автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Исследование и разработка технологического процесса формирования компактных электродуговых коррозионностойких покрытий

Г6

] 5 и и I

АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИИ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ВАСИЛЕВСКИЙ Игорь Николаевич

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ КОМПАКТНЫХ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ

ПОКРЫТИЙ

05.02.08 — Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 1993

Работа выполнена Акадешш наук Беларуси

в

Физико-техническом институте

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор МРОЧЕК I.A.

доктор технических наук, профессор ЖШОВИЧ Г.М.,

кандидат технических наук

АНТОНПС Б.Е.

Белорусское республиканское научно-производственное объединение машиностроения и межотраслевых производств

"Коишюкс"

Защита состоится ноября 1993 года в /О часов на

заседании специализированного совета Д 056.02.03 при Белорусской государственной политехнической академии по адресу: 220027, г. Минск, пр-т Ф.Скорины, 65

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФТИ АНБ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим присылать по вышеуказанному адресу.

Автореферат разослан -го» октября 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, I/ к.т.н. —

И.В.Коновалов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ!

Актуальность темы. Разработка новых материалов и-способов- борьбы ц коррозией не теряет своего значения, так ■как потери, вызываемые ею, составляют около от объема выпускаемого металла.-Объясняется это тем,-что-одновременно с-увеличением объема выполняемых антикоррозионных работ с опережением растет объем вводимых в эксплуатацию промышленных объектов. Интенсификация технологических процессов обусловливает- повышение степени агрессивного воздействия применяемых в них материалов, побочных продуктов, газоввделений и т.д.

■ •- Для снижения потерь на коррозию вопросы защиты должны решаться еще на стадии проектирования, с тем чтобы при строительстве применялись конструкции с готовыми защитными покрытиями, выполненными в-заводских условиях. Как известно, стоимость - защиты металлоконструкций, осуществляемой на заводах-изготовителях, ниже, чем в условиях строительно-монтажных площадок, а качество покрытия вшэ, поскольку они наносятся на поточных линиях по отработанной-технологии, и не зависит от побочных факторов, влияющих на качество покрытия (температуры, атмосферных осадков, возможности применения абразивной очистки и т.д.).-- В последние годы наметилась тенденция к широкому использованию-металлизационных покрытия. Высокой защитной способностью от коррозионного разрушения, сульфидного растрескивания, наводо-раживания углеродистое стали в агрессивных -условиях обладают алюминий, цинк, а также сплавы на их основа. Нанесение металлизационных покрытий из этих металлов позволяет обеспечить- эффективную защиту от коррозии. Однако остаются открытыми вопросы недостаточной адгезии, пористости, и, как следствие, недостаточно высокол защитной способности покрытий.

Цель работы. Разработка технологии формирования компактных электрометаллизационных алюминиевых покрытий путем совместного использования процессов электродугово»; металлизации Ода) и пластического деформирования.

Научная новизна. Установлена зависимость мевду параметрами процесса электродуговой металлизации, обкаткой роликами и качеством полученного покрытия. Произведен расчет геометрических параметров воздушнораспылительной системы при распылении алюминия.

Показано, что обкатка роликами формирует в поверхностной слое покрытия остаточные напряжении сжатия, которые увеличиваются с увеличением усилия обкатки.

Установлено, что процессы, протекающие при уплотнении покрытия из алюминия методом обкатки, подчиняются законам, действующим при прессовании тонких полос »ш уплотняемых материалов. Показана целесообразность применения при описании процесса деформации уравнения неразрывности для установившегося характера течения материала при условии равенства скорости движения материала на входе и выходе из очага деформации.

Исследовано влияние площади локального нарушения сплошности двухслойного, никель-алюминий - алюминиевого покрытия на смещение влектродного потенциала системы покрытие-подложка относительно потенциала подслоя. Установлено, что с уменьшением смещения потенциала к отрицательным значениям снижается площадь очагов коррозионного поражения.

Практическая ценность работы. В результате теоретических и экспериментальных исследовании разработан технологический процесс нанесения еащитных покрытий на трубы тепловых сетей, позволяющий в едином цикле технологических операций подготовки поверхности, нанесения и обкатки покрытия создавать уплотненный слой повышенной коррозионной стойкости.

Реализация работы. Процесс нанесения защитного покрытия на трубы тепловых сетей внедрен на АЛ "Белспецэнерго".

Апробация работы. Основные положения диссертационной рабйты докладывались на республиканской научно-технической конференции "Радиационная фиаика твердого тела" (¡Аинск, 1969 г.), ХУ республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (Цинск, 1990 г.), всесоюзных научно-технических конференциях "Новые материалы и ресурсосберегающие технологии термической и ХТО деталей машин и инструмента" (Пенза, 1990 г.), "Новые процессы и оборудование для нанесения покрытий" (Севастополь,

1990 г.), республиканской научно-практической конференции "Разработка и применение технологий, оборудования и материалов для газо-терыических процессов" (Минск, 1990 г.), республиканских научно-технических конференциях "Коррозия и защита материалов" (Витебск,

1991 г.), "Совершенствование существующих и создание новых ресур-

сосберегакхцих технологий и оборудования в машиностроении, сварочной производстве и строительстве" (Могилев, 1991 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, получено одно авторское свидетельство на изобретение.

Объем работы. Диссертация состоит из- введения, пяти- глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованной-литературы и приложений. Она содержит 143 страницы машинописного текста, 37 рисунков, 12 таблиц и 164 библиографических источника .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приводится обаор современного состояния и перспектив развития методов электродуговой металлизации и поверхностного пластического деформирования (ППД), влияния ППД на коррозионную-стойкость изделий.-Собраны и проанализированы данше- о материалах, - используемых для газотермического нанесения антикоррозионных покрытий, а также рассмотрены способы их использования.

Анализ методов комплексного поверхностного упрочнения деталей машин показывает,- что использование методов поверхностного пластического деформирования совместно с другими неыеханически-ми методами упрочнения позволяет наиболее полно реализовать преимущества каждого из методов в отдельности. Однако в литературе приводится чрезвычайно мало рекомендаций о совместном применении нанесения газотермических покрытий путем плазменного или газопламенного напыления и методов ППД для достижения комплексного эффекта упрочнения поверхностей деталей, требующих .оптимальных характеристик наносимых покрытий, а также обеспечения технологическими методами высокого качества сформированных слоев покрытия. Эта проблема становится наиболее важной и актуальной при рассмотрении вопроса о поверхностной защите крупных деталей, для которых методы ППД и методы нанесения газотермических покрытии часто являются единственными принципиально осуществимыми методами защиты вследствие тех ограничений, которые накладывают габариты указанных деталей. Совместное же использование механических методов упрочнения, из которых наиболее распространенным, техноло-

гически более простом является метод обкатывания, и методов напыления гааотермических покрытие делает возможным осуществление эффективной защиты поверхностей деталей. Проведенный аналив работ показал:

в настоящее время для защиты металлоконструкций от коррозии широкое распространение находят металлические покрытия, в частности, наносимые методами газотермического напыления (ГГН). В качестве материала антикоррозионных покрыта.'? в основном используется цинк и алюминий, а также сплавы на их основе; •

из множества методов ГГН электродуговая металлизация обладает наиболее высокой производительностью и тепловой эффективностью, отличается простотой оборудования;

основным недостатком металлизационных покрытий является- вы- ■ сокая пористость., значительно снижающая их коррозионную стойкость. Исследованные методы уплотнения металлизационних покрытий (химическая обработка, нанесение лакокрасочных или полимерных покрытий и т.д.) недостаточно эффективны, усложняют технологический процесс и экономически не всегда оправданы; ■

• одним из путей повышения физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик электрометаллизационных покрытий является их уплотнение обкаткой роликами;

для обеспечения высокого качества покрытия напыленный слой перед обкаткой должен состоять иэ частиц мелкодисперсной фракции и иметь максимальную плотность, чего можно достигнуть применением эффективной воздушно-распылительной системы и использованием оптимальных режимов напыления;

для обеспечения качественного уплотнения материала обкаткой необходимо достижение высокой прочности сцепления между покрытием и основой. Наиболее эффективным с этой точки зрения является нанесение газотермическим методом подслоя. ■ •

• - В свяви .с этим была поставлена задача - разработать технологический процесс и оборудование для формирования компактных электрометаллизационных покрытий путем совместного использования методов ЭДМ и ППД.

Для решения поставленной задачи потребовалось: на основе теоретическогь анализа факторов, определяющих свойства покрытия, исследовать и рассчитать термодинамические и

геометрические параметры воздушно-распыляющей системы и установить их оптимальные значения;

оптимизировать состав и толщину подслоя} провести экспериментальное исследование процесса формирования двухслойных электрометаллизационных покрытий, обработанных поверхностным пластическим деформированием;

установить зависимость физико-механических свойств покрытия от параметров процесса;

провести испытания защитных свойств и коррозионной стойкости формируемых покрытий;

разработать технологический процесс формирования антикоррозионных покрытий путем совместного применения методов ЭД'Л и ГОД применительно к трубам тепловых сетей и определить его экономическую эффективность.

Во второй главе изложены методики экспериментальных исследований пористости и защитной способности покрытия, прочности сцепления его с основой. Рассмотрены вопросы оптимизации многофакторных процессов с применением методов математической статистики.

Методика настоящего исследования предусматривала вначале на основе анализа основных факторов, определяющих свойства покрытия, исследовать и произвести расчет газодинамических и геометрических параметров воздушно-распылительной системы при нанесении электрометаллизационного двухслойного покрытия из материалов на основе алюминия и никеля. Затем, на основе анализа процесса уплотнения покрытия методом обкатки, а именно, зависимости плотности материала после обработки от технологических факторов процесса, определить усилие и скорость обкатки, необходимые для силового расчета технологического оборудования и инструмента. •

Вторая часть исследования включала проведение серии экспериментов, целью которых являлось: выбор материала и толщины подслоя двухслойного покрытия; установление зависимости пористости и прочности сцепления покрытия с основой, а также поляризационного сопротивления системы покрытие - основа в 5 #-ном растворе На. Сё от факторов технологического процесса; определение оптимальных значений технологических параметров (рабочего напряжения дуги, дистанции напыления, расхода воздуха, скорости подачи элекзродных

проволок, продольной подачи обкатника и усилия обкатки); исследование физико-механических и электрохимических свойств покрытия и проведение коррозионных испытаний.

Для определения открытой пористости покрытий использовался метод гидростатического взвешивания. Пористость покрытия определялась по формуле:

п тУ.. (I)

где Л - плотность покрытия;

плотность материала покрытия;

О Р*

Р'-Р _Р + р ' •о Гсх гп ' ПЖ

где Р„ - вес образца с покрытием;

Р„ - вес подложки;

плотность пропитывающей жидкости;

Рс - вес образца, пропитанного жидкостью;.

5*. - вес образца в жидкости;

РП1€~ вес подложки в жидкости.

Для определения сквозной пористости покрытия применялся метод стравливания основы. Стальную подложку растворяли в реактиве, содержащем 75 ^ (по объему) насыщенного раствора сульфата меди и 25 Н (по объему) концентрированной азотной кислоты. Полное растворение основы определялось по отсутствию остатков меди на поверхности образца. Пористость пленок определялась по разработанной программе с использованием системы "Лейтц-Тас" в проходящем свете микроскопа при 600-кратном увеличении. Величина ячейки считывающего автоматического устройства 1,5 х 1,5 мм. Это позволило точно фиксировать лоры с площадью свыше 3 мкм^. Более мелкие лоры счигываются прибором как поры с площадью 3 мкм^.

Прочность сцепления слоя алюминия с подслоем определяли клеевым методом. Образец имел форму цилиндра диаметром I см. Другой образец, имеющий такие же размеры, приклеивается к покрытию клеем на основе эпоксидных смол. Испытания проводились на машине для испытания на прочность при растяжении.

Прочность сцепления подслоя с подложкой определяли методом отрыва конического штифта. •

Для оценки коррозионной стойкости образцов проводились^ускоренные коррозионные испытания по ГОСТ 9.308-85 методом переменного погружения в электролит и испытаний при повышенных значениях влажности воздуха и температуры без конденсации влаги. Коррозионную стойкость образцов в соответствии с ГОСТ 9.041-74 и ГОСТ 9.311-87 оценивали по площади, занятой очагами коррозии по десятибальной шкале коррозионной стойкости. Площадь очагов коррозии определялась с помощью оптического микроскопа.

Сумма главных остаточных напряжений определялась методом рентгеноструктурного анализа по изменению расстояния между кристаллографическими плоскостями эталонного образца и образца покрытия после обработки.

Для определения оптимального режима решалась задача с несколькими параметрами оптимизации. Для этого применили метод перебора различных вариантов, который позволяет решать компромиссные задачи построением математических моделей для нескольких параметров оптимизации, а затем поиском условного экстремума для одной из функций при ограничениях, накладываемых другими. Проверку производили, используя комплексный показатель параметров оптимизации. Таким показателем была принята обобщенная функция желательности "Харрингтона.

Втретьей главе проведен анализ основных факторов, определяющих свойства покрытия, на основе которого произведен расчет Еоздушно-распшштельноЙ системы и геометрических параметров деформирующего ролика.

Опыт получения деталей методами порошковой металлургии показывает, что при прессовании изделий из порошков наименьшая пористость изделия достигается при максимально возможной начальной плотности прессуемого материала, a raíase при как можно -более высокой дисперсности прессуемых частиц. Аналогичные результаты получены при прокатке пористых материалов. Экспериментальные исследования влияния начальной пористости и дисперсности частиц электрометаллизационного покрытия, уплотненного обкаткой роли-' ками, показали, что чем выше дисперсность распыленных частиц и чем ниже пористость покрытия после нанесения, тем выше плотность покрытия после обкатки.

В связи с этим, целью данного исследования являлось на осно-

ве анализа основных факторов, определяющих свойства покрытия при напылении, провести исследование и расчет газодинамических и геометрических параметров распылительной системы. Затем на основе исследования процесса уплотнения покрытия методом обкатки произвести расчет элементов обкатного устройства.

Хорошее заполнение частицами металла элементов микроповерхности подложки достигается при условии: I) когда частицы металла обладают скоростью и, вместе с тем, кинетической энергией, необходимой и достаточной для совершения работы пластической деформации и 2) когда частицы металла пластичны.

Наименьшая начальная скорость частиц при достижении ими поверхности подложки в пластическом состоянии зависит от ряда условий и в первую очередь от расстояния между очагом плавления и поверхностью подложки.

4 J>«d f W н

з \jZAv9-

где L - дистанция напыления;

J>t - удельная масса частиц; С - коэффициент сопротивления среды;

Удельная масса среды; d - диаметр частиц; VH- начальная скорость частиц; ^ - ускорение свободного падения; у* - удельный вес материала частицы. Расчеты показали, что при напылении алюминия, удовлетворительная пластическая деформация частиц, имеющих диаметр I мкм, становится невозможной на расстоянии около 10 мм, что снижает физико-механические свойства покрытия, так как обычно частицы имеют размеры от I до 100 мкм и наносятся с расстояния 60-150 мм. Поэтому необходимо регулировать подачу электродных проволок так, чтобы частицы по возможности имели размеры в пределах 10-25 мкм.

В результате расчета било установлено, что всякое без надобности увеличение расстояния от среза сопла до очага плавления металла ведет к снижению скорости движения частиц металла; оптимальный диаметр сопла для получения среднего размера частиц распыленного иеталла порядка 10-25 мкм равен 5,6 ш, увеличение ди-

аметра сопла приводит к значительному увеличению расхода газа; расстояние от среза сопла до очага плавления электродов 6,96 ми; оптимальная расчетная дистанция напыления в пределах 100-140 мы.

Процесс уплотнения покрытия методой обкатки исследовался с использованием прикладной теории пластичности пористых тел, в частности, решалась задача прокатки тонких полос из уплотняемых материалов в условиях плоской деформации. В результате анализа и расчетов было установлено, что при прокатке покрытия из алюминия толщиной 150 мкм со степенью обжатия 20-25 ^ оптимальная величина диаметра ролика составляет 16 им. Увеличение диаметра ролика свыше 16 мм нежелательно, т.к. при этом увеличивается усилие прокатки, а следовательно, и нагрузка на инструмент.

В четвертой главе приведены результаты экспериментов по выбору материала подслоя. Исследовано влияние факторов технологического процесса на свойства покрытия и определены оптимальные значения технологических параметров.

На основе анализа опыта напыления для проведения эксперимента по выбору материала подслоя был использован ряд материалов на основе алюминия, хроиа, никеля и стали. В результате исследования пористости, а также проведения электрохимических и коррозионных исследований было установлено, что оптимальным подслоем при формировании двухслойного покрытия с уплотнением обкаткой является слой элекгрометаллизационного покрытия из сплава 50 * №. - 50 * № толщиной 75-100 мкм.

Исследование влияния технологических параметров на свойства двухслойного электрометаллизационного покрытия, уплотненного обкаткой, проводили при условии истечения воздушно-распыляющей струи из цилиндрического сопла диаметром 5,8 мм и расстоянием от среза сопла до очага плавления 6,9 мм при распылении алюминиевой проволоки диаметром 2,5 мм.

В результате исследований удалось установить, что увеличение рабочего тока дуги приводит вначале (~ до 85 А) к сдвигу Фракционного состава в область более мелких частиц, что в свою очередь приводит к снижению пористости и увеличению поляризационного сопротивления после обкатки. При дальнейшем увеличении рабочего тока д^уги, несмотря на сохранение мелкодисперсного состава, происходит увеличение пористости покрытия. Прочность сцеп-

ления слоя алюминия с никель-алюминиевым послоем на первом участке (до 85 А) растет, а на втором - значительно снижается.

Изучение гранулометрического состава металлизационных частиц, полученных при воздействии на очаг плавления струей различного давления (от 2 до б атм) показало, что с увеличением давления в металлизационной струе возрастает содержание мелкодисперсных частиц и, как следствие, прочность сцепления и плотность покрытия также возрастают. Равномерность и стабильность процесса распыления электродного металла достигается при давлениях 6-7 атм. Дальнейшее увеличение давления нарушает стабильность горения дуги, повышает расход воздуха, и, как следствие, идет более интенсивное окисление металлизационных частиц, что приводит к ухудшению качества металлопокрытия.

С увеличением дистанции напыления прочность сцепления покрытия с основой уменьшается, а пористость увеличивается, из-за снижения температуры, пластичности и скорости движения частиц и увеличения содержания окислов в покрытии. Наилучшие свойства покрытия обеспечиваются при дистанции напыления 110-130 мм.

При обкатывании цилиндрического изделия цилиндрическим роликом отпечаток ролика представляет собой пластически деформи-о руемую канавку, представляющую собой винтовую линию. Поскольку ширина этой, канавки во много раз превышает подачу, то при втором и последующих оборотах детали ролик выходит на уже деформированную поверхность детали, несколько расширяя и углубляя канавку. В результате обработки формируется волнистая поверхность. При этом во впадине плотность покрытия выше, чем на вершине из-за неравномерно распределенной нагрузки. С увеличением продольной подачи увеличивается площадь поверхности покрытия, имеющей меньшую плотность, что приводит к увеличению пористости всего покрытия в целом.

Уменьшение продольной подачи ведет к увеличению кратности приложения нагрузки и, как следствие, к снижению прочности сцепления с. подложкой.

Обеспечение наиболее благоприятного сочетания значений пористости и адгезионной прочности имеет место при величине подачи 1,4 - 1,8 мм/об.

Исследование влияния усилия обкатки на свойства покрытия

показало, что при обкатке по предлагаемой схеме при диаметре ролика 16 мм и длине 20 мм оптимальные значения усилия обкатки находятся в интервале 850-950 Н.

Для определения оптимального режима процесса решалась задача с несколькими параметрами оптимизации. В результате расчетов получено значение обобщенной функции желательности в пределах допустимого и достаточного. Таким образом, при напылении слоя алюминия распылением проволоки диаметром 2,5 мм при диаметре цилиндрического воздушно-распыляющего сопла 5,8 мм и расстоянии от среза сопла до очага плавления 6,96 мм на оптимальном режиме давление сжатого воздуха составляет 6,0 атм, рабочее напряжение дуги 27 В (ток £5 А), скорость подачи электродных проволок 3,8 м/мин, дистанция напыления 120 ым. Обкатывание покрытия осуществляется цилиндрическим роликом диаметром 16 мм и длиной 20 мм с продольной подачей 1,6 мм/об и усилием обкатки 950 Н.

Результаты рентгеноструктурного анализа показали, что уплотнение обкаткой роликами создает в поверхностном слое покрытия остаточные напряжения сжатия, которые увеличивается с увеличением усилия обкатывания и уменьшением продольной подачи.

В пятой главе приведены данные об использовании результатов исследований при разработке технологического процесса нанесения двухслойного электрометаллизационного покрытия на трубы тепловых сетей, а также конструкции обкатного устройства, позволяющего в едином цикле технологических операций при поточном производстве осуществлять обработку труб широкого диапазона типоразмеров, создавая на наружной поверхности высокогерыетичное покрытие повышенной коррозионной стойкости, повышая срок службы трубопроводов.

Коррозионные испытания образцов с металлизационным алюминиевым покрытием показали, что коррозионная стойкость образцов с покрытием, уплотненным обкаткой в 2,5-3 раза выше, чем у необка-танных, благодаря его хорошим барьерным свойствам, и в 1,1-1,2 раза выше, чем у образцов с комбинированным метаплополимерным покрытием.

В результате проведенных электрохимических исследований было установлено, что в случае нарушения сплошности двухслойное электрометаллизационное покрытие осуществляет э{фектив^тэ про-

текторную защиту стальной подложки.

Расчетный срок службы трубопроводов в условиях безканаль-ной прокладки составляет 25-30 лет.

ВЫВОДЫ

1. На основе анализа основных факторов, определяющих свойства покрытия при нанесении его методом ЭДЛ, а также процесса уплотнения напыленного слоя обкаткой роликами разработана методика выбора основных параметров оборудования для осуществления процесса формирования покрытий при совместном использовании ЭДМ и ППД, что позволило определить основные конструктивные параыет ры воздушно-распылительной системы и выполнить силовой расчет оборудования и инструмента для обкатки.

2. Разработано устройство для обработки наружных поверхнос тей металлизированных труб, позволяющее в едином цикле технологических операций подготовки поверхности и нанесения покрытия н линии металлизации труб обрабатывать широкий диапазон типоразмеров изделий,•создавая уплотненный слой повышенной коррозионно стойкоети (а.с. СССР №1495996).

■ 3. Разработана воздушно-распылительная система с цилиндрическим соплом диаметром 5,8 мы. Показано, что оптимальное расстояние от среза сопла до очага плавления электродных проволок 6,9 мм. Данные геометрические характеристики позволяют получать мелкодисперсный распыл, высокую прочность сцепления слоя алюминия с никель-алюминиевым подслоем, то есть получить свойства, требуемые от покрытия перед уплотнением обкаткой.

4. Разработан технологический процесс нанесения антикоррозионного двухслойного покрытия, состоящего из- 75 мкм никель-алюминиевого подслоя и 150 мкм.слоя алюминия с последующим уплотнением обкаткой роликами применительно к трубам тепловых сетей. Определены оптимальные режимы процесса при напылении и обработке алюминиевого слоя: рабочее напряжение дуги при распше-нии проволоки диаметром 2,5 мм 27 В (ток 85 А), скорость подачи электродных проволок 3,8 м/мин, дистанция напыления 120 мм, да! ление сжатого воздуха 6 аты, усилие обкатки, приходящееся на один ролик 950 Н, окружная скорость вращения трубы 20 м/мин, об ружная скорость роликов 120 м/мин, средний диаметр роликов 15 ь

5. Установлено, что процессы, протекающие при уплотнении покрытия из алюминия методом обкатки роликами, подчиняются законам, действующим при прессовании тонких полос из уплотняемых материалов. Показана целесообразность применения при описании процесса деформации уравнения неразрывности для установившегося характера течения материала при условии равенства скорости движения на входе и выходе из очага деформации.

6. Исследовано влияние усилия обкатки на величину и распределение остаточных напряжений в покрытии. Показано, что после обкатки роликами в поверхностном слое возникают остаточные напряжения сжатия, которые увеличиваются с увеличением усилия обкатки.

7. В результате ускоренных испытаний (ГОСТ 9.308-85) методом переменного погружения в электролит и методом испытаний при повышенных значениях относительной влажности воздуха и температуры установлено, что двухслойное электрометаллизационное покрытие из 75 мкм никель-алюминия и 150 мкм алюминия, уплотненное ППД, обеспечивает защиту стальной подложки в 3 %-нои расворе HaCt с рН = 6 и в растворе f/aC£ с рН =2,5. Скорость растворения покрытия составляет соответственно 1,2 и 4,0 ыг/м^ч, что в 2,5-3,0 раза ниже, чем у покрытия, не обработанного обкаткой роликами. Коррозионная стойкость этого покрытия не ниже коррозионной стойкости комбинированного металло-полимерного покрытия, представляющего собой слой алюминия, толщиной 200 мкм, пропитанный лаком КО-835.

8. Исследовано влияние агрессивной среды на значение смещения электродного потенциала покрытия относительно потенциала . подслоя. Установлено, что с увеличением площади локального нарушения сплошности алюминиевого слоя электродный потенциал системы смещается к отрицательным значениям. Значения потенциалов после длительной (30 суток) ввдержки в электролите практически не изменились, что. подтверждает стабильность состояния системы, т.е. покрытие осуществляет эффективную протекторную защиту стальной подложки.

Внедрение процесса на с/п "Еелспецэнерго" для формирования антикоррозионного покрытия на трубах тепловых сетей за счет повышения долговечности покрытия и снижения затрат на его нанесе-

ние позволяет получить экономический эффект 4,49 руб. на один квадратный метр напыляемой поверхности ( в ценах 1990 года).

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Василевский И.Н., Мрочек Ж.А., Волошин Г.Н., Гущин В.И., Долидович Е.А. Коррозионная стойкость и защитные свойства двухслойных газотерыических покрытий // Радиационная физика твердого тела: Тезисы докладов научн.-техн. конф. - Мн., 1989г. -

С. II7-II8.

2. Василевский И.Н., Долидович Е.А. Применение методов ППД для повышения защитных свойств газотерыических покрытий // Радиационная физика твердого тела: Тезисы докладов научн.-техн.конф. - Мн., 1989. - С. II8-I20.

3. Василевский И.Н., Гущин В.И., Иванова Е.А. Технологический процесс получения ыеталлизационных покрытий для защиты стали от коррозии // Прочность, пластичность и новые процессы получения и обработки материалов: Тезисы докладов УУ республ. научн.-техн. конф. -молодых ученых и специалистов. - Мн., 1990.-С.63-64.

4. Мрочек Ж.А., Василевский И.Н., Гущин В.И., Иванова Е.А. Исследование коррозионной стойкости и защитных свойств двухслойных електродуговых покрытий // Новые материалы и ресурсосберегающие технологии термической и ХТО деталей машин и инструмента: Тезисы докладов научн.-техн.конф. - Пенза, 1990. - С.27-28.

5. Василевский И.Н., Гущин В.И., Волошин Г.Н., Иванова Е.А. Двухслойные электроыеталлизационные покрытия для защиты стали от коррозии // Разработка и применение технологий, оборудования и материалов для газотермических процессов нанесения защитных покрытий: Тезисы докладов республ. научн.-практ.конф. - Мн., 1990. - С.ЗО.

6. Мрочек Ж.А., Василевский И.Н., Глазунов Е.И. Устройство для обработки наружных поверхностей металлизированных труб // Разработка и применение технологий, оборудования и материалов для газотерыических процессов нанесения защитных покрытий: Тезисы докладов республ. научн.-практ. конф. - Мн., 1990. - С.35.

7. Мрочек I.A., Василевский И.Н., Иванова Е.А., Гущин В.И. Технологический процесс получения компактных электроыеталлизаци-