкторских работ в этом направлении может бить достигнуто применением методов математического и компьютерного моделирования, позволяющих осуществлять всесторонние исследования названных процессов при минимальных затратах времени и материальных средств, и на их основе совершенствовать существующие и разрабатывать новые высокоэффективные технологические процессы и оборудование.

Решение указанных проблем внесет существенный вклад в развитие теории пластического деформирования и плазменного напыления тугоплавких материалов, что позволит решить актуальные для стран СНГ задачи, связанные с изготовлением прецизионных изделий электронной техники и дальнейшим развитием современных средств связи, космической техники и устройств специального назначения оборонного комплекса, в которых они применяются.

Таким образом, разработка физико-математических и технологических основ ультразвуковых и плазменных методов формирования элементов электронных приборов из тугоплавких материалов, новых методов управления их структурой и свойствами, создание на этой основе высокоэффективных технологических процессов и оборудования представляет собой актуальную научно-техническую и практическую задачу.

Связь работы с крупными научными программами, темами.

Работа выполнялась по заданиям следующих программ и тем:

• НИР, включенных в план важнейших по Белорусской ССР на 11 пятилетку в области естественных и общественных наук, в соответствии с Постановлением Совета Мннистров'БССР от 31.10.80 г. № 375 "О Государственном плане экономического и социального развития Белорусской ССР" и Постановлением Президиума АН БССР №229 от 05.12.80г. (1980-1985 г.); НИР, выполненной по Специальному постановлению правительства СССР №406 от 06.12.1984 г. (1985-1987 г.); НИР, включенной в Координационный план научно-исследовательских работ АН СССР на 1986-1990 гг. по проблеме "Ультразвук" (1986-1990 г.); НИР, включенной в важнейшую Республиканскую комплексную программу на 1986-1990 гг. "Теоретические и технологические основы создания и обработки новых композиционных материалов, металлов и сплавов с особыми свойствами", утвержденной постановлением Президиума АН БССР от 03.04.1986 г. № 39; НИР, включенной в Государственную научно-техническую программу РБ "Разработать методы и средства защиты поверхностей изделий и конструкций, обеспечивающие снижение потерь от коррозии и износа" ("Защита поверхностей"), утвержденной приказом Государственного комитета по науке и технологиям Республики Беларусь от 15 сентября 1997 г. № 88 (1997-1999 г.)

Рабага выполнялась в рамках договора о научно-техническом сотрудничестве с Техническим университетом г. Аахена (Германия) (1993-1998 г.).

По теме диссертации выполнен ряд научно-исследовательских работ по договорам с ведущими предприятиями электронной техники и других отраслей промышленного производства, среди них: Научно-исследовательский технологический институт; г. Москва (1977-1978); Калужский завод телеграфной аппаратуры (1977-1978); НИИ "Волна" г. Саратов (1978-1980); ПО "Светлана", г. Санкт-Петербург (1981-1987); Всесоюзный научно-исследовательский институт материалов электронной техники, г. Калуга (1987-1991), Саратовский завод электронного машиностроения (1987-1990), Завод металлокерамических изделии, г. Рязань (1988-1990); Подольский электромеханический завод (19901991); НИИТЕПЛОПРИБОР, г. Санкт-Петербург (¡991-1992); Белорусский государственный концерн порошковой металлургии, г. Минск (1997-1993).

Црль работы и задачи исследовании. Основной целыо данной работы является разработка физико-математических и технологических основ ультразвуковых и плазменных процессов и оборудования для формирования элементов электронных прибороз из тугоплавких материалов на основе комплексного математического и компьютерного моделирования и экспериментальных исследований указанных процессов.

В связи с этим основными задачами исследований являются.

!. Разработка физических, технологических основ и новых способов ультразвукоього деформирования тугоплавких металлов и сплавов, повышающих качество изготавливаемых изделий и производительность технологических процессов, методов управления их структурой и свойствами.

2. Разработка общих принципов и методологии математического и компьютерного моделирования ультразвуковых и плазменных методов обработки материалов.

3. Разработка математических моделей:

- теплофизических и динамических процессоа, имеющих место при ультразвуковом микропластическом деформнрозании (УМД) и плазменном напылении похрьпий с использованием аналитических и численных методов;

- напряженно-деформированного состояния материалов при ультразвуковой и плазменной обработке на основе расчетно-экспериментальных методой, а также метода конечных элементов.

4. Разработка алгоритмов и программных средств для сквозного компьютерного моделирования ультразвуковых и плазменных процессов.

5. Разработка оборудования и технологического оснащения для экспериментального исследования процессов ультразвукового деформирования тугоплавких металлов и сплавов.

6. Моделирование и экспериментальные исследования влияния режимов ультразвуковой и плазменной обработки на физико-механические и технологические свойства, микроструктуру и точностные характеристики конструктивных элементов электронных приборов из тугоплавких материалов.

7. Разработка на основе проведенных исследований рекомендаций по использованию новых технологических процессов и проектированию оборудования для изготовления конструктивных элементов электронных приборов.

8. Применение разработок в промышленности и в учебном процессе.

Объект н предмет исследования. Объектом исследований являются

технологические процессы и оборудование для ультразвуковой и плазменной обработки тугоплавких материалов. Предметом исследований - конструктивные элементы электронных приборов (сетки, замедляющие системы, катодно-подогревательные узлы и др.), изготавливаемые из тугоплавких материалов.

Гипотеза. В работе сформулировано научное предположение о возможности формирования необходимого комплекса физико-механических и технологических свойств конструктивных элементов электронных приборов из тугоплавких материалов путем создания оптимальных термодинамических условий их формоизменения при ультразвуковом микропластическом деформировании и плазменном напылении. Результаты компьютерного моделирования, экспериментальных исследований и опытно-промышленных проверок подтвердили правильность гипотезы, что позволило разработать теоретические основы управления структурой и свойствами тугоплавких материалов при ультразвуковых и плазменных методах их обработки и создать на этой основе высокоэффективные технологические процессы и оборудование.

Методология и методы исследовании. Математические модели процессов ультразвукового деформирования и плазменного напыления разработаны на основе использования методов теорий пластичности, упругости, термодинамики и теории вероятности.

Вычислительные процедуры реализованы на основе применения методов конечных разностей, метода конечных элементов, численного дифференциро->ания и интегрирования, аппроксимации и интерполяции.

Программные средства разработаны в системе программирования Jorland Pascal, С++ с использованием технологии объектно-ориентированного .программирования в среде DOS и Windows.

При проведении экспериментальных исследований использовались методы тензометрии (измерение усилий), оптическая, электронная микроскопия рентгеноструктурный анализ (исследование микроструктуры, остаточных ; анряжений в лентах и покрытиях), методы высокоскоростной пирометрии, :,азерно-доплеровской анемометрии (измерение температуры и скорости час-нц при плазменном напылении).

Научная иовнзна и значимость полученных результатов заключается в следующем.

« Разработана интегрированная физико-математическая модель и новый ;,.<етод формирования конструктивных элементов электронных приборов, осно-анный на пластическом деформировании тугоплавких материалов в условиях

комплексного воздействия ультразвуковой и теплозоп энергии, вакуумной среды, импульсного механического нагружсния.

• Впервые разработаны методы управления структурой и свойствами тугоплавких материалов в процессах горячего ультразвукового микропластического деформирования (УМД). Показано, что требуемый комплекс физнко-механичсскнх и технологических свойств изготавливаемых изделий возможно формировать управлением конкурирующими процессами динамической рекристаллизации и деформационного упрочнения за счет обоснованного выбора режимов ультразвукового воздействия, степени деформации и температуры нагрева металла. При этом в изготавливаемых изделиях обеспечивается формирование уникального Оестскстурпого приповерхностного слоя с низкой склонностью к расслоениям, с сохранением преимущественной осевой текстуры во внутренних слоях деформируемого металла.

« Предложена концепция и впервые разработана схема комплексного моделирования методов формирования элементов электронных приборов, ос-чог.ашглх на применении ультразвука и плазмы, взаимосвязанные имитационные математические модели, которые базируются на математическом описании теллофи шческих и динамических процессов иа всех стадиях обработки, принципах сквозной передачи данных, использования общих баз данных свойств пегцесгп, участвующих в неследуемых процессах, конвейерных методов их обработки, учете температурных зависимостей свойств.

» Установлено плияние режимов ультразвукового микропластнческого дефермиротння и плазменного напыления на динамику протекания процессов, чгз позволило определить особенности формирования микроструктуры и свойств нзготаплнгаеммх изделий, сформулнропать требования К разрабатываемым технологическим процессам и к конструктивным элементам оборудования. Впервые показано, что стабильность процессов УМД, энергоенловые характеристики обработки определяются соотношением амплитуды ультразву-ковы.ч колебании и суммарной упругой деформации в системе "деформируемый металл-инструмент".

» Установлено, что основными факторами, влияющими на точность нз-готавлмпаемых изделий, являются стабильность амплитуды ультразвуковых колебаний инструментов, их тепловое расширение и механическая жесткость акустической системы. Опервые предложена методика расчета и проектирования колебательных систем установок УМД и методы обеспечения их резонансного режима работы.

Новизна обоснованных н разработанных в диссертации научных и практических решений защищена 23 авторскими свидетельствами на изобретения п 5 патентами (США, Великобритании, ФРГ, Франции и Японии).

Гцпигп'чсекгч и экономическая значимость полученных результатов состоит:

• в разработке научно-обоснованных рекомендаций но проектированию а практическому созданию высокоэффективных технологических процессов и оборудования для изготовления конструктивных элементов электронных приборов, обеспечивающих экономию стратегически важных и дефицитных металлов и сплавов, снижение энергозатрат, экологическую чистоту производства, повышение производительности труда при одновременном увеличении качества изделий, которые применяются в производстве на ведущих предприятиях электронной техники и приборостроения (НИИ "Волна", г. Саратов; ПО "Светлана", г. Санкт-Петербург; Научно-исследовательский институт материалов электронной техники, г. Калуга; Калужский завод телеграфной аппаратуры и др.) В разработанных технологических процессах и оборудовании нашли применение изобретения а.с. № 1103589, 1349079, 1494342, 844112, 1388168.

• в разработке алгоритмов и комплексов программных средств для сквозного моделирования процессов УМД и плазменного напыления покрытий, позволяющих экономить материальные, трудовые ресурсы и время при совершенствовании существующих и разработке новых технологических процессов;

• в установлении основных закономерностей и принципов построения технологических процессов ультразвукового плющения лент, навивки ленточных спиралей для эпектронных приборов и плазменного напыления на них специальных покрытий, при которых обеспечивается требуемое техническими условиями электронной техники качество изготавливаемых изделий, в разработке специальных контрольно-измерительных приборов и систем автоматической стабилизации технологических режимов обработки, необходимых для практической реализации технологических процессов, которые применяются в разработанном оборудовании, а также для настройки и исследований ультразвукового технологического оборудования (ультразвуковой виброметр а.с. № 1428938, 1428939 ) на ряде предприятий и учреждений Беларуси и стран СНГ (МТЗ, г. Минск; НИТИ, г. Саратов; ПО "Славич", г. Переславль и др.);

• в создании интегрированного технологического комплекса для моделирования, экспериментального исследования и разработки плазменных методов напыления покрытий, позволяющего ускорять технологическую подготовку производства новых Изделий и сокращать расходы на дорогостоящие экспериментальные исследования и порошковые тугоплавкие материалы, который применяется в производстве в НИИ ИМ, г. Минск.

Результаты диссертационной работы уже внедрены в производство на 9 предприятиях СНГ и в учебный процесс в Белорусском государственном университете информатики и радиоэлектроники, Белорусской политехнической академии, Высшем государственном колледже связи, Высшем радиотехническом колледже и Калининградском техническом университете в ряде лекционных курсов и лабораторных работ. По тематике диссертационной работы вы-

полнено более тридцати дипломных проектов. Суммарный экономический эффект в ценах 1998 г. составил более 21 млрд. руб.

В интересах развития и совершенствования экономики республики и стран СНГ результаты работы могут быть успешно использованы и в дальнейшем, в частности, в смежных отраслях промышленности, приборостроении, машиностроении.

Основные положения диссертации, выносимые па защиту: » физико-математические и технологические основы способа ультразвукового микропластического деформирования тугоплавких материалов в условиях вакуума и высокотемпературного нагрева, формулирующие методы управления их структурой и свойствами, основополагающие принципы разработки технологических процессов и оборудования для изготовления конструктивных элементов электронных приборов;

о новые способы и устройства ультразвукового микропластического деформирования тугоплавких металлов н сплавов в процессах изготовления конструктивных элементов электронных прнбороз, позволяющие формировать их необходимые механические свойства и структуру;

в системный подход и комплексный принцип моделирования ультразвуковых и плазменных методов обработки материалов электронной техники, взаимосвязанные имитационные математические модели, которые базируются на математическом описании теплофизических и динамических процессов на всех стадиях обработки, принципах сквозной передачи данных, использовании общих баз данных свойств веществ, участвующих в исследуемых процессах, конвейерных методов их обработки, учете температурных зависимостей свойств;

алгоритмы и программные комплексы для сквозного моделирования процессов ультразвукового микропластического деформирования, плазменного напыления, особенностью которых является применение системного подхода к организации моделирования, современных методов объектно-ориентированного про1-раммнрования, оригинальных систем управления базами данных, инструментальных средств для программирования математических задач, систем графической визуализации результатов;

• установленные в результате компьютерного моделирования и экспериментальных исследований закономерности формирования структуры и свойств элементов электронных приборов из тугоплавких материалов, сформулированные на их основе рекомендации по проектированию оборудования, специальных измерительных средств и систем;

* разработанные ультразвуковые и плазменные технологические процессы и оборудование для изготовления конкретных конструктивных элементов электронных приборов, позволяющие повысить выход годной продукции, производительность и улучшить условия труда.

Личный вклад соискатели. Опубликованные по теме диссертации работы выполнены автором лично и в соавторстве. В совместно опубликованных работах автор осуществлял постановку задач, предлагал и обосновывал направления решения научных проблем, разработал основные методики проведения аналитических и экспериментальных исследований, непосредственно участвовал в проведении исследований, анализе результатов и формулировке выводов. В диссертации обобщены полученные для различных способов УМД и плазменного напыления результаты, и на основе этого сформулированы общие подходы и методология управления структурой и свойствами тугоплавких материалов в процессах формирования конструктивных элементов электронных приборов.

Автором лично предложены: новое решение проблемы повышения деформируемости тугоплавких металлов и сплавов способом горячего ультразвукового микропластического деформирования в условиях вакуума; методология управления структурой и свойствами тугоплавких металлов на основе конкурирующих процессов динамической рекристаллизации и высокоскоростного ультразвукового деформирования; концепция сквозного комплексного моделирования ультразвуковых и плазменных методов формирования элементов электронных приборов и взаимосвязанные математические модели теплофизиче-ских и динамических процессов, протекающих на всех стадиях обработки материалов; принципы построения алгоритмов и программных комплексов для сквозного моделирования ультразвуковых и плазменных процессов; оригинальные способы и устройства для изготовления конкретных изделий электронных приборов из тугоплавких материалов; рекомендации по проектированию промышленного ультразвукового оборудования; методика автоматизированного обучения в области конструирования и технологии электронной техники.

Основными соавторами по опубликованным работам являются: академик Досганко А.П., проф. Тявловский М.Д., проф. Е.Ьи£БсЬе1с1ег (Германия), которые принимали участие в обсуждении результатов исследований и выработке рекомендаций; доц. Вышинский Н.В., доц. Боженков В.В., с.н.с. Колтович В.А., инж. Сятковкнй Г.В., с которыми автор выполнил ряд совместных исследовании и разработок, касающихся вопросов взаимодействия инструментов с обрабатываемым металлом, напряженно-деформированного состояния металла; режимов работы ультразвуковой колебательной системы; аспираты и соискатели Кузьменков А.Н., Фастовец Л.В., Звягов Д.Н., Макаревич А.Г. принимали участие в разработке программных средств и моделировании технологических процессов; представители предприятий и НИИ Поляков И.И., Столяров Н.В., Семенов Р.Я., Нльющенко А.Ф., Оковитый В.А. принимали участие в разработке конкретных технологических процессов и оборудования, проведении опытно-промышленных испытаний; проф. Русак И.М., Турина Е.В. - в обсуждении и применении результатов исследований в учебном процессе.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались иа 47 конференциях (78 докладов) в том числе на:

- 22-х международных симпозиумах, семинарах и конференциях - 36 докладов: Международный симпозиум "Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения (Киев, 1984); 11,12,13,14 Internationa! Plansee Seminar ( Австрия, 1985, 1989, 1993, 1997); Международная конференция "Ультразвук в технологии" (Братислава, 1987); Международная конференция "Ультразвук в технологии машиностроения" (Архангельск, 1991); Международная конференция "Современные средства связи" (Нарочь, 1995, 1997); Международная 51-я НТК БГПА (Минск,

1995); Международная конференция "Thermal Spraying'96 (Германия, 1996); Международная конференция "Mixed design of intrgratcd circuits and system"-MIXDES (Лодзь, Польша, 1996, 1997, 1998); Международная конференция "Современные технологии гибридных микросхем, включая элементы сверх-проводниковон электроники" (Нарочь, 1996); Международная конференция "Новые информационные технологии в образовании" - ОНИ'Г-96 (Минск,

1996); Международная конференция "Математические модели физических процессов и их свойства" (Таганрог, 1997); Международная конференция "Прогрессивные технологии машиностроения и современность (Донецк, 1997); Международная конференция "The Is' Intern. Conf. Danube Adria Assotiation for Automation and Manufacturing (DAAAM) (Таллин, 1997); Международная конференция "Technologia 97" (Братислава, 1997); Международная конференция "United Thermal Spraying Conference'97 (UTSC'97) (Индианаполис, США,

1997)); Международная конференция "International Thermal Spraying Conference^ (ITSC'98) (Ницца, Франция, 1998);

- 9-ти всесоюзных НТК, совещаниях и семинарах - 16 докладов: DHTK "Конструкционно-технологические особенности аппаратуры и эксплуатационная надежность материалов в аппаратуре связи" (Ереван, 1978); ВНТК по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов (Москва, 1979,1983,1987); Всесоюзный научно-технический семинар "Опыт применения ультразвука для интенсификации технологических процессов" (Первоуральск, 1981); ВНТК "Основные направления развития улыразвуковой техники и технологии на период 1981-1990 г." (Суздаль, 1982); ВНТК "Прочность и пластичность материалов в звуковом поле" (Алма-Ата, 1980); ВНТК "Прочность материалов и элементов конструкции при звуковых и ультразвуковых частотах на1ружений" (Киев, 1988); ВНТК "Новые разработки в области ультразвуковой техники и технологии и опыт их применения в машиностроении" (Новосибирск, 1989); ВНТК "Новое ультразвуковое технологическое оборудование и аппаратура, опыт их применения в промышленности" (Севастополь, 1991);

- 13-ти республиканских и отраслевых научно-технических конференциях (НТК) и семинарах - 20 докладов: Республиканская НТК "Разработка и вне-

дрение КСУК на предприятиях радиоэлектроники и связи и увеличение на этой основе выпуска продукции высшей категории качества" (Минск, 1978); Республиканская НТК "Проблемы конструирования и производства современной измерительной техники" (Минск, 1979); Республиканская НТК "Пути технического совершенствования и интенсификации разработки, производства и эксплуатации средств радиотехники, электроники и связи (Минск, 1979); Республиканская НТК "Комплексная автоматизация и механизация - основы повышения эффективности производства и качества работы предприятий связи, радиоэлектроники и телевидения" (Минск, 1980); отраслевая НТК "Электроискра, электрохимия и ультразвук в технологии приборов" (Саратов, 1980); НТК АН БССР "Вопросы прочности и пластичности металлов" (Минск, 1981); НТК БГУИР 1989, 1994, 1995; Республиканская НТК "Камп'ютэрныя тэхналогп у навучанш" (Минск, 1995); Республиканский научно-технический семинар-сессия "Организация и технология средств связи" (Минск, 1996); Республиканская научно-методическая конференция "Проблемы совершенствования компьютерной подготовки в университете на факультетах неспециалыюго профиля", (Гродно 1997);

- 3-х научных семинарах Института материаловедения RWTH Aachen (Германия, 1993 1995, 1996) - 3 доклада.

Отдельные результаты диссертационной работы в количестве 16 экспонатов были представлены на 13 выставках. В том числе на: шести международных выставках - семь экспонатов: Национальная выставка СССР в г. Ныо-Дели (Индия, 1977); Международная выставка в г. Хельсинки (Финляндия, 1980); выставка "Изобретения в СССР" в г. Хельсинки (Финляндия, 1982); Национальная выставка СССР в г. Праге (Чехословакия, 1985); Международная выставка в г. Базеле (Швейцария, 1985), Международная ярмарка в г. Загребе (Югославия, 1988);

ВДНХ СССР (Москва, 1982) - бронзовая медаль; ВДНХ БССР (Минск, 1980) -диплом 1-й степени; Республиканская выставка "Достижения науки на службу производству" (Минск, 1995); Всесоюзная выставка "Ультразвуковая вибрационная техника и технология" (Москва, 1987); Республиканская выставка "Вклад изобретателей и рационализаторов республики в ускорение научно-технического прогресса" (Минск, 1987); Республиканская выставка научно-технических разработок вузов (Минск, 1994); Республиканская выставка и конкурс программных средств педагогического назначения (Минск, 1995), третье место.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 111 работ, в том числе: 2 монографии, 1 аналитический обзор, 55 статей в научных журналах и сборниках трудов научно:технических конференций, 25 тезисов докладов научно-технических конференций. Новизна технических решений подтверждена 23 авторскими свидетельствами на изобретения СССР и 5 патентами (США, Великобритании, Франции, ФРГ и Японии).Без соавторов опубликовано 11 ра-

бот (69 стр.),В международной печати (дальнее зарубежье) - 17 работ. В совместно опубликованных научных работах автору диссертации принадлежит 506 стр.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из двух томов. Первый том диссертации содержит введение, семь глав, заключение, список использованной литературы. Первый том включает 196 иллюстраций, 7 таблиц и библиографию из 355 наименований; общий объем - 335 стр., в том числе 199 стр. основного текста. Второй том диссертации содержит 8 приложений. Он включает 99 иллюстраций, 3 таблицы. Общий объем -160 стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

По введении и общей характеристике работы оценивается состояние научных достижений в исследуемой области знаний, обоснована актуальность темы диссертации, сформулйрованы цели и задачи исследований, научная новизна и практическая значимость, вопросы выносимые на защиту.

В нерпой главе приведен анализ состояния проблемы с постановкой задач исследований. Показано, что развитие технологии и оборудования для изготовления изделий из тугоплавких материалов, применяемых в электронной технике, идет в направлении повышения качества исходных полуфабрикатов (совершенствование металлургии производства), разработки новых методов и совершенствования качества их термообработки, управления микроструктурой, интенсификации процессов с помощью электрофизических воздействий. Применительно к технологии изготовления конструктивных элементов электронных приборов из тугоплавких материалов перспективным для формирования необходимого комплекса физико-механических, технологических и поверхностных свойств является применение ультразвука и плазмы. Основой же техно-логин пластического деформирования тугоплавких материалов и процессов их плазменного напыления являются теплофизические и динамические процессы, протекающие на различных стадиях Их обработки, имеющие общность, как в физических воздействиях, так и пространственно-временных проявлениях.

Анализ научно-исследовательских работ в области применения электрофизических методов обработки для формирования конструктивных элементов электронных приборов показывает, что до настоящего исследования в основном проводились на основе экспериментального подхода (метод "проб и ошибок"), разработанные физические и математические модели касались чаще всего отдельных стадий процессов, что ограничивало возможности управления и прогнозирования свойств изготавливаемых изделий и разработки высокоэффективного технологического оборудования. Поэтому дальнейшее развитие теории этих процессов должно идти в направлении комплексных исследований, в частности, разработки физических и математических моделей всех стадий обработки, учитывающих упруго-пластические механизмы формоизмене-

ния, влияние температуры и условий обработай на свойства материалов, и создания программных комплексов для сквозного моделирования, исследования и разработки на этой базе новых технологических процессов и оборудования, способных обеспечивать высокое качество изготавливаемых изделий и производительность, экономию стратегически важных материалов, экологическую чистоту производства.

Исходя из проведенного анализа сформулированы цель диссертационной работы и основные задачи исследований, которые изложены в разделе "Общая характеристика работы".

Вторая глава посвящена разработке физико-математических и технологических основ разработанного метода ультразвукового микропластического деформирования (УМД) тугоплавких металлов и сплавов. Исходя из особенностей механических свойств и структуры этих материалов сформулированы условия их обработки методами пластического деформирования, при которых обеспечивается высокое качество изготавливаемых изделий. Показано, что снижение хрупкости, трещинообразования и энергосиловых параметров обработки достигается при деформировании тугоплавких металлов и сплавов в условиях вакуума и комплексного воздействия ультразвуковой и тепловой энергии.

Установлен физический механизм формирования структуры и свойств изготавливаемых изделий, который определяется динамикой протекания рек-рисгаллизационных процессов, созданием условий для формирования разори-ентированной ячеистой структуры, особенностями формоизменения металла, его напряженно-деформированным состоянием, условиями трения и адгезионного взаимодействия.

На основе установленных закономерностей сформулированы принципы разработки новых технологических процессов и оборудования для изготовления изделий из тугоплавких металлов и сплавов, применяемых в электронной технике и предложены новые способы и устройства для изготовления лент и ленточных спираяей, контакт-деталей герконов.

Показано, что наиболее эффективным направлением дальнейшего развития теории и практики обработки тугоплавких материалов является применение методов компьютерного моделирования. Установлены общие закономерности и предложена концепция и схема комплексного сквозного моделирования методов формирования конструктивных элементов электронных приборов, основанных на применении ультразвука и плазмы. Концепция базируется на использовании принципов сквозной передачи данных, общей базы данных свойств веществ, участвующих в исследуемых процессах, конвейерных методов их обработки, учете температурной зависимости свойств материалов. Исходя из предложенной концепции разработаны взаимосвязанные математические модели всех стадий процессов УМД.

Для математического описания нагрева металла перед деформированием и теплопередачи в системе металл-инструмент разработана модель, базирующаяся па применении теории метода конечных элементоп, которая описывает динамику изменения температуры деформируемого металла в процессе его нагрева инфракрасным излучением и прямым пропусканием тока, а также при взаимодействии с обрабатывающими инструментами.

Температурное поле в рассматриваемой задаче описывается уравнением теплопроводности, являющимся частным случаем уравнения Навье-Стокса:

РтС1

' дТ дТ^ V—+ — ч дх дт ,

а.

д2т

Т дх2

(1)

где рт — плотность материала, С„ — удельная теплоёмкость, V— скорость движения проволоки, Т— функция распределения температуры; х — текущая координата, т— время; Аг— теплопроводность материала. С учетом граничных условий, описывающих теплообмен при инфракрасном и электроконтактном нагреве, а также условия взаимодействия металла с инструментами, проведена конечно-элементная дискретизация исследуемой зоны и уравнение (1) с применением метода Галеркина и разностного метода представлено в матричном виде:

[*] + £- [~[С] - [ф}0 - 2{Г}' - 2, (2)

где [С]— матрица теплоёмкости; [Л" 1— матрица теплопроводности; {7"}— вектор узловых температур; {Г}— вектор нагрузки.

Численное решение системы уравнений (2) позволяет исследовать динамику нагрева и охлаждения металла в зависимости от технологических режимов обработки, что является необходимым для управления рекристаллизаци-онными процессами и, соответственно, свойствами деформируемого металла.

На основе анализа особенностей взаимодействия обрабатываемого металла с инструментами установлены и математически описаны возможные варианты работы ультразвуковой колебательной системы (синфазный, противофазный, с различными амплитудами, частотами, наличием сдвига фаз между колебаниями) и режимы формоизменения металла (установочный и рабочий). Показано, что наиболее оптимальным является деформирование металла при синфазных колебаниях ультразвуковых инструментов с минимизацией длительности установочного режима обработки, при котором на контактных поверхностях возникают высокие напряжения, что может приводить с учетом наличия трения скольжения к интенсивному абразивному износу деформирующих поверхностей инструментов.

Для анализа кинематики и динамики процесса УМД разработана модель, учитывающая упругие свойства очага деформации и распространение продольной упругой волны в обрабатываемой заготовке. Такой подход позволил выделить два основных режима взаимодействия металла с инструментами (с разрывом контакта - режим ультразвуковой ковки и без разрыва контакта - режим ультразвукового волочения) и шесть различных фаз элементарного цикла УМД: 1 фаза - упругая разгрузка неподвижной заготовки; JI фаза - упругая разгрузка со скольжением; III фаза - раздельное движение инструментов и заготовки; IV фаза - упругое сжатие со скольжением; V фаза - упругое сжатие неподвижной заготовки; VI фаза - пластическая осадка металла.

На основе основных положений теории колебательных систем и физики твердого деформируемого тела разработан итерационный численный алгоритм расчета длительности каждой из фаз взаимодействия и силовых характеристик обработки.

Закон изменения скорости участка ленты в очаге деформации на протяжении периода колебаний инструментов описан выражением:

v</) =

vs, при О < / < /2, t5 £ t < Т

„ _R, A(oR R sin 0)t - со cos cot ^ ^ ^ ^

Ce *' +----5-r-, при t2 Si<i3,i4 <r<i5 0ч

2tga Я2+ш2 w

&PH max" + VS> nPHf3<iäi4

где R=lsP«™tga- g= ff*lpT ; Pnmax=2Potg(tt+fi); v, - скорость сколь-

°т EAS,+SJ

жения ленты в фазе осадки; С - константа, определяемая из начальных условий на границе соответствующего интервала времени; А - суммарная амплитуда колебаний инструментов; со - круговая частота колебаний; а - угол захода деформирующих поверхностей инструментов; <5г упругая деформация; Рог сила р

осадки; п = —---относительная величина натяжения ленты; /3 - угол трения;

Рн шах

рг, Ет - плотность и модуль продольной упругости ленты S„ и Sn - соответственно площадь сечения ленты и проволоки. Индекс "I" в обозначениях свойств материалов означает, что в процессе расчетов учитывается их температурная зависимость. Для этого используется созданная база данных температурных зависимостей свойств, которая входит в состав программных комплексов, рели-зующих модели.

Закон изменения усилия плющения с учетом упругих свойств инструментов и обрабатываемого металла описан системой уравнений:

приО</</,,/6 </ <Т\ при/, </ </г;

Аа)К(Я$\п(а>1) - о» сое(ы0)

\

при/, </</3, /4 </</,;(4)

/

у

г ^

Р0 1—— (с08Г«/,;-С08М)

I ^

о,

при/, </</6;

при/, </ <<4.

В результате анализа упругих характеристик процесса деформации впервые установлено, что основной вклад в общую величину упругой деформации вносит упругая деформация инструментов. Она в свою очередь складывается из прогиба поверхностей и объемной деформации инструментов. Показано, что величина прогиба поверхностей определяется распределением контактных напряжений. Объемная деформация инструментоз не зависит от закона распределения контактных напряжений по поверхности и определяется только силон давления заготовки, поэтому для ее расчета применена модель на основе объемной жесткости инструмента, величина которой определена экспериментально.

Результаты моделирования кинематических и динамических характеристик применительно к процессу ультразвукового плющения показаны на рнс.1. При разработке физической и математической модели процесса ультразвуковой навивки ленточных спиралей ЛБВ учтены особенности взаимодействия инструментов с заготовкой на вращающемся керне.

Математическая модель формоизменения металла при УМД разработана исходя из особенностей осадки металла ультразвуковыми инструментами. Установлено, что для исследуемого процесса (в сравнении с традиционными методами ОМД) характерна более высокая вытяжка металла, что объясняется наличием растягивающих напряжении в процессе деформирования и более сложной формой деформирующей части инструментов. Соотношение между деформациями уширения и вытяжки ленты, в первую очередь, определяется соотношением длины и ширины контактной площадки инструментов. Исходя из гипотезы равенства абсолютных приращений длины и ширины заготовки в элементарном акте осадки с учетом результатов экспериментальных исследований получены аналитические выражения для расчета ширины ленты и размеров контактной площадки при ультразвуковом плющении заготовок в виде круглой проволоки и прямоугольной ленты инструментами с произвольным углом захода и шириной калибрующей площадки.

0,75 0,5 0,25 0

7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0

1я„

6

5

3 4

г 1

е,%

20

40

60

60 100

а)

Рпл (Н)

Р г пр

20

40

60

80

350 300 250 200 150 100 50 О

100 £

б)

Анализ разработанных математических моделей показал, что определяющий параметр процессов УМД - это соотношение амплитуды ультразвуковых колебаний и величины упругой деформации. Если размах колебаний оказывается меньше величины суммарной упругой деформации, то процесс УМД переходит из режима ультразвуковой ковки в режим волочения, что вызывает резкое увеличение силовых характеристик обработки (см. рис.1) и ухудшает качество изготавливаемых лент. Исходя из этого видно, что наиболее важную роль при практической реализации процессов УМД играет величина амплитуды ультразвуковых колебаний и се стабильность в процессе обработки. Поэтому в работе проведен

Рис. 1. Зависимость параметров кинематики УМД (а), усилий плющения (Рпл) и протягивания обстоятельный физический и (Рпр) (б) от степени деформации металла за про ход.

математический анализ работы ультразвуковых колебательных систем, применяемых при УМД, в результате которого на основе метода гармонической линеаризации разработана обобщенная численная модель нагруженной колебательной системы и установлена связь между амплитудой колебаний в установившемся режиме, динамической жесткостью колебательной системы и внешним силовым воздействием б следующем виде:

А^исо)

А =-0 , —- (5)

IV Ц(0) + к + ](0Ь'

где к и Ь - коэффициенты гармонической линеаризации; \\(](х)) - -динамическая жесткость системы.

Установлено, что силовое воздействие на колебательную систему приводит к повышению ее резонансной частоты и уменьшению амплитуды колебании (рис.2). Показано, что для расчета амплитуды установившихся колебаний в процессах УМД необходимо определение обобщенного параметра колебательной сниеми - динамической жесткости, которая рассчитана в работе с применен меюд прогонки. Дня учета потерь на внутреннее трепне в колебательной

системе использована модель пязкоупругого поведения Фойхта-Кельшша, на основе которой получено уравнение для амплитудной функции:

ЕЗ^-^(1 + }1/о)) + т0со211 =0 (6)

(к

и (г) - комплексная амплитудная функция, характеризующая амплитуду п фазу колебаний в сечении с координчтои г; Т] - коэффициент внутреннего трения; 5 - площадь сечения стержня.

Разработанная математическзя модель позволяет осуществлять анализ и расчет резонансных характеристик колебательных систем произвольного сечения в зависимости от технологических параметров процесса УМД.

По результатам проведенных исследований сформулированы рекомендации по проектированию конкретных стержневых колсбагельных систем, применяемых в разработанном оборудовании.

С применением метода конечных элементов разработана упруго-пластическая модель напряженно-деформированного состояния (НДС) металла в процессах УМД, основанная на анализе деформаций при циклическом на-груженин с помощью метода переменкой жесткости и итерационной схемы расчета.

Применительно к процессу ультразвуковой навивки ленточных спиралей анализ НДС металла проведен с применением принципа независимости действия деформирующего усилия, изгибающего момента и усилия противонатя-жения.

Разработанные математические модели обобщены алгоритмом комплексного сквозного моделирования процессов УМД тугоплавких, металлов и

сплавов, с применением которого возможно проведение в едином цикле компьютерных исследований нагрева деформируемого металла, кинематических и силовых параметров обработки, режимов работы ультразвуковой колебательной системы, геометрических характеристик изготавливаемых лент, их напряженно-деформирозанного состояния в процессе обработки.

Сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными свидетельствует об адекватности разработанных моделей реальному процессу, что позволяет на их основе осуществлять оптимизацию конструктивных решений и технологиче-

Рис. 2. Амплитудно-частотные характеристики колебательной системы под кагруэ-кой (1-Р=50Н, 2- Р=100Н, 3-Р=200Н, 4 -Р=300Н)

скнх параметров процессов изготовления конструктивных элементов электронных приборов с применением метода УМД.

Третья глава посвящена разработке комплексной математической модели процессов плазменного напыления покрытий, применяемых для формирования поверхностных свойств конструктивных элементов электронных приборов, на основе которой возможно проведение исследований и разработка новых технологических процессов напыления при минимальном количестве дорого-поящих экспериментальных исследований.

Анализ протекающих при плазменном напылении теплофизических и динамических процессов показал их полную корреляцию с процессами УМД, чго позволило осуществлять разработку математических моделей по общей схеме, в соответствии с концепцией комплексного моделирования (рис.3). В диссертационной работе впервые в теории плазменного напыления предложена и практически реализована имитационная модель процесса плазменного напыления, которая базируется на моделировании поведения частиц порошка в плазменной струе и при взаимодействии с основанием в соответствии с физической и логической последовательностью протекающих процессов.

Нагрев и движение частиц порошка при напылении в атмосферных условиях описан на основе применения численных и аналитических методов решения уравнений теплопроводности и динамики газовых сред. В сравнении с известными моделями, разработанными в работах Кудинова В.В., Иванова Е.М., Клубникина B.C., предложенное в диссертационной работе математическое описание этой стадии процесса плазменного напыления базируется на имитационном принципе моделирования и учете влияния температуры на свойства всех вещеста, что обеспечивает белее высокую точность и наглядность результатов моделирования. При решении аналогичных задач применительно к условиям разреженных сред применены законы молекулярно-кинетнческой теории газов и численные методы описания плазменной струи, что позволило разработать алгоритмы расчета динамики изменения температуры и скорости частиц в плазменной струе в зависимости от технологических параметров напыления.

Модель формирования структуры плазменных покрытии разработана на основе детерминированного и статистического подхода (метод Монте-Карло). Первый подход предполагает расчет траектории и координаты попадания на основание каждой частицы, при втором подходе распределение частиц порошка в плазменной струе, их скоростей и диаметров, координат попадания на основание описывается с помощью вероятностных законов, что существенно снижает требования к производительности применяемых при моделировании вычислительных средств при некотором уменьшении точности результатов моделирования, которая все же, как показала проведенная экспериментальная ьорификация, остается приемлемой для практических исследований.

. матерная

теплофиэ веские и механические ото йот за . геометрические размеры . шероховатость поверхности

. скорость движения . 31кон перемещения

. упрутэ-'.'.пэетичесхая деформация частиц и основания . теплообмен между частицей. £ основанием и внешней средой| . юнтактныэ явления . диффузия . формирование структуры покрытия

. формирование полей дефор-меций и напряжений 1

^ВыХС.ЛНЫе ДАИНЬИ

. распределение температуры деформаций и напряжений в пространстве и времени . структура покрытия . содержание лор, шероховатость поверхности

Рис. 3. Схема комплексного моделирования процесса плазменного напыления

покрытий

На основе основных положений теории сплошных сред предложена методика трехмерного моделирования взаимодействия частиц порошка с основой, включающая математическое описание полей скоростей, давлений, темпе-

ратур и напряжений с учетом процесса кристаллизации и движения свободной поверхности расплавленной частицы, что позволяет в большей степени приблизить процесс формирования пор в плазменных покрытиях к реальным условиям напыления.

Эта задача решена на основе применения уравнения Навье-Стокса в приближении Буссинеска:

^ + + (7)

. + (v-V)? at

где: v — вектор скорости жидкости;р — давление; g — напряженность гравитационного ноля или ускорение свободного падения; р — плотность расплавленной частицы; J] — динамическая вязкость частицы, а также уравнения неразрывности для случая несжимаемой жидкости и уравнения состояния.

Теплопередача в системе частица-основание описывается с помощью решения 2- мерной задачи теплообмена с учетом гидродинамических процессов и расплавленной частице и сил давления.

В отличие от рацее существующих моделей взаимодействия частицы с основанном (Кудинов В.В., Солоиенко О.П., Fukanuma F. и др.), в разработанной модели предлагается комплексное рассмотрение на математическом уровне взаимосвязанных физических процессов, таких как удар частицы о твердое основание, се растекание с учетом кристаллизации и определение свободной поверхности расплава на основе использования функции объема жидкой фазы (F) (F = 1, при наличии жидкой фазы и F = 0, при ее отсутствии):

3F - «ч

-+ (V • V)F = 0 (8)

dt

Так как основной вклад в образование дефектов сплошности плазменных покрытий (трещины, отслоения и др.) вносят напряжения первого рода, то для их анализа разработаны взаимосвязанные модели теплопередачи и формирования температурных напряжений в системе покрытие-основание в одномерном и трехмерном описании. Для трехмерного описания задачи применена теория конечных элементов, реализованная в программном комплексе "MARC", который адаптирован к условиям плазменного напыления, динамического изменения толщины покрытия, образования ламелей, пор и реальных размеров напыляемых деталей. Исследования модели показали, что ее эффективное применение, исходя из больших требуемых вычислительных ресурсов, возможно только на рабочих станциях и супер-ЭВМ. Поэтому разработан одномерный вариант модели применительно к возможностям персональных ЭВМ средней и высокой производительности, который базируется на основных положениях теории термоупругости и теории сплошных сред.

Таким образом, представленные п главах 2 и 3 комплексные математические модели теплофизических и динамических процессов формирования конструктивных элементов электронных приборов с применением метода УМД и плазменного напыления дают возможность проведения исследований и разработки новых техноло] нческих процессов и оборудования при минимальных затратах времени, труда и материальных средств на технологическую подготовку производства.

Четвертая глава посвящена разработке экспериментального оборудования, методик и программных средств для исследования процессов УМД и плазменного напыления. На основе установленных особенностей процесса УМД сформулированы общие требования и рекомендации по проектированию экспериментального оборудования и оснастки, а также разработана серия установок, позволяющих проводить экспериментальные исследования и отработку различных вариантов технологий изготовления изделий, применяемых в электронной технике (ультразвуковое плющение лент различных типоразмеров, навивка ленточных спиралей из проволок, изготовление контакт-деталей герко-нов). Разработана методика исследований процессов УМД и конструктивных особенностей создаваемого оборудования.

На уровне изобретений разработаны специальные методы и устройства для контроля технологических параметров процессов УМД (температуры нагрева в вакууме прополок из тугоплавких металлов (а.с. № J 529056), амплитуды ультразвуковых колебаний (а.с. №1428938, 1428939) и исследования свойств тугоплавких металлов и сплавов (способ выявления микроструктуры (а.с. 1753334)).

Для исследования процесса плазменного напыления покрытий за основу принят метод компьютерного моделирования. Для экспериментальной верификации разработанных моделей выбраны современные автоматизированные методы измерения параметров плазменной струи (метод лазерно-доплеровской анемометрии, высокоскоростной пирометрии) н свойств покрытии (микроструктурный и рентгеноструктурный анализ) с применением статистических методов обработки результатов измерений.

Разработаны также принципы построения программных средств для моделирования технологических процессов. Показано, что наиболее перспективным является применение для этих целен технологии объектно-ориентированного программирования в среде DOS или Windows, а зависимости от возможностей применяемых вычислительных средств. Разработаны программные комплексы для сквозного моделирования процессов ультразвуковой и плазменной обработки, отличительной особенностью которых является использование общих баз данных, их конвейерная обработка, возможность графической визуализации результатов моделирования, а также наличие инструментальных средств для объектно-ориентированного программирования математических задач.

Для трехмерного моделирования технологических задач рекомендовано включение в состав разрабатываемых программных комплексов процессоров коммерческих программных средств, реализующих метод конечных элементов и вычислительной динамики жидких сред, что позволяет существенно сократить время разработки и повысить их информативность.

В пятой главе представлены результаты моделирования и экспериментальных исследований процессов ультразвукового микропластического деформирования тугоплавких металлов и принципов построения промышленного оборудования для изготовления конструктивных элементов электронных приборов.

Проведено комплексное компьютерное моделирование и экспериментальные исследования всех стадий процессов ультразвукового микропластического деформирования тугоплавких металлов. Установлено, что механические свойства и структура изделий, изготавливаемых методами ультразвукового плющения и навивки в наибольшей степени зависит от степени обжатия за проход, амплитуды ультразвуковых колебаний, угла захода инструментов и температуры нагрева заготовок.

Исследованы особенности термообработки тугоплавких металлов перед ультразвуковым деформированием с применением инфракрасного и электроконтактного нагрева. Показано, что для каждой конструкции нагревателя, заданной температуры в зоне нагрева и силы электрического тока можно установить оптимальное значение скорости, при которой обеспечивается максимальная температура проволок в зоне деформации. Увеличение длины ИК-нагреьателя при одинаковой мощности позволяет повысить скорость протягивания и обеспечивает нагрев до требуемых температур проволок больших диаметров. При нагреве прямым пропусканием тока температурные режимы нагрева проволок регулируются величиной пропускаемого тока и выбором расстояния между токоподводящими контактами и деформирующими инструментами.

Проведенные исследования показали, что наиболее существенное влияние на микроструктуру и механические свойства изготавливаемых изделий оказывает температура нагрева металла. Экспериментально подтверждены теоретические выводы о возможности формирования при УМД требуемого комплекса физико-механических и технологических свойств изготавливаемых изделий управлением конкурирующими процессами динамической рекристаллизации и деформационного упрочнения с помощью режимов высокоскоростного ультразвукового деформирования и высокотемпературного нагрева. Показано, что при оптимальных режимах УМД на деформируемых поверхностях заготовок формируется бестекстурный поверхностный слой с низкой склонностью к расслоениям и сохранением исходной текстуры во внутренних слоях металла, что шряду с напряженно-деформированным состоянием металла оказывает

наиболее существенное влияние на склонность тугоплавких металлов к расслоению в процессе их пластического деформирования.

Механические свойства и микроструктура изготавливаемых изделий в значительной степени зависят и от угла захода деформирующих инструментов. Установлено, что для тугоплавких металлов с повышенной склонностью к расслоению (вольфрам) необходимо выбирать режимы обработки, уменьшающие образование растягивающих напряжений и преимущественное формоизменение металла в направлении вытяжки При оптимальных режимах УМД обеспечивается улучшения механических, технологических свойств и микроструктуры металла в сравнении с исходными заготовками и изделиями, изготавливаемыми по традиционной технологии (рис.4).

Прочность Пластичность Газрывное Выход годных усилие свирки по трещинам

Рис. 4. Сравнительные характеристики лент для МГП, полученных по разработанной и традиционной технологии в процентном отношении к исходной проволоке

Показано, что амплитуда ультразвуковых колебаний инструментов является основным фактором, определяющим стабильность протекания процессов УМД, силовые характеристики обработки, качество поверхности и точностные характеристики изготавливаемых изделий. Наибольшее влияние на силовые параметры процессов УМД оказывает соотношение суммарной амплитуды колебаний и величины упругой деформации инструментов и заготовки. Установлено, что сложность обеспечения большой степени деформации металла чаще всего связана с переходом процессов УМД из режима ковки в режим волочения из-за возрастания упругой деформации инструментов (вследствие роста силового воздействия). Для обеспечения устойчивого режима ультразвукового деформирования необходимо, чтобы размах амплитуды колебаний инструментов на 20-60% превышал суммарную упругую деформацию.

В результате компьютерных и экспериментальных исследований установлено влияние режимов УМД и конструктивных особенностей колебательных систем и электрических характеристик ультразвуковых генераторов на

стабильность амплитуды. Наиболее существенное влияние на амплитуду оказывает нестабильность собственной резонансной частоты преобразователя,, званная его прогревом и условиями нагружения в процессе обработки. Предложены схемотехнические и конструкторско-технологнческие меры стабилизации амплитуды. В частности, исходя из того, что в резонансе фазовый сдвиг между выходным напряжением генератора и колебаниями инструментов практически равен нулю, а отклонение от резонанса в ту или другую сторону вызывает появление фазового сдвига, предложен метод создания авторезонансной колебательной системы, которая обеспечивает колебания на той частоте, на которой суммарный фазовый сдвиг равен нулю, т. е. на резонансной частоте системы.

Исследовано влияние конструктивных параметров оборудования и режимов УМД на точностные характеристики изготавливаемых изделий, Показано, что основными факторами, влияющими на точность толщины изделий ленточного профиля, являются стабильность амплитуды ультразвуковых колебаний инструментов, непараллельность их калибрующих поверхностей, тепловое расширение, механическая жесткость акустической системы. Причиной экспериментально наблюдаемого явления вибрации ленты в поперечном направлении и появления за счет этого непрямолинейности профиля являются поперечные изгибные колебания волноводов. Предложены конструктивные способы уменьшения изгибных колебаний. В частности, для схем УМД с двухсторонним подводом в очаг деформации ультразвуковых колебаний рекомендовано применение колебательных систем, у которых резонансная частота изгибных колебаний выступающей части волновода значительно отличается от рабочей частоты продольных колебаний. Показано, что для обеспечения требуемой техническими условиями электронной техники точности лент по толщине необходимо применение в конструкциях установок систем автомагической стабилизации амплитуды колебаний и толщины лент, принципы построения которых и конструктивные решения предложены в работе.

Наиболее жесткие требования по точности геометрических размеров предъявляются спиральным замедляющим системам ЛБВ. Проведенные исследования показали, что точность спирали по шагу при их изготовлении но разработанной технологии ультразвуковой навивки находится в пределах, достигаемых по традиционной технологии, но с дополнительным применением формовочного отжига. Точность спиралей по наружному диаметру в 2-3 раза выше, чем при традиционной технологии навивки. Уменьшается также непараллельность образующей витка спирали относительно поверхности керна, что в комплексе позволяет исключить операцию шлифовки спирали по наружному дигмегру в процессе изготовления ЛБВ миллиметрового и сантиметрового диапазонов.

В результате проведенного компьютерного моделирования и экспериментальных исследований установлены технологические методы управления

напряженно-деформированным состоянием металла в процессах УМД. Показано, что напряженно-деформированное состояние металла в процессе обработки можно формировать выбором степени деформации заготовки за проход и угла захода инструментов. Наиболее равномерное напряженно-деформированное состояние, а также сжимающие напряжения в изделиях формируются при малых углах захода инструментов и относительно больших степенях деформации.

Таким образом, проведенный комплекс исследований позволил установить особенности формирования и управления структурой, а также свойствами изделий из тугоплавких материалов,.изготавливаемых способами УМД.

В шестой главе приведены результаты компьютерного моделирования и экспериментальных исследований процесса формирования специальных покрытий конструктивных элементов МГП методом плазменного напыления. В частности, с применением разработанного программного комплекса проведено комплексное моделирование процессов плазменного напыления изоляционных и геттерных покрытий катодно-подогревательных и сеточных узлов МГП, а также экспериментальная верификация моделей с применением лазерно-доплеровской анемометрии, высокоскоростной пирометрии. Оценка адекватности разработанных моделей осуществлялась на основе статистической обработки результатов моделирования и экспериментальных исследований. Установлено влияние технологических параметров напыления на пористость покрытий и уровень формирующихся термических напряжений. Показано, что требуемая более высокая пористость геттерных покрытий достигается за счет снижения до обоснованного минимума скорости частиц в момент соударения с основанием и увеличением разброса их диаметра.

Снижение уровня напряжений в покрытиях достигается при предварительном подогреве основания, увеличении его толщины, а также при уменьшении толщины покрытия. Прочность сцепления покрытий коррелирует с закономерностями изменения температурных напряжений (рис.5). Вследствие более высокой пористости, прочность сцепления титановых покрытий практически для всех режимов напыления ниже, чем покрытий из окиси алюминия.

В результате проведенных исследований установлены режимы напыления изо-

250

Рис. 5. Влияние температуры подогрева основания на прочность сцепления покрытия

ляционных и гетгерных покрытий, при которых формируются требуемые эксплуатационные свойства (прочность сцепления с основанием, содержание пор и др.).

Показано, что разработанный программный комплекс является универсальным средством, которое при наличии базы данных свойств веществ можно эффективно использовать для исследования и разработки технологий плазменного напыления любых видов покрытий с минимальными затратами времени на технологическую подготовку производства.

Исследована возможность применения многомерных моделей (2D, 3D), базирующихся на методе конечных элементов (FEM), и вычислительной динамики жидкостей (CFD) для исследования процессов плазменного напыления покрытий (рис.6).

4 6.388ЕЮ9 + 07-IE+09 + Э.780Е109 +2.988Е+09 +2.192009 ♦ 1.398Е+09 4 8,0191'М)8

- 1.904ЕШ

- 9.8ИЕ+08

- 1.778Е+09 I - 2.672EKI9

Рис. 6. Распределение напряжений (о„) [Па] в основании после напыления первой

ламели

Показано, что трехмерные модели отличаются большим приближением к реальному процессу, а результаты моделирования высокой информативностью. Однако их практическое применение требует высокопроизводительной вычислительной техники, а также значительно больших затрат на разработку или приобретение программных средств. Поэтому выбор методов моделирования должен осуществляться на основе взвешенного, экономически обоснованного подхода.

В седьмой главе на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований ультразвуковых и плазменных методов формирования элементов электронных приборов разработаны общие принципы и рекомендации по проектированию промышленного оборудования и оснастки и, в частности, рекомендации по особенностям конструктивного решения ультразвуковых колебательных систем, систем нагрева проволок перед обработкой, лентопротяжного механизма установок, системы стабилизации толщины лент, конст-

рукции инструментов (для процессов УМД), а также интегрированного технологического комплекса для исследования, моделирования и практической реализации процессов плазменного напыления покрытий.

В содружестве с ведущими предприятиями электронной промышленности и приборостроения (ПО "Светлана", г. С.-Петербург; НИИ "Волна", г. Саратов; Саратовский завод электронного машиностроения; Калужский завод телеграфной аппаратуры и др.) разработаны и внедрены в производство установки для изготовления лент и технологические процессы изготовления конструктивных элементов электронных приборов, построенных на базе разработанного оборудования:

« установка и технологический процесс для изготовления мнкролент размерами 0,1х 0,2, 0,1х 0,3 мм из вольфрама для конструктивных элементов ЭВП. Изготовлена НИИ "Волна", г. Саратов. Применение установки в технологии изделий электронной техники позволило в сравнении с существующим промышленным оборудованием увеличить производительность процесса плющения (скорость с 1 м/мин до 30 м/мин, количество проходов до получения готового изделия с четырех до одного) и выход годной продукции с 35% до 80%;

• установка для изготовления прецизионных лент из тугоплавких металлов "Мустанг" (точность лент по тощине - ±0,001 мм) для замедляющих систем и конструктивных элементов приборов СВЧ диапазона (рис.7). Разработана и изготовлена совместно с Саратовским заводом электронного машиностроения. Установка "Мустанг" внедрена в производство в Научно-исследовательском институте материалов электронной техники, г. Калуга. Это позволило решить существовавшую в электронной промышленности проблему получения прецизионных микролент из тугоплавких металлов и сплавов для электронных приборов специального назначения.

• установка для изготовления лент средних типоразмеров (0,2x0,6, 0,4x1,2 мм) из тугоплавких металлов и сплавов (ГУПВ-2) для сеток МГП. Разработана совместно с СКТБ БГУИР и внедрена в производство на ПО "Светлана, г. С.Петербург. На плющенную ленту (плющенку) из молибдена размером 0,4х 1,2 мм, для деталей генераторных приборов, изготавливаемую с помощью установки ГУПВ-2, разработаны и утверждены технические условия (ТУ 40 БССР 06-80), а также типовой технологический процесс.

В разработанной конструкции установки и технологическом процессе использованы изобретения: а.с. № 1103589, 1349079, 1494342, сведения о внедрении которых оформлены по форме 4-НТ.

• установка и технологический процесс ультразвуковой навивки ленточных спиралей из проволоки, применяемых в качестве замедляющих систем ЛБВ и ЛОВ (а.с. №844112, 1388168). Разработаны совместно с НИИ "Волна", г. Саратов, на базе серийно выпускаемого станка для навивки спиралей с программным управлением И4.017.0029, в котором на подвижной каретке смонтировано устройство ультразвукового плющения. Применение разработанного оборудо-

рання и технологии на ПО "Контакт", г. Саратов, позволило повысить точнос1ь спирален по наружному днамегру (2-3 раза), уменьшить величину ненарал-лельносгн образующей витка спирали относительно керна и исключить из технологического цикла производства операции изготовления плющеной ленты, шлифования спирали по наружному диаметру, электрохимическое снятие заусенцев. Улучшение условий теплоотвода за счет большей площади кошакт-ной поверхности, позволило повысить параметры ЛБВ и выход годных приборов в пределах 3-4%;

• установка для изготовления лент для стартстопных муфт телеграфных аппаратов (УУП-2). Разработана и изготовлена совместно с Калужским заводом телеграфной аппаратуры. Применение установки в производстве телеграфных аппаратов позволило снизить трудоемкость и брак при изготовлении пружин стартстопных муфт, а также сократить трудоемкость профилактических и ремонтных работ при их эксплуатации.

« установка для изготовления лент методом ультразвукового микропластического деформирования в холодном состоянии УП-7. Разработана и изготовлена БГУИР по заказам Подольского электромеханического завода (для изготовления лент из меди с размерами: толщина - 0,1+0,05 мм и ширина - 0,7±0,1 для бытовых приборов) и НИИ "Теплоприбор" (ныне ОАО институт "Минерал"), г.

С -Петербург, для изготовления лент из нихрома с геометрическими размерами 0,2x0,7 мм, для специальных нагревателей.

Разработан и внедрен на ряде предприятий и в научных учреждениях (НИТИ, г. Саратов, МТЗ, г. Минск; ПО "Сдавич", г. Переславль и др.) прибор для измерения амплитуды ультразвуковых колебаний, конструкция которого защищена двумя авторскими свидетельствами на изобретения (а.с. №1428938, 1428939). Применение прибора позволило решить существовавшую в нашей республике и странах СНГ проблему бесконтактного контроля амплитуды ультразвуковых колебаний в технологическом и исследовательском ультразвуковом оборудовании и, соответственно, повысить качественные характеристики изготавливаемых изделий, сократить время на наладочные работы. Прибор входит также в состав разработанного ультразвукового оборудования.

На основе предложенной концепции сквозного моделирования процессов плазменного напыления покрытий разработан интегрированный технологической комплекс для исследования и практической реализации процессов плазменного напыления покрытий, применяемых в электронной и других отраслях техники. В состав комплекса входит разработанное и рамках диссертационной работы оригинальное программно-математическое обеспечение, комплект измерительной аппаратуры, средства для компьютерного управления режимами напыления. Практическое применение комплекса в опытном производстве НИИПМ, г. Минск, позволяет сократить время на технологическую подготовку производства новых изделий, снизить затраты на материалы и газы, требуемые для проведения исследований, улучшить условия труда инженеров-технологов.

Суммарный экономический эффект от внедрения разработок в ценах 1998 г. составил более 21 млрд. рублей.

Результаты диссертационной работы нашли также широкое применение в учебном процессе. В частности, предложена и практически реализована концепция автоматизированного обучения в области конструирования и технологии изделий электронной и вычислительной техники, базирующаяся на широком применении методов компьютерного моделирования, оригинальных инструментальных средств для создания обучающих и контролирующих систем, средств мультимедиа. В учебный процесс в вузах Беларуси и ближнего зарубежья внедрено более 20 автоматизированных обучающих систем, по результатам исследований защищено более 30 дипломных проектов.

В приложениях, объединенных в отдельном томе, представлена дополнительная информация, поясняющая сущность проведенных по теме диссертации исследований и разработок, схемы и чертежи общих видов и фотографии разработанных способов УМД, устройств, приборов и оборудования, логические схемы компьютерной реализации разработанных математических моделей, описания программных комплексов, результаты практического использования и акты внедрения результатов диссертационной работы в производство и в учебный процесс.

30

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с поставленной целью и задачами диссертационной работы проведено теоретическое обобщение и решение научной проблемы по созданию высокоэффективных ультразвуковых и плазменных процессов и оборудования для формирования элементов электронных приборов из тугоплавких материалов.

Основные научные и практические результаты работы можно сформулировать в виде следующих положений:

1. Исходя из особенностей механических свойств и структуры тугоплавких металлов и сплавов предложен новый метод их обработки - горячее ультразвуковое микропластическое деформирование в условиях вакуума, при котором обеспечивается высокое качество изготавливаемых изделий за счет снижения их хрупкости, склонности к образованию трещин, шероховатости обработанных поверхностей и геометрической точности размеров. Установлен физический механизм формирования структуры и свойств изготавливаемых изделий, который определяется протеканием конкурирующих процессов динамической рекристаллизации и высокоскоростного ультразвукового деформирования, созданием условий для формирования разориентированной ячеистой структуры, особенностями формоизменения металла, его напряженно-деформированного состояния, условиями трения и адгезионного взаимодействия [8, 11,20, 22-28, 90, 101].

На основе установленных закономерностей сформулированы принципы разработки новых процессов УМД для изготовления, изделий из тугоплавких металлов и сплавов, применяемых в электронной технике и предложены новые способы и устройства для изготовления лент и ленточных спиралей, которые защищены 23 авторскими свидетельствами на изобретения и 5 патентами (США, Великобритания, Германия, Франция, Япония) [59-86].

2. Сформулирована концепция и предложена схема комплексного сквозного моделирования методов формирования конструктивных элементов электронных приборов, основанных на применении ультразвука и плазмы, которая базируется на имитационном принципе моделирования, сквозной передаче данных, общих баз данных свойств веществ, участвующих в исследуемых процессах, конвейерных методов их обработки, с учетом температурной зависимости свойств [2, 37, 38,48,49].

3. На основе основных положений теории сплошных сред и теории теп-ломассобмена впервые разработана комплексная модель теплофизических и динамических процессов, имеющих место на различных стадиях УМД, которая описывает нагрев и охлаждение обрабатываемых металлов, их взаимодействие с обрабатывающими инструментами, формирование напряженно-деформированного состояния металла с учетом динамических характеристик колебательной системы, упругих деформаций металла и инструментов, темпе-

рагурную зависимость свойств материалов. Показано, что определяющий параметр процессов ультразвукового микропласгнческого деформирования - это соотношение амплитуды ультразвуковых колебаний и величины суммарной упругой деформации системы "деформируемый металл-инструмент" [16-18, 29-30,41,44, 46, 49-51,98, 99].

4. Впервые проведен аналитический анализ работы ультразвуковой колебательной системы установок УМД в условиях силового воздействия. Установлено, что силовое воздействие на колебательную систему приводит к повышению резонансной частоты и уменьшению амплитуды колебаний. Для расчета амплитуды установившихся колебаний в процессах УМД необходим один обобщенный параметр колебательной системы - динамическая жесткость. На этой основе разработана обобщенная численная модель колебательной системы, с помощью которой возможно проведение расчета конструкции как самой колебательной системы, так и изменение ее резонансных характеристик в процессе обработки [10,46].

5. Исходя из предложенной концепции комплексного моделирования технологических процессов разработаны взаимосвязанные имитационные математические модели основных стадий процессов плазменного напыления в атмосферных условиях и в условиях разреженной среды (нагрев и движение частиц в плазменной струе, взаимодействие с основанием, формирование структуры покрытий и температурных напряжений в системе покрытие-основание), которые в отличие от известных, учитывают особенности взаимодействия моделей, принципы сквозной передачи данных, температурную зависимость всех свойств веществ, возможности использования ресурсов баз данных. С применением технологии объектно-ориентированного программирования разработаны оригинальные программные комплексы для практической реализации моделей. [2, 33-36, 40, 42, 43,47, 48, 52, 56-58, 108-110].

6. В результате комплексного компьютерного моделирования и экспериментальных исследований установлено, что качество изделий изготавливаемых методами ультразвукового плющения и навивки зависит от степени обжатия за проход, амплитуды ультразвуковых колебаний, угла захода инструментов и температуры нагрева заготовок, которые, наряду с другими параметрами обработки, определяют напряженно-деформированное состояние металла. Показано, что наиболее существенное влияние на микроструктуру и механические свойства изготавливаемых изделий из тугоплавких металлов и сплавов оказывают температура нагрева металла и угол захода инструментов. Оптимальное сочетание механических и технологических свойств формируется при нагреве металла до температур начала рекристаллизации и обеспечении термодинамических условий деформирования в режиме протекания динамической рекристаллизации с сохранением преимущественно волокнистой структуры металла и формировании на поверхности изготавливаемых изделий безтекстурного

слоя с относительно низким уровнем остаточных напряжений [7, 1 1, 20, 24, 2528.41,88-93,96, 104].

7. Установлено влияние режимов УМД и плазменного напыления на динамику протекания процессов, определяющих качество изготавливаемых изделий, что впервые позволило выявить механизмы и сформулировать технологические рекомендации по управлению микроструктурой и свойствами обрабатываемых материалов, а также требования к конструктивным особенностям технологического оборудования [2, 11, 13, 14, 15, 19, 24, 50, 51].

8. Сформулированы рекомендации по разработке ультразвукового оборудования и технологических процессов для изготовления лент и спиралей, применяемых в электронных приборах, на основе которых разработаны и внедрены в производство 6 единиц оборудования и необходимое технологическое оснащение, а также оригинальный прибор для измерения амплитуды ультразвуковых колебаний, в которых нашли практическое применение ряд авторских свидетельств на изобретения.

Применение разработанных технологических процессов и оборудования позволило в сравнении с промышленными технологиями в 2-3 раза повыешь выход годной продукции, изготавливаемой из дорогостоящих и дефицитных тут оплавких металлов и сплавов, в 2-4 раза повысить производительность процессов, улучшить условия труда, экологическую безопасность и реши ib для электронной промышленности проблему изготовления высокоточных изделий ленточного профиля из тугоплавких металлов и сплавов. Суммарный экономический эффект от внедрения разработок в ценах 1998 г. составил более 21 млрд. рублей [9, 12, 15, 21, 41, 46, 59-86, 94, 95, 97, 103-107, 111].

9. Разработан и внедрен в производство в НИИИМ шггсфировашшй технологической комплекс для исследования, разработки и практической реализации процессов плазменного напыления покрытий, применяемых в электронной и других отраслях техники, практическое использование которого позволяет сократить время на технологическую подготовку производства новых изделий, снизить затраты на материалы и газы, требуемые для проведении исследований, улучшить условия труда инженеров-технологов [2, 48, 109].

Результаты диссертационной работы нашли также широкое применение в учебном процессе, в лекционных курсах и при постановке лабораторных работ. В вузах Беларуси и России внедрено более 20 автоматизированных обучающих систем по конструкторско-технологическим дисциплинам [1, 32, 39, 53-55].

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Монографии

1. Автоматизированные обучающие системы и инструментальные средства для их разработки / А.П.Достанко, С.П.Кундас, И.М.Русак, М.И.Пикуль, И.П.Стацук, Е.13.Баранов,- Мн.: БГУИР/ ИУ, 1997. - 120 с.

2. Компьютерное моделирование процессов плазменного напыления покрытий / С.П.Кундас, А.П.Достанко, А.Ф.Илькнценко, А.Н.Кузьменков, Е.Ьи§8сЬе|Ч1ег, II. ЕпИ. - Мн.: Бестпринт, 1998. - 212 с.

Статьи, брошюры

3. Тявлоиский М.Д., Кундас С.П., Балуев В.И. Современные способы получения лент из труднообрабатываемых металлов и сплавов. - Минск: БелНИИН-ТИ, 1978,- 41с.

4. Белов Л.В., Тявловский М.Д., Кундас С.П. Ультразвуковое плющение полуфабрикатов для упругих элементов аппаратуры связи II Средства связи. -1979.- Вып.5 - ЦООНТИ "ЭКОС". - С.43-44.

5. Тявловский М.Д., Кундас С.П. Установка для получения лент из труднообрабатываемых металлов // Приборы и системы управления-1979,- №10- С.37-38.

6. Тявловский М.Д., Тхостов М.Х.-М., Кундас С.П. Нагрев проволок из тугоплавких металлов с помощью инфракрасного излучения // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1980. -№ 4. - С. 18-19.

7. Тявловский М.Д., Кундас С.П. Деформируемость вольфрама при горячем ультразвуковом плющении в вакууме // Цветные металлы. - 1980,- № 5.-С.81-83.

8. Исследование физико-механических свойств микролент из вольфрама, полученных горячим ультразвуковым плющением в вакууме // М.Д.Тявловский, С.П.Кундас, И.И.Поляков, Курдин ЮА. // Электронная техника. -1980,- Сер.6, Материалы. - Вып.2. - С.37-42.

9. Установка для получения микролент из тугоплавких металлов с помощью ультразвука / М.Д.Тявловский, С.П.Кундас, И.И.Поляков, Курдин Ю.А. //' Ультразвуковые методы воздействия на ультразвуковые процессы: Материалы IV Всесшози. конф. по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов: Научн. тр. МИСиС. - № 133. - М.: Металлургия. - 1981. --С.93-97.

10. Тявловский М.Д., Кундас С.П., Боженков В.В. Исследование влияния амплитуды колебаний ультразвуковых инструментов на динамические характеристики процесса плющения микролент из вольфрама // Динамические эффекты мощного ультразвука: Сб. науч. трудов УГУ - Вып.2 - Ижевск: УГУ.—1981. -С.68 -73.

11. Тявловский М.Д., Кундас С.П. Получение лент микронных сечении из вольфрама // Физика и химия обработки материалов. - 1982. 3,- С. 105-112.

12. Высокопроизводительный процесс получения лент из тугоплавких металлов и сплавов / В.В.Боженков. Н.В.Вышинский, С.П.Кундас, М.Д.Тявловский // Электронная промышленность. - 1983. - Вып. 6 (123). - С.49-50.

13. Тявловский М.Д., Кундас С.П., Вышинский Н.В. Исследование износа инструмента при горячем ультразвуковом плющении в вакууме вольфрама и молибдена//Трение и износ. - 1983.-T.IV.-№3.- С.561-565.

14. Тявловский М.Д., Кундас С.П., Дереченник С.С. Определение температурных режимов нагрева проволок из тугоплавких металлов при ГУПВ // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1984. - №11. - С.59-64.

15. Автоматизированная установка для производства ленты из проволоки / М.Д. Тявловский, С.П.Кундас, В.В.Боженков, В.А.Колтович, Г.В.Сятковский, М.Н.Лось // Механизация и автоматизация производства. - 1984. - №11. -С.4-5.

16. Тявловский М.Д., Кундас С.П. Исследование кинематики ультразвукового плющения двумя активными деформирующими инструментами, работающими в синфазном режиме // Becui АН Беларусь Сер. ф1з.-тэхн. навук. - 1984. - № 7. - С.56-61.

17. Цяулоуск1 М.Д., Кундас С.П. Кшематыка ультрагукавога плюшчэння пры розных амплитудах ваганняу дэфармуючых шструментау // Becui АН Беларусь Сер. ф1з.-тэхн. навук,- 1984. -№ 4. - С.59 - 63.

18. Тявловский М.Д., Кундас С.П. Исследование кинематики ультразвукового плющения при различных фазах и частотах колебаний деформирующих инструментов // Becui АН Беларусь Сер. ф1з.- тэхн. навук. -1985. -№I- С.70-74.

19. Кундас С.П., Тявловский М.Д., Боженков В.В. Исследование процесса горячего ультразвукового плющения в вакууме проволоки из молибдена // Цветные металлы. - 1985. - № 2. - С.74-77.

20. Investigation of the Physical Propcrties mcchanical Propcrtics and Structures of Fiat Wircs Produced from Rcfractory Metals and Alloys by Vacuum Hot Ultrasonic Flattcning Method / S.P.Kundas, M.D.Tyavlovsky, V.V.Bogenkov, G.V.Syatkovsky, V.A.Koltovich, M.N. Los, N.V. Vyshinsky // Proccedings of the 11 Plansee Scminar 85.- V.I.- Reutte: Austria, 1985,- P.15-25.

21. Тявловский М.Д., Сятковский Г.В., Кундас С.П. Ультразвуковая установка для изготовления профилированной ленты из проволоки // Цветная металлургия. - 1986. - № 9. - С.26-29.

22. Тявловский М.Д., Кундас С.П., Боженков В.В., Сятковский Г.В. Прочность и пластичность тугоплавких металлов при ультразвуковом плющении в вакууме // Сб. научн. трудов ИПП АН УССР " Ультразвуковые колебания и их влияние на механические характеристики конструкционных материалов". - Киев: Наук. Думка, 1986,- С.49 -53.

23. Тявловский М.Д., Кундас С.П., Боженков В.В. Физические основы пластического деформирования тугоплавких металлов в ультразвуковом поле II Ульт-

развук в технологии: Материалы Международной конференции. - Братислава, 1987. -С.69-74.

24. Wear of Hard-Metal Tools and the Shape Effect of Tools of Mechanical Properties and Structure of Molibdenum Flat Wire under Conditions of Hot Ultrasonic Flattening in Vacuum / S.P.Kundas, M.D. Tyavlovsky, N.V.Vyshynsky, R. Stickler, K. Frieler// Proceeding of the 12-th Plansee Seminar 89.-V.1.- Reutte: Austria, 1989. - P.397-416.

25. Тявловский М.Д., Боженков Б.В., Кундас СЛ. Особенности напряженно-деформированного состояния металла при ультразвуковой микроковке // Becui АН Беларусь Сер. фю.-тэхн. навук. -т1990.-№ 4 - С.64-71.

26. Кундас С.П., Тявловский М.Д., Боженков В.В. Исследования влияния угла захода инструментов на силовые характеристики процесса ультразвуковой микроковки и геометрические параметры изготавливаемых лент // Becui АН Беларусь Сер. ф1з.- тэхн. навук. - 1991-№ 4. - С.46-50.

27. Кундас С.П., Тявловский М.Д., Столяров Н.В. Механические свойства лент, полученных ультразвуковой микроковкой // Becui АН Беларусь Сер. ф1з.-тахн. навук. -1992. - № 1. - С.56-61.

28. Stress-strained State of Refractory Metals under Ultrasonic Flattening / S.Kundas, V.Bogenkov, M.Tyavlovsky, E. Tolstjak // Proceeding of the 13-th Intern. Plansee Seminar- V.l. - Reutte: Austria, 1993 - P.987-997.

29. Кундас С.П. Компьютерное моделирование кинематики ультразвуковой навивки спиралей ЛБВ и ЛОВ // Современные средства связи: Материалы международной конференции.- Минск: БГУИР, 1995 - С. 176-179.

30. Кундас С.П., Хурсан С.А. Моделирование ультразвукового плющения лент для стартстопных муфт телеграфных аппаратов // Современные средства связи: Материалы международной конференции - Минск: БГУИР, 1995.- С. 180 -183.

31. Имитационное моделирование процесса формирования структуры покрытий при плазменном напылении / С.П.Кундас, U.Schnaut, А.Г.Макаревич, А.Н. Кузьменков // Современные средства связи: Материалы международной конференции. - Минск: БГУИР, 1995.-С. 184-187.

32. Кундас С.П. О разработке автоматизированных систем обучения //' Современные средства связи: Материалы международной конференции. - Минск: БГУИР, 1995,- С.288-291.

33. Simulation of Particle Heating and Muvement During the Plasma Spraying Process / S.Kundas, A.Kusmenkov, E.Lugscheider, F.Nyland, F.Ladru // Proceeding, of Intern. Conf. "Thermal Spraying '96". -DVS 175. - Essen. Germany, 1996. -P.406—412.

34. Kundas S.P. Computer simulation of heat transfer and residual stresses in plasma sprayed coatings // Proceeding of Intern. Conf. "MIXDES 96", Lodz. Poland, 30 May-1 June 1996.-Lodz, 1996-P.211-216.

35. Кундас С.П. Моделирование теплопередачи в системе покрытие-подложка при плазменном напылении // Известия Белорусской инженерной академии,-1996,- № 1(1).- С.122-125.

36. Кундас С.П., Звягов Д.Н. Моделирование остаточных напряжений в системе покрытие-подложка при плазменном напылении // Известия Белорусской инженерной академии.- 1996. -№ 1(1). - С.126 -130.

37. Кундас СЛ., Кузьменков А.Н. Разработка базы данных температурно-зависимых свойств веществ, применяемых при плазменном напылении покрытий // Известия Белорусской инженерной академии.- 1996. -№ 1(1).- С.130-133.

38. Кузьменков А.Н., Кундас С.П. Программный комплекс для сквозного моделирования процесса плазменного напыления покрытий // Известия Белорусской инженерной академии - 1996. - № 1(1). - С. 134-137.

39. Кундас С.П., Русак И.М., Петровский Ал.А., Турина Е.В. Универсальное инструментальное средство для разработки компьютерных обучающих систем // Труды международной научно-техн. конф. ONIT'96, "Новые информационные технологии в образовании". - Минск: БГЭУ, 1996 - С.267-271.

40. llyushchenko A., Kundas S., Okovity V., Gurevich V. Simulation and experimmtal studies of particlcs velocity in vacuum plasma spraying processes // Proceeding of the 14 Intern. Plansee Seminar.- V.I.- Reutte: Austria, 997,- P.659-670.

41. Kundas S. Development and research of ultrasonic winding of flat wire spirals from refractory metals and alloys // Proceeding of the 14 Intern. Plansee Seminar, V.I.- Reutte: Austria, 1997,- P.538-552.

42. Baranov V., Dostanko A., Kostukevitch A., Kundas S. Simulation of heat transfer in Si-Substrate under rapid infrared heating // Proceeding of 4-th Int. Conference "MIXDES 97". - Poznan, Poland, 1997. - P.277-282.

43. Звягов Д.Н., Кундас С.П. Моделирование и исследование влияния режимов плазменного напыления на остаточные напряжения в системе нокрытие-основа // Известия Белорусской инженерной академии - 1997. -№ 1(3)/3. - С.119-124.

44. Фастовсц Л.В. Кундас С.П. Моделирование процесса электроконтактного нагрева в технологии изготовления подвижных носителей информации на металлической основе // Известия.Белорусской инженерной академии-1997.- № 1(3)/3. - С.125-130.

45. Кундас С.П., Кузменков A.H.,.Eri(t U. Lugscheider Е. Применение метода конечных элементов для моделирования теплопередачи и напряжении в формируемых в плазме покрытиях // Известия Белорусской инженерной акаде-мии.-1997 - № 1(3)/3. - С.131-136.

46. Колтович В.А.,Кундас С.П., Тявловский М.Д. Модель колебательной системы ультразвуковых технологических установок // Известия Белорусской инженерной академии - 1997,-№ 1(3)/3. - С.170-175.

47. The experimental studies of particles velocity and temperature in plasma spraying processes / E.A.Doroschkevich, A.Ph. llyuschenko, S.P.Kundas, V.A.Okovity, V.A.Gurevich, T.R.Dubelir // Proc. of Intern. Conf. Technologia'97- Vol. 2. -Bratislava, 1997 - P. 653-656.

48. Кундас С.П. Концепция комплексного имитационного моделирования процесса плазменного напыления покрытий' // Весщ АН Беларуси Сер. (}нз.-тэхн. навук .- 1997-№ 1.-С.47-55.

49. Кундас С.П., Фастовец JI.B. Интегрированная модель процесса ультразвукового плющения лент из тугоплавких металлов и сплавов // Becui Акадэмн навук. Сер. ф13.-тэхн. навук. 1997. -№3. - С. 56-63.

50. Кундас С.П., Фастовец JI.B. Моделирование и исследование процесса нагрева проволок из тугоплавких металлов // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1997. - № 10. - С.30-33

51. Кундас С.П., Фастовец JI.B. Компьютерное моделирование теплофизиче-ских процессов при ультразвуковом плющении лент И Becui Акадэмн навук. Сер. ф1з.-тэхн. навук. 1998. -№1. - С. 56-63.

52. Modeling and experimental studies of particle velocity and temperature in plasma spraying process / A. llyuschenko, S.Kundas, V.Okovity, A. Kuzraenkov // Proc. of Thennal Spray United Forum for Scientific and Technological Advances. - ASM Internnational, Materials Park, Ohio, 1998. - P. 657-663.

53. Кундас С.П., Русак И.М., Турина E.B. Автоматизированные обучающие системы и инструментальные средства для их разработки // Сборник научных трудов "Современные технологии образования". - Вып. 1- Минск-Могилев: БГПА-ММИ, 1998. -С.101-105.

54. Кундас С.П. Применение методов компьютерного моделирования при разработке автоматизированных обучающих систем // Материалы республиканской научно-методической конференции "Проблемы совершенствования компьютерной подготовки в университете на факультетах неспециалыюго профиля". - Гродно: ГГУ, 1998. - С. 44-48.

55. Кундас С.П., Русак И.М., Турина Е.В. Универсальные программные сред-сгва для разработки автоматизированных обучающих систем // Материалы республиканской научно-методической конференции "Проблемы совершенствования компьютерной подготовки в университете на факультетах неспециального профиля". - Гродно: ГГУ, 1998. - С. 39-43.

56. Integrated simulation of atmospheric plasma spraying process // S.Kundas, A.Kuz'menkov, E.Lugscheider, U. Eritt / Proc. of 15-th Int. Thennal Spray Conference, Nice, France, 25-29 May 1998. - Nice, 1998. - P. 425-429.

57. Mathematical and computer modeling of particles interaction with plasma jet in low pressure condition // A. llyuschenko, S. Kundas, V. Gurevich, V. Okovity. Proc. of 15-th Intern. Thermal Spray Conference, Nice, France, 25-29 May 1998. - Nice, 1998. - P. 523- 527.

58. Simulation of thermal stresses in Si-substrate under rapid infrared heating / A. Dostanko, V. Baranov, A. Kostukevitch, 1. Sehukina, S. Kundas, D, Zvvjagov // Proc. of Intern. Conf. "M1XDES 98", Lodz, Poland, 18-20 June. 1998,- Lodz, 1998.-P. 205-208.

Патенты, авторские свидетельства

59. А. с. 645746 СССР, МКИ3 В 21 F 21/00. Устройство для получения ленты из проволоки / М.Д.Тяпловский, С.П.Кундас, М.Н.Лось, В.Ю.Серснков, Н.В.Вышинский (СССР). -№ 2145109-21; Заявлено 16.06.75; Опубл. 15.11.79. Бюл. -№ 41.// Открытия. Изобретения. -№ 41. - С.34.

60. Пат. 4152914 США, МКИ В 21 J 29/00. Apparatus for production of metal ribbon / Tyavlovsky M.D., Kundas S.P., Los M.N., Serenkov V.J., Vishinsky N.V. (USSR); Minsk Radioengineering Institute. - № 784687; Заявл. 05.04.77; Опубл. 08.04.79; НКИ 72/38.- 16 c.

61. Пат. 1539857 Великобритания, МКИ В 21 F 21/00. Improvements in or relating to method and apparatus for the production of metal ribbon / Tyavlovsky M.D., Kundas S.P., Los M.N., Serenkov V.J., Vishinsky N.V. (USSR); Minsk Radioengineering Institute. - № 4567384; Заявл. 01.04.77; Опубл. 25.04.79; НКИ 72/38 - 16 c,

62. Пат. 77.18226 Франция, МКИ В 21 D 31/06; Proccde de fabrication d'un ruban metallique et dispositif pour la mise cn ocuvre dudit procede / Tyavlovsky M.D., Kundas S.P., Los M.N., Serenkov V.J., Vishinsky N.V. (USSR). Minsk Radioengineering Institute. - № 2394342; Заявл. 01.04.77; Опубл. 20.06.80 - 27 с.

63. А.с. 701019 СССР, МКИ В 23 Р 3/06. Способ получения биметаллических лент / М.Д.'Гявловский, С.П.Кундас; (СССР). - № 2557883/25-27; За-явл.19.12.77; Не публ.; Гос. регистр. 06.08.77. - 7 с.

64. Пат. 55-45284 Япония. В 21 С 37/02. Способ получения металлических лент и устройство для его осуществления / Тявловский М.Д., Кундас С.П.,Лось М.Н, Серснков В.ВЧ Вышинский Н.В. (СССР); Минский радиотехнический институт. - № 45091: Заявл. 19.04.77; Опубл. 17.11.80; НКИ 6644-4Е.-13 с.

65. Пат. 2716768 ФРГ, МКИ В 21 С 37/02. Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Metallbandes durch Ultraschallschmieden / Tyavlovsky M.D., Kundas S.P., Los M.N., Serenkov V.J., Vishinsky N.V.; (USSR); Minsk Radioengineering Institute. - N 809844/0013; Заявл. 15.04.77; Опубл. 02.11.78. -34 с.

66. A.c. 792012 СССР, МКИ F 16 J 15/44; F 16 J 15/453. Уплотнение движущейся ленты или проволоки / М.Д.Тявловский, С.П.Кундас. (СССР). - N 2518648/25-08; Заявл. 26.08.77; Опубл. 30.12.80. Бюл. № 48. - // Открытия. Изобретения. - № 48. - С. 148.

67. А.с. 844112 СССР, МКИ В 21 F 21/00. Устройство для получения ленточных спиралей из проволоки / М.Д.Тявлоэский, С.П.Кундас, И.И.Поляков.

(СССР). - № 2800799/25-12; Заявлено. 24.07.79; Опубл. 07.07.81. Бюл. № 25. II Открытия. Изобретения. - № 25. - С.55.

68. A.c. 1103589 СССР, МКИ С 22 F 1/18. Способ обработки тугоплавких металлов / МД.Тявловский, С.П.Кундас, Г.В.Сятковский, В.В.Боженков,

B.А.Колтович, Н.В.Столяров. - № 3522290/22-02; Заявл. 14.12.82; Не публ.; Гос. регистр. 15.03.84.-8 с.

69. A.c. 1123785 СССР, МКИ В 21 F 21/00. Устройство для получения профилированной ленты из проволоки / М.Д.Тявловский, Г.В.Сятковский,

C.П.Кундас, В.В.Боженков, П.А.Колтович (СССР). - № 3568722/22-12; Заявл. 30.03.83; Опубл. 15.11.84. Бюл. № 42.. // Открытия. Изобретения. - №42. - С.46.

70. A.c. 1131582 СССР, МКИ В 21 F 21/00; В 21 Н 8/00. Способ изготовления периодических профилей / М.Д.Тявловский, С.П.Кундас, Г.В.Сятковский, В.В.Боженков, В.А.Колтович (СССР). - № 3504713/25-12; Заявл. 21.10.82; Опубл. 30.12.84. Бюл. N48. // Открытия. Изобретения. -№ 48. - С.25.

71. A.c. 1163951 СССР МКИ В 21 F 21/00. Способ изготовления профилированной ленты из проволоки / М.Д.Тявловский, С.П.Кундас, Г.В.Сятковский, В.В.Боженков, В.А.Колтович. (СССР). - № 3688469/25-12; Заязл. 13.01.84; Опубл. 30.06.85. Бюл. № 24. // Открытия. Изобретения. -№ 24. - С.ЗО.

72. A.c. 1349079 СССР, МКИ В 21 F 21/00. Устройство для получения ленты из проволоки / М.Д.Тявловский, С.П.Кундас, Г.В.Сятковский, В.В.Боженков, В.А.Колтович, М.Н.Лось,В,Д.Степанов, Ю.С.Сергеев, Р.Л.Семенов, А.В.Крюков, Г.С.Батков, Л.В.Кудрявцев (СССР). - № 3781858/28-12; Заявл. 20.08.84; Не публ.; Гос. регистр. 01.07.87. - 8 с.

73. A.c. 1356520 СССР МКИ В 21 F 21/00. Способ обработки тугоплавких металлов / М.Д.Тявловский, С.П.Кундас, В.В.Боженков, Г.В.Сятковский, Р.Я.Рощин, Р.Л.Семенов, М.Н.Печатников, В.Д. Мутовин (СССР). - № 4050859/25-12; Заявл. 07.04.86; Не публ.; Гос. регистр. 01.08.87.-7 с.

74. A.c. 1367266 СССР, МКИ В 21 F 21/00. Способ получения ленты из проволоки / М.Д.Тявловский, С.П.Кундас, Г.В.Сятковский, В.В.Боженков, О.В.Трохониотовская (СССР). - № 4118638/25-12; Заявл. 10.06.86; Не публ.; Гос. регистр. 15.09.87. - 8 с.

75. A.c. 1383832 СССР, МКИ С 22 F 21/00. Способ термомеханической обработки молибдена/ М.Д.Тявловский, Г.В.Сятковский, С.П.Кундас. (СССР). № 3944303/02; Заявл. 14.08.85; Не публ.; Гос. регистр. 22.11.87. - 8 с.

76. A.c. 1388168 СССР МКИ В 21 F 21/00. Устройство для изготовления ленточной спирали / М.Д.Тявловский, Г.В.Сятковский, С.П.Кундас, И.И.Поляков. - № 4036073/25-12; Заявлено 17.03.86; Опубл. 15.04.88. Бюл. № 14. // Открытия. Изобретения. -№ 14. - С.62-63.

77. A.c. 1428938 СССР G01H11/00. Ультразвуковой виброметр / М.Д.Тявловский, В.А.Колтович, С.П.Кундас, В.В.Машков, А.В.Абрамов, Д.В.

Чуркин - № 3854244/25-28; Заявл. 23.11.84; Опубл. 07.10.88. Бюл. № 37. // Открытия. Изобретения. -№ 37. - С. 146.

78. A.c. 1428939 СССР МКИ G01H11/06. Ультразвуковой виброметр / М.Д.Тяв ловскин, В.А.Колтович, С.Н.Кундас, Г.В.Сятковский. -- № 3759854/24-28; За-япл. 26.06.84; Опубл. 07.10.88. Бюл. № 37. // Открытия. Изобретения. - № 37. -С. 146.

79. A.c. 1490796 СССР МКИ В 21 F 21/00. Способ изготовления ленточной спирали / М.Д.Тявловскнй, Г.В.Сятковский, С.П.Кундас, В.Г.Поликсепов (СССР). - N 4197384/25-12; Заявлено 20.02.87; Не публ.; Гос. регистр. 01.03.89.- 3 с.

80. A.c. 1494342 СССР, МКИ В 21 F 21/00. Устройство для изготовления ленты из проволоки / М.Д.Тявловскнй, Г.В.Сятковский, С.П.Кундас, Ю.Г.Черпясо (СССР).- № 3853812/25-12; Заявл. 26.02.85; Не публ.; Гос.рсгистр.15.03.89. -4 с.

81. A.c. 1497857 СССР МКИ В 21 F 21/00. Устройство для изготовления ленточной спирали из проволоки / М.Д.Тявловскнй, С.П.Кундас, Г.В.Сятковский, И.И.Поляков, Ю.А. Курдин (СССР). - № 3807801/25-12; Заявлено: 02.10.84; Не публ.; Гос. регистр. 01.04.89. - 3 с.

82. A.c. 1519816 СССР МКИ B21F21/00. Устройство для изготовления ленточной спирали / М.Д.Тявловскнй, Г.В.Сятковский, С.П.Кундас (СССР). - № 4362916/25-12; Заявл. 12.01.88; Опубл. 07.11.89. Бюл. № 41. // Открытия. Изобретения. - № 41. — С.62.

83. A.c. 1529056 СССР МКИ G01K13/ 06 Устройство для измерения температуры металлических обьектов в вакууме / М.Д.Тявловскнй, В.В.Еоженков, С.П.Кундас, Г.В.Сятковский, В.А.Колтович, Р.Л.Семенов, Л.А.Козлов.- № 4087783/24-10; Заявл. 14.07.86; Опубл. 15.12.89. Бюл. №46 // Оп<рытия. Изобретения. - № 46. -. С. 155.

84. A.c. 1577165 СССР МКИ B21F21/00. Устройство для изготовления ленты из проволоки / М.Д.Тявловскнй, Г.В.Сятковский, С.П.Кундас. (СССР). - № 3961999/25-12; Заявл. 09.10.85; Не публ.; Гос. регистр. 08.03.90. - 3 с.

85. A.c. 1753334 СССР МКИ G01N1/28. Способ выявления микроструктуры металлов и сплавов / Н.В.Столяров, С.П.Кундас- № 4628032/02; Заявл. 28.12.88. Опубл. 07.08.92. Бюл. № 29. // Открытия. Изобретения. - № 29. -С.165.

86. A.c. 1779451 СССР МКИ B21F21/00. Способ изготовления изделий с периодическим профилем / М.Д.Тявловскнй, Г.В.Сятковский, В.А.Колтович, С.П.Кундас, В.П.Суворов (СССР) - № 4915964/25-12; Заявлено 04.03.91; Опубл. 07.12.92. Бюл. № 45. // Открытия. Изобретения. - № 45. - С. 124. Тезисы докладов

87. Кундас С.П. Установка для плющения микролент из труднообрабатываемых металлов на базе УВН-2М-1 // Разработка и внедрение КСУК на предпри-

ятях радиоэлектроники и связи и увеличения на этой основе выпуска продукции высшей категории качества: Тез. докладов науч.- практ. конф. Часть Н.Минск: МРТИ, 1978,- С.81-82.

88. Кундас С.П. Исследование эффективности процесса получения микролент из вольфрама способом горячего ультразвукового плющения в вакууме // Пути технического совершенствования и интенсификации разработки, производства и эксплуатации средств радиотехники, электроники и связи: Тез. докладов науч.- техн. конф,- Минск: МРТИ, 1979. - С.91-92.

89. Тявловский М.Д., Кундас С.П. Исследование сопротивления деформации тугоплавких металлов при горячем ультразвуковом плющении в вакууме (ГУГ1В) II Опыт применения ультразвука для интенсификации технологических процессов в металлургии: Тез. докладов Всесоюзного науч.-техн. семинараМ.: ЦНИИНТЭИЧМ, 1981,-С.38-39.

90. Тявловский М.Д., Кундас С.П,, Боженков В.В., Столяров Н.В. Исследование особенностей формирования структуры и свойств лент из тугоплавких металлов при горячем ультразвуковом плющении в вакууме (ГУПВ) // Опыт применения ультразвука для интенсификации технологических процессов в металлургии: Тез. докладов Всесоюзного науч.-техн. семинара- М.: ЦНИИНТЭИЧМ, 1981,-С.39.

91. Кундас С.П. Особенности взаимодействия инструментов с обрабатываемым металлом при горячем ультразвуковом плющении в вакууме // Вопросы прочности и пластичности металлов: Тез. докладов XII конф. молодых ученых АН БССР-Минск: Наука и техника, 1981.-С.72-73.

92. Тявловский М.Д., Кундас С.П., Поляков И.И., Курдин Ю.А. Исследование влияния параметров ультразвука на силовые характеристики горячего ультразвукового плющения в вакууме и качество микролент из вольфрама // Электроискра, электрохимия и ультразвук в технологии приборов: Тез. докладов и рекомендации науч.- техн. конф.: Сер.7. Технология, организация производства и оборудование, вып.2 (159).- М.: ЦНИИ "Электроника", 1981.-С.34-35.

93. Перспективы горячего ультразвукового плющения в вакууме проволок из тугоплавких металлов и сплавов / М.Д.Тявловскнй, С.П.Кундас, В.В.Боженков, Г.В.Сятковский, В.А.Колтович, Н.В.Столяров // Основные направления развития ультразвуковой техники и технологии на период 1981-1990 г: Тез. докладов Всесоюзной конф - М.: АН СССР, 1982. - С.28.

94. Ультразвуковая установка для плющения проволок большого диаметра из тугоплавких металлов / В.В. Боженков, М.Д.Тявловскнй, С.П.Кундас, Г.В.Сятковский // Тез. докладов 5-й Всесоюзной науч.- техн. конф. по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. -М.: МИСиС, 1983. - С.84-85.

95. Вышинский Н.В., Тявловский М.Д.,' Кундас С.П. Исследование износостойкости инструментов при горячем ультразвуковом плющении в вакууме // Тез.

докладов 5-й Всесоюзной науч.- техн. конф. по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов-М.: МИСиС, 1983.-С.94—95.

96. Прочность и пластичность тугоплавких металлов при ультразвуковом плющении / М.Д.Тявловский, С.П.Кундас.В.В.Боженков,, Г.В.Сятковский. // Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения: Тез. докладов Международного симпозиума.- Киев: Наукова думка, 1984.-С.105.

97. Прибор для измерения амплитуды ультразвуковых колебаний в процессе испытания металлов / М.Д.Тявловский, В.А.Колтович, С.П.Кундас, Ю.Н.Жилинский // Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения: Тез. докладов Международного симпозиума. - Киев: Наукова думка, 1984.-С.164.

98. Боженков В.В.,Тявловский М.Д.,Кундас СЛ., Малевич А.Э. Исследование напряженно-деформированного состояния металла лент в процессе ультразвукового плющения // Сб. тезисов докладов 6-й Всесоюзной науч.- техн. конф. но ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. - М.: МИСиС, 1987. - С.152-153 (ДСП).

99. Боженков В.В., Тявловский М.Д., Кундас С.П. Аналитические исследования силовых характеристик процесса ГУПВ // Сб. тезисов докладов 6-и Всесоюзной науч.- техн. конф. по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. - М.: МИСиС, 1987,- С. 154-155 (ДСП).

100. Колтович В.А., Тявловский М.Д., Кундас С.П. Дифференциальный бесконтактный измеритель перемещений и вибрации // Сб. тезисов докладов 6-й Всесоюзной науч.- техн. конф. Но ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. - М.: МИСиС, 1987. - С.252-253 (ДСП).

101. Вышинский Н.В., Тявловский М.Д., Кундас С.П. Физическая модель износа при горячем ультразвуковом плющении в вакууме // Сб. тезисов докладов 6-й Всесоюзной науч.- техн. конф. по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов.-М.: МИСиС, 1987-С. 120-121.(ДСП).

102. Исследование угла захода инструментов на механические свойства и структуру лент, полученных ультразвуковым плющением /' С.П.Кундас, М.Д.Тявловский, В.В.Боженков, Г.В.Сятковский // Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения: Тез. докладов Всесоюзной науч.- техн. конф - Киев: ИПП АН УССР, 1988. -С.48.

103. Кундас С.П., Тявловский М.Д., Леонтьева H.A. Ультразвуковая установка для изготовления лент повышенной точности // Новые разработки в области ультразвуковой техники и технологии и опыт их применения в машиностроении: Тез. докладов Всесоюзной науч.- техн. конф. - Ч. 2,- М.: КСМПСНИО, 1989.-С.141-143.

104. Кундас СЛ., Колтович В.А., Сятковский Г.В. Применение ультразвука в технологии изготовления контакт-деталей герконов // Новое ультразвуковое

технологическое оборудование и аппаратура, опыт их применения в промышленности: Тез. докладов Всесоюзной науч.- техн. конф. - М.: ЦНТИ, 1991. -С.119-121.

105. Колтович В.А., Тявловский М.Д., Кундас С.П. Стабилизация амплитуды ультразвуковых колебаний И Новое ультразвуковое технологическое оборудование и аппаратура, опыт их применения в промышленности: Тез. докладов Всесоюзной науч.-техн. конф.- М.: ЦНТИ, 1991,- С. 13-16.

106. Применение ультразвука в технологии изготовления периодического профиля из проволоки / М.Д.Тявловский, В.А.Колтовнч, С.П.Кундас, Г.В.Сятковский // Тез. докладов Международной научно-технической конференции "Ультразвук в технологии машиностроения 91".- Архангельск, 1991.-

107. Колтович В.А., Кундас С.П. Ультразвуковой виброметр//Тезисы докладов Международной научно-технической конференции "Ультразвук в технологии машиностроения 91",- Архангельск, 1991.- С. 128-129.

108. Разработка физической и математической модели растекания частиц при плазменном напылении / А.Ф.Ильющенко, В.А. Оковитый, С.П.Кундас, Г.Ф.Громыко, Т.Н.Веремеенко, Г.М.Заяц, В.А.Гуревич // Материалы международной конференции "Математические модели физических процессов и их свойства". - Таганрог, 1997.-С. 50-51.

109. Комплексная модель процесса плазменного напыления покрытий в условиях пониженного давления / С.П.Кундас, А.Н.Кузменков, А.Ф.Ильющенко, Оковитый В.А., Ивашко B.C. // Сб. трудов международной научно-техн. конф. "Прогрессивные технологии машиностроения и современность". - Донецк: ДГУ, 1997.-С.140.

110. Моделирование растекания частиц при плазменном напылении / А.Ф.Ильющенко, В.А.Оковитый, А.А.Казакова, С.П.Кундас, Громыко Г.Ф., Ве-ремеенко, Заяц Г.М. // Сб. трудов международной научно-техн, конф. "Прогрессивные технологии машиностроения и современность". - Донецк: ДГУ, 1997.-С.114.

111. Кундас С.П., Тявловский М.Д., Поляков И.И. Технология ультразвуковой навивки ленточных спиралей из тугоплавких металлов и сплавов // Новые материалы и технологии: Гез. докл. 3-й Респ. науч.-техн. конф., Минск, 21-22 мая 1998 г. / Материалы, технологии, инструменты.- 1998. - Т. 3. - № 2. - С. 60.

С. 36-37.

РЭЗЮМЕ Кундас Сямен Пятров1Ч Фармфапаннс злементау электронных прыборау з тугаплауюх матэр'ялау ультрагукавым11 плазменным! метадам!

Ключавыя слоны: тугаплауюя матэр'ялы, электронныя прыборы, улырагука-выя I плазменныя працэсы,фЫка-матэматычныя I тэхналапчныя асновы, ком-плскснае мадэл1раванне, тэхналопя, абсталяванне

Аб'сктам1 даслсдаваиняу з'яуляюцца тэхналапчныя працэсы 4 абсталяванне для ультрагукавай 1 плазменнай апрацоую тугаплаумх матэр'ялау. Прад-мет даслсдаваиняу - канструктыуныя элементы электронных прыборау (сетю, занавол1ваючыя астэмы, кагодна-падафавальныя вузлы 4 шш.), ямя вырабля-гоцца з тугаплаукьч матэр'ялау.

Мэта нрацы - распрацоука ф1зжа-матэматычных 1 тэхналзпчных асноу ультрагукапых и плазменных працэсау I абсталявання для фармфавання злементау электронных прыборау з тугаплауких матэр'ялау на аснове комплексна-га матэматычкага 1 камп'ютэрнага мадэлфавання 1 эксперымснтальиых дасле-даканняу (метады тензаметрьн, аптычная, электронная г-пкраскашя 1 рэнтгена-структурны анагнз, метады пысакахуткаспай траметрьн, лазерна-доплераускай ансмамстрьн).

Раснрацавана фшчная мадэль працэса ^льтрагукаваг а мжрапластычнага дэфармавання тугаилаук1х мет ал а у ва умовах вакуума 1 высот тэмиераТур 1 мехашзм фарм1равання ¡х структуры 1 уласшвасцей, капценцыя комплекснага камп'ютэрнага мадэл1равання \ уза!мазвязаныя ¡мггацыйныя матэматычныя ма-дзл1 тэплаф131чных 1 дынам1чных працэса?, маючых месца при фарм1равашп злементау электронных прыборау мстадам! ультра[укаиага мнсрапластычнага дэфармавання 1 плазменнага напыления. На гэтай аснове рленрацапань; ары-пнольныя сиосабы 1 абсталяванне (абаронсны аутарск1м1 пасведчапнямО, пра-ведзены ^ссбаковыя аншптычныя (камп'ютэрнае мадэл1раванне) 1 экспериментальный даследаванш, вызначаны уплыу рэжымау ульфагукавай 1 плазменнай апрацоутп на мехашчныя улаецшаец!, структуру, 1 напружана-дэфармаваны стан, а таксама дакладнастыя характарыстык! вырабау электроннай тзхнта. Сфармулясаны патрабаванш 1 рэкамендацьн па нраектаванню прамысловага абсталявання 1 аснащэння.

Распрацаваныя тэхналапчныя працэсы 1 абсталяванне укарансны на 9 праднрысмствах 1 у навуковых установах Рэспублш Беларусь I РасШскай Фе-дзрацьп, што дазволша павыещь выхад годнай прадукцьи пры вытворчасщ вырабау са стратэпчна важных 1 дэфщытных матэр'ялау, ирадукцыйнасць нрацы 1 экалапчную чыецнпо вытворчаехц пры адначасовым наляишэшп якасщ вырабау.

РЕЗЮМЕ Кундас Семен Петрович Формирование элементов электронных приборов из тугоплавких материалов ультразвуковыми и плазменными методами

Ключевые слова: тугоплавкие материалы, электронные приборы, ультразвуковые и плазменные процессы, физико-математические и технологические основы, комплексное моделирование, технология, оборудование

Объектом исследований являются технологические процессы и оборудование для ультразвуковой и плазменной обработки тугоплавких материалов. Предмет исследований - конструктивные элементы электронных приборов (сетки, замедляющие системы, катодно-подогревательные узлы и др.), изготавливаемые из тугоплавких материалов.

Цель работы - разработка физико-математических и технологических основ ультразвуковых и плазменных процессов и оборудования для формирования элементов электронных приборов из тугоплавких материалов на основе комплексного математического и компьютерного моделирования и экспериментальных исследований (методы тензометрии, оптическая, электронная микроскопия и рентгеноструктурный анализ, методы высокоскоростной пирометрии, лазерно-доплеровской анемометрии).

Разработаны физическая модель процесса ультразвукового микропластического деформирования тугоплавких металлов в условиях вакуума и высоких температур и механизм формирования их структуры и свойств, концепция комплексного компьютерного моделирования и взаимосвязанные имитационные математические модели теплофизических и динамических процессов, имеющих место при формировании элементов электронных приборов методом ультразвукового микропластического деформирования и плазменным напылением. На этой основе разработаны оригинальные способы и устройства (защищенные авторскими свидетельствами), проведены всесторонние аналитические (компьютерное моделирование) и экспериментальные исследования, установлено влияние режимов ультразвуковой и плазменной обработки на механические свойства, структуру, напряженно-деформированное состояние и точностные характеристики изготавливаемых изделий электронной техники. Сформулированы требования и рекомендации по проектированию промышленного оборудования и оснастки для изготовления конструктивных элементов электронных приборов.

Разработанные технологические процессы и оборудование внедрены в производство на 9 предприятиях и в научных учреждениях Республики Беларусь и Российской Федерации, что позволило повысить выход годной продукции при изготовлении изделий из стратегически важных и дефицитных материалов, производительность труда и экологическую чистоту производства с одновременным улучшением качества изделий.

SUMMARY Kundas Semen Petrovich Shaping the electronic instrument elements from refractory material by ultrasonic and plasma methods

Keywords: refractory material, electronic instruments, ultrasonic and plasma-based processes, physicist-mathematical and technological bases, complex modeling, technology, equipment

Object of research arc technological processes and equipment for ultrasonic and plasma processing the refractory materials. Subject of studies - elements of electronic instrument construction (nets, slow-wave systems, cathode-heating elements and others), formed from refractory material.

The purpose of the work is development a physicist-mathematical and technological bases of ultrasonic and plasma processes also equipment for shaping the electronic instrument elements from refractory material on the base of complex mathematical and computer modeling and experimental studies (methods of ten-nirnetry, optical, electronic and X-ray analysis, methods of high velocity pyrometry, lazer-doppler aneniometry).

Designed physical process model of ultrasonic refractory metals microplastic deforming in conditions of vacuum and high temperatures and mechanism of their structure and characteristic formation, concept of complex computer modeling and coupled imitation mathematical models of thermal and dynamic processes, exist when shaping the electronic instrument elements by the method of ultrasonic microplastic deforming and plasma spraying.

On this base is designed original methods and equipment (with author's certificates), are conduct all-round analytical (computer modeling) and experimental studies, is determined influence of ultrasonic and plasma processing conditions 011 mechanical properties, structure, stress-strained state and precision feature of produced electronic products. There were formulated the requirements and recommendations on designing an industrial equipment and tooling.

Developed technological processes and equipment arc introduced in the production on 9 enterprises and scientific founding a Republic Belarus and Russia Federations, that has allow to increase a product quality at the fabrication of work-pieces from strategic important and deficit materials, labour production and ecological purity of production under simultaneous high quality of products.