автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Прогнозирование качества упрочненных поверхностей на основе фрактальной параметризации электроискрового легирования

На правах рукописи

СОЛОВЬЕВ ВЛАДИСЛАВ ВИКТОРОВИЧ

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА УПРОЧНЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ОСНОВЕ ФРАКТАЛЬНОЙ ПАРАМЕТРИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ

Специальность: 05.02.01. - Материаловедение (машиностроение).

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Комсомольск - на - Амуре 2004

Работа выполнена на кафедре «Физического материаловедения и лазерных технологий» ГОУВПО «Амурский государственный университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Ким Владимир Алексеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Забродин Владимир Алексеевич г. Хабаровск

кандидат технических наук, доцент Сарилов Михаил Юрьевич г. Комсомольск - на - Амуре

Ведущая организация:

Институт материаловедения Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Хабаровск

заседании Диссертационного совета ДМ 212.092.01 при Комсомольском — на -Амуре государственном техническом университете по адресу: 681013 г. Комсомольск - на - Амуре, проспект Ленина, 27

С диссертационной работой можно ознакомится в библиотеке

Защита состоится

июня

2004 г. в /Р на

Комсомольского-на-Амуре университета.

государственного

технического

Автореферат разослан 28 апреля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета ДМ 212.092.01 кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Важной проблемой машиностроения является обеспечение эксплуатационных свойств деталей, работающих в условиях трения и износа. Решение этих задач связано с внедрением современных технологий поверхностной обработки, обеспечивающих формирование упрочненных поверхностных структур и создающих износостойкие покрытия. Для изделий, работающих в условиях изнашивания, наиболее важным и. свойствами является твердость и поверхностная прочность при сохранении пластичности основной массы детали. К перспективным технологиям упрочнения относят обработку деталей концентрированными потоками энергии, к которым относят также электроискровое легирование (ЭИЛ). ЭИЛ обладает рядом неоспоримых достоинств, в частности, возможностью нанесения на поверхность любого токопроводящего материала; высокой сцепляемостью покрытия с основой, простотой схем технологических наладок, малой энергоемкостью процесса при высокой плотности энергетического потока упрочняющего воздействия, относительно низкой стоимостью применяемого технологического оборудования и другими. В тоже время ЭИЛ характеризуется низкой производительностью и управляемостью процесса, высокой нестабильностью физико-механических свойств упрочненных структур, повышенной шероховатостью и пористостью обработанной поверхности.

Несмотря на глубину и разносторонность исследований процессов ЭИЛ многие основополагающие вопросы остаются нераскрытыми. Отсутствует единая физическая модель развития анодного массового потока и формирования упрочненного покрытия, нет надежных зависимостей, позволяющих оптимизировать и прогнозировать качество и эксплуатационные свойства покрытия.

Процессы, определяющие ЭИЛ, протекают в неравновесных условиях. К ним относят эрозию легирующего электрода, развитие анодного массового потока, осаждени покрытия и образование упрочненного поверхностного слоя. Современный подход к изучению самоорганизующихся процессов базируется на мезомеханике и фракталах, раскрывающих новый взгляд на анализ, моделирование и прогнозирование структур, развивающихся в термодинамически неравновесных условиях. Математическая теория фракталов предоставляет множество методов описания фрактальных структур, но все они требуют корректировки при рассмотрении реальных процессов. Приложение фрактальной методологии к анализу процессов, сопутствующих ЭИЛ, определяет актуальность выбранной темы исследования.

Работа выполнялась в рамках Федеральной программы «Дальний Восток России» по теме «Разработка и внедрение на предприятиях Дальневосточного региона наукоемких технологий обработки мяпсриаппи ^ »ггтпповпгтгт высококонцентрированных источников энергии и ве{

Цель работы. Исследование электроискрового легирования на основе фрактальной параметризации сопутствующих процессов для прогнозирования качества и эксплутационных свойств упрочненных поверхностных структур.

В соответствии с целью работы сформулированы задачи:

1. Выполнить анализ современного состояния вопроса по оценке неравновесности и самоорганизации процесса ЭИЛ.

2. Разработать методику оценки фрактальной параметризации структуры анодного массового потока и покрытия при ЭИЛ.

3. Исследовать влияние условий и режимов ЭИЛ на фрактальные параметры электроискрового процесса.

4. Исследовать взаимосвязь между фрактальными параметрами электроискрового процесса и структурой упрочняющего покрытия.

5. Разработать критерии качества упрочненной - поверхности с использованием фрактальной параметризации структуры покрытия.

6. Разработать рекомендации по оптимизации режимов ЭИЛ и прогнозированию качества упрочненных поверхностных структур. Научная новизна работы:

проведен анализ термодинамики процесса электрической эрозии материала показывает, что размерное распределение микрочастиц анодного массового потока представляет диссипативную структуру, фрактальные параметры которого можно. экспериментально определять по размерному распределению микрократеров формируемого покрытия.

разработана методику определения фрактальных параметров упрочненного электроискровым способом покрытия н формы отдельных микрократеров.

выполнена классификация. формы микрократеров по морфологическим признакам и - предложен фрактальный коэффициент формы микрократера, определено влияние теплофизических свойств электродного и упрочняемого материалов на фрактальные параметры формы микролунок.

показана корреляционная связь между фрактальными параметрами микрократеров, теплофизическими свойствами материала и режимами ЭИЛ.

Практическая значимость работы:

получен комплекс экспериментально-теоретических зависимостей, позволяющих анализировать и прогнозировать параметры качества упрочненных ЭИЛ покрытий.

разработаны рекомендации по использованию электродных материалов для формирования покрытий, обеспечивающие требования качества поверхностей и учитывающих условия последующей эксплуатации изделия.

разработаны номограммы для прогнозирования шероховатости поверхности, упрочненного ЭИЛ.

Реализация результатов работы заключается во внедрении на ФГУП «Военный завод № 19» (г. Белогорск) при упрочнении режущих инструментов и восстановлении ряда деталей машин, а также в учебном процессе при чтении курсов «Физическое материаловедение» и «Физика взаимодействия материалов с концентрированными потоками энергии и вещества»

На защиту выносятся;

методика определения фрактальных размеров эрозионного потока и формы микрократеров, характеризующих активность эрозионных процессов при ЭИЛ;

механизм формирования упрочненного поверхностного слоя и его оценка по фрактальным признакам;

результаты экспериментально-теоретических исследований, раскрывающие возможность прогнозирования качества покрытия на основе фрактальной параметризации процесса ЭИЛ.

Апробация работы.

Основные результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались на:

— III Дальневосточной региональной конференции с всероссийским участием (Благовещенск, 1999 г.);

— IV Региональная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по физике полупроводников, диэлектрических и магнитных материалов. (Владивосток, 2000 г.);

— II Региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование». (Хабаровск, 2001 г.);

— VI Китайско-Российского симпозиума "Новые материалы и технологии" (Пекин, 2001 г.).

— На ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Амурского государственного университета с 2000 по 2004 г.

Публикации результатов диссертационной работы осуществлено в 11 научных статьях и докладах.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов списка литературы и приложений. Она содержит 145 страниц машинописного текста, 29 таблиц, 40 рисунков и 154 ссыпки на работы отечественных и зарубежных авторов.

Автор выражает сердечную благодарность и, призательность доктору технических наук, профессору Литовке Г В. за консультативную помощь, оказание содействия в проведении экспериментов и обсуждении результатов исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение обосновавает актуальность темы исследования, связанную с решением задач повышения прочности и износостойкости поверхностей

машин и режущего инструмента. Показано место электроискрового легирования в системе технологических методов упрочнения. Приведена структура работы, сформулирована цель и задачи исследования, раскрыты основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ ранее выполненных исследований, раскрывающих физико-химические основы электроискрового легирования, дан критический анализ основных модельных представлений по электрической эрозии анодного материала, развитию анодного массового потока и формированию упрочненного поверхностного слоя. Отраженные в работах Б.Р. и Н.И. Лазаренко, Б.Н. Золотых, Г.В. Самсонова, А.Д. Верхотурова, Б.И. и Н.Б. Ставицких. Показано, что протекание всех процессов, сопутствующих ЭИЛ, реализуется в неравновесных условиях, связанных, в первую очередь, с высокой плотностью энергетических потоков и кратковременностью искрового разряда.

Вопросам самоорганизации при ЭИЛ не уделялось должного внимания, хотя имеющиеся экспериментальные данные указывают на сам факт проявления таких процессов и их активную роль в обеспечении производительности и качества обработки. Одним из проявлений самоорганизации при ЭИЛ является образование вторичных структур на поверхности легирующего электрода, ощутимо меняющих эрозионные свойства материала.

Современный подход к описанию самоорганизации в неравновесных процессах базируется на фрактальных представлениях, позволяющих относительно простыми соотношениями моделировать развитие сложных систем. Математический подход раскрывает множество методов и спобов фрактального формализма, которые широко используются при аналие многих технологических процессов машиностроения и в материаловедческих исследованиях. Новые материалы с фрактальной структурой находят широкое применение в машиностроении и других областях. Однако применительно к ЭИЛ вопросы приложения фрактального формализма остаются во многом не раскрытыми.

Структура эрозионного массового потока, размерное распределение микролунок на упрочненной поверхности и их форма по всем формальным признакам можно отнести к фрактальным. Поэтому исследование фрактальных соотношений, проявляемых при ЭИЛ, раскрывает новые пути более глубокого анализа процессов формирования упрочненных структур и прогнозирования их эксплуатационных свойств.

Анализ литературных данных позволил обосновать цель и задачи исследования

Во второй главе изложены используемые методы экспериментальных исследований, описаю оборудование, приборы и характеристики используемых материалов.

Электроискровое легирование осуществлялось на установке «Элитрон 22А». Учитывая, что ЭИЛ наиболее широко применяется для "упрочнения металлорежущего инструмента и поверхностей деталей машин, подверженных

интенсивному изнашиванию, эксперименты проводили на

инструментальных и конструкционных сталях В качестве электродов использовали материалы, охватывающие широкий спектр физико-механических и теплофизических характеристик (технически чистый вольфрам, ВК6, ВТ1-0, Ml, АЛ9).

Исходной информацией для определения фрактальных параметров покрытия, наносимого на поверхность ЭИЛ, является размерное распределение микролунок. Измерение линейных размеров микролунок проводили на металлографических микроскопах МИМ-10 и ММУ-3, по результатам которых рассчитывалось интегральное распределение частости диаметральных размеров с последующим построением этой зависимости в логарифмических координатах. Псевдофрактальная размерность вычислялась как отношение

(1)

где Д(1пР) - приращение натурального логарифма интегральной частости; Д(1п<1) — приращение натурального логарифма диаметрального размера микролунок.

Информационная энтропия определялась как

(2)

где - частость диаметрального размера в интервале

Весь спектр фрактальных размерностей задавался предельным соотношением:

(3)

где - целое число, - величина шага интервала

Соотношения периодической и хаотической составляющих структуре, образованной микролунками на упрочненной поверхности, оценивалось параметром который вычисляется по формуле:

Д„ = 0,-04. (4)

Измерение микротвердости проводилось на микротвердомере ПМТ-ЗМ при нагрузке 0,49 Н Микроструктура исследовалась на металлографическом МИМ-10 и сканирующем электронном микроскопе JSM-35C

Рентгеноструктурные исследования осуществлялись на рентгеновском дифрактометре ДРОН-ЗМ на СиК„,р -излучении методом Дебая-Шеррера с фокусировкой по Бреггу-Брентано Положение дифракционных максимумов определяются формулой Вульфа-Брэгга с использованием "С - критерия"

Лауэ вида . В результате расчета рентгенограмм был проведен

анализ изменения размеров субблоков мозаики и микроискажений структуры.

Триботехнические исследования предусматривали измерение коэффициента трения и интенсивности износа упрочненных поверхностей Трение осуществлялось на стандартной машине 2070-СМТ-1 по схеме "диск-колодка". Величина износа оценивалась по ширине истертой лунки ф), которая измерялась лупой Бринеля с 24" кратным увеличением

Метрологическое обеспечение экспериментов предусматривало использование оптимальных объемов выборки с учетом математической статистики и корреляционного анализа

В третьей главе изложены результаты термодинамического анализа электроэрозионного разрушения электродного материала и развития анодного массового потока, дано топологическое описание покрытия и раскрыты условия, влияющие на формирование границ единичных микролунок.

В работе показано, что высокая плотность мощности искрового разряда и малая продолжительность активного упрочняющего воздействия (порядка с) не позволяет сформироваться полноценным

диссипативный канал, контролируемым теплопроводностью, поэтому весомая доля искрового воздействия реализуется в виде работы эрозионного поверхностного разрушения. Уравнение энергетического баланса процесса взаимодействия единичного искрового разряда с анодным материалом в общем случае принимает вид

(5)

где Wa - энергия электрического разряда в активной стадии процесса,

градиент температуры, ~ СК0Р0СТЬ изменения химического

потенциала 1-Й структуры; V, - объем 1 — Й структурудельная

. йт

работа эрозионного разрушения; скорость эрозионного разрушения:

<Ц II

Энергетические затраты на эрозионное разрушение анодного материала при ЭИЛ можно рассчитать исходя из аналогии процессов разрушения эмиттера. Выполненные расчеты применительно к разным электродным материалам показывают, что с повышением энергии единичного искрового разряда работа эрозионного разрушения возрастает и принимает наибольшие значения для технического вольфрама и твердого сплава ВК6 Сравнительный анализ показывает, что энергетические затраты на эрозионное разрушение анодного материала га два и более порядков превышает тепловой поток, отводимый из зоны искового воздействия за счет теплопроводности.

Следовательно, эрозионное разрушение анодного материала при искровом воздействии можно рассматривать как активный диссипативный процесс, на реализацию которого затрачивается наибольшая доля энергии искрового разряда.

При перемещении эрозионных частиц в межэлектродном пространстве происходит их дополнительное диспергирование. Предложен фрактальный механизм развития структуры анодного массового потока, включающий несколько этапов диспергирования с постоянным соотношением количества частиц подвергаемых дальнейшему дроблению и сохраняющихся до конца процесса. Первые находятся, как правило, в жидкокапельном состоянии и при осаждении формируют частицы сферической или округлой формы, вторые в основном представляют твердокристаллической образования или частицы хрупкого разрушения. Фрактальный размер образующегося при этом анодного массового потока можно определить из выражения

(6)

где - концентрация частиц хрупкого разрушения; - концентрация частиц шарообразной формы; п - число актов диспергирования.

Адекватность предложений модели развития анодного массового потока осуществлялась путем сравнения фрактальных размеров, рассчитанных по выражению (2) и определенных экспериментально по остаточным продуктам эрозии анодного вещества. При определении последней выделялись частицы сферической и неправильной формы. Анализ показал, что при соотношении различие между

теоретической и экспериментальной величиной составляет около 6 0 %

Таблица 1

Гранулометрический состав продуктов эрозии электрода ВК6 при ЭИЛ стали 45 _

Энергия разряда, Дж Шарообразные частицы, % Частицы хрупкого разрушения, %

0,022 31,6 68,4

0,09 37,5 62,5

Результаты выполненных расчетов также показывают, что фрактальные размеры графа эрозионного массового потока удовлетворительно укладываются в тренд фрактальных размерностей дерева Кантора, дерево Коха и дерево Фибоначчи. На рис.1 приведена зависимость фрактального размера от средней ветвистости графа Это еще раз подтверждает, что процессе формирования эрозионных частиц разрушения анодного материала носит фрактальный характер. Элементарными поражениями поверхности катода, являются микролунки. Развитость границы микролунки определяется теплофизическими свойствами анодного и катодного материалов и режимами электроискрового процесса.

Фрактальные параметры границы микролунки можно оценить следующим образом.

О,

1,6

1,0

0,4

0

Моде

ФиОоначи

Кантор

0 ОД 0,4 0,6 0,8 1,0

Рис. I Изменение фрактального размера Ог от средней ветвистости графа Ь

Границу микролунки представляет можно описать случайной функцией 1(0) в полярной системе координат (рис 2.а)

ь=|(е) (7)

где Ь - периметр границы микролунки; 6 - полярный угол, принимаемый значения от 0 до 2л, как следствие замкнутого контура микролунки. Значения функции 1(9) в произвольной точке А можно представить как сумму двух случайных величин.

'а=?А,+ёд (8)

где !а - полярный радиус - вектор точки А; гД1 - полярный радиус -вектор вписанной окружности; - вектор-расстояние от до А. (рис.2.б)

Известно, что для выпуклых правильных фигур отношение квадратного корня площади к ее периметру является постоянной величиной

(9)

где К«, -коэффициент оценки формы микролунки; L- периметр микролунки; S- площадь микролунки.

При кристаллизации жидкокапельных частиц в равновесных условиях формируются выпуклые частицы, для которых принимает близкие значения.

Существенное отклонение Кф от постоянных значений говорит о неравновесности процесса формирования границ при кристаллизации. Формирование микролунок при ЭИЛ происходит в неравновесных условиях, поэтому для оценки коэффициента формы предлагается учитывать фрактальность ее границ

а)

б)

Рис. 2 Схема определения значения функции L в точке а) схема определения периметра микролунки, б) схема определения периметра через радиус вписанной окружности.

Рис. 2 Схема определения значения функции L в точке а) схема определения периметра микролунки; б) cxeмa определения периметра через радиус вписанной окружности

(10)

где - фрактальный размер границы микролунки; гьп - радиус вписанной окружности

Таким образом, коэффициент оценки формы микролунки зависит от величины отклонение рельефа границы микролунки и количества неровностей рельефа л (вершин и впадин)

В четвертой главе приведены результаты экспериментальные исследования о влиянии режима и материала легирующих электродов на формирование микролунок при электроискровом покрытии

Выполненные исследования показали, что микролунки можно классифицировать по форме границы следующим образом

A) микролунка с гладким периметром границы - граница микролунки представляет собой почти правильную форму, приближающуюся к замкнутой, гладкой окружности (рис. З.б);

Б) микролунка с извилистым периметром границы - микролунка имеет сильно изрезанную границу с образованием микростолбиков, вытянутых по касательной к поверхности (рис.З.в);

B) микролунка с размытой границей - не имеет четкой границы, отсутствует линия перевода от микролунки к основному материалу (рис.3.а);

Кроме этого прозедена классификация микролунок по разной объемной форме:

а) относительно гладкая поверхность- микролунка не имеет явных неровностей, поверхность характеризуется гладким внешним видом, на поверхности наблюдаются эмиссионные центры (рис.3.в);

б) поверхность с образованием развитого рельефа - поверхность микролунки имеет ярко выраженные микронеровности, имеющие вид отдельных кристаллов (рис.З.б).

Условия образования морфологически разных микролунок объясняется теплофизическими характеристиками материалов катода. Применение тугоплавки «с материалов типа вольфрама и карбида вольфрама приеодит к образованию микролунок типа Б.а. Образование подобных микролунок характерно для материалов подложки, имеющей высокую теплопроводность. При взаимодействии расплавленной массы анода с подложкой в этом случае происходит выброс материала подложки с образованием микрокрагера. Анализ зависимостей (табл.2) и внешнего вида микролунки позволяет сделать вывод, что уменьшение значения соответствует образованию более гладкой границы, но при этом имеет место сильное изменение текстуры поверхности.

Таблица 2

Значения коэффициента формы микролунки

Материал подложки Материал электрода Энергия разряда, Дж

0,022 0,09 0,25 0,73 0,86

сталь 45 ВК6 4,9 5,0 4,8 5,1 5,2

АЛ9 4,3 4,6 4,3 ■ ' 4,1 4,6

М1 4,2 3,4 3,7 3,5 3,6

ВТ1-0 3,6 5,7 4,1 3,9 3,3

6,7 5,9 6,0 4,5 5,1

Отношение является количественной характеристикой формы микролунки, зависящей от условий ее образования. Из полученных значений видно, что для более легкоплавких металлов коэффициент имеет меньшее значения, чем для тугоплавких металлов. ' •

п

Рис. 3 Поверхность и поперечное сечение катода после единичного разряда а) катод сталь 45, анод ВТ1-0, энергия разряда 0,73 Дж; б) катод сталь 45, анод ВТ1-0 энергия разряда 0,86 Дж; в) катод сталь 45, анод ВК6, энергия разряда 0,86 Дж. •

Чем выше теплоемкость металла, тем больше он несет запас теплоты, и при возникновении контакта пытается передать этот запас более теплопроводному металлу. При осаждении легкоплавких металлов на подложке с меньшей теплопроводностью скорость теплообмена невысока, что приводит к образованию более развитой границы микролунки. В случае тугоплавких электродных материалов в формировании формы микролунок большую роль играет более теплопроводная подложка, успевающая в момент осаждения эрозионной частицы оплавиться и произвести выброс расплавленного материала.

Элементарная модель микролунок представляет систему микролунок нулевого порядка первого и далее порядков. Для

идеализированного случая можно ввести следующий параметр к -соотношение диаметров микролунок

Введем масштабный коэффициент Ч55*/^.. получим фрактальную размерность микролунки

В общем случае на каждом этапе описания микролунок параметр к непостоянен, и если ввести среднегеометрические значения, определяющие структуру микролунок как к = (к, +к, + к,_ + к.У», то обобщенное значениз фрактальной размерности выразится следующим образом

Большая часть изотропно разлетающейся массы анодного материала в момент искрового воздействия находится в жидкофазном состоянии, и ее капельно-размерное распределение может быть представлено фрактальной зависимостью

N = М^Д-" (14)

где N - общее число капель анодного массового потока; К, - число

микролуно образовавшихся на поверхности катода; - фрактальный размер; - диаметральный характеристический размер.

Получасы зависимости интерального распределения размера микролунок при ЭИЛ сталей 45 и Р6М5 при упрочнении исследуемыми электродами. Скейлинговая зависимость распределения микролунок представляет ломанную кривую, указывая на наличие двух фрактальных размерностей в области малых и средних диаметральных размеров. Снижение угла наклона верхних ветвей связано, на наш взгляд, с частичным выгоранием микрофрагментов массового потока при взаимодействии с межэлектродной средой. С увеличением энергии искрового разряда область процессов выгорания микрочастиц эрозионного потока охватываетзону хрупко-капельного переноса

С повышением мощности искрового разряда сужается диапазон диаметрального рассеивания микролунок. Повышение энергии разряда ведет не к увеличению эрозионной массы, а, в направлении роста фрактальной размерности продуктов эрозии. Происходит смещение диапазона в область меньших размеров. Повышение фрактальной размерности основной ветви указывает на высокую степень неравновесности. Наибольшее влияние на фрактальную размерность температура плавления электродного материала. С повышением энергии единичного разряда происходит увеличение объема расплавленной массы, возрастает массоперенос и формируется поверхностный

поверхностный слой из более крупных капель расплавленного металла. Численные значения фрактальных размерностей микролунок, определенные на основании анализа микрофотографий поверхностных структур представлены в таблице 2.

Сравнительный анализ Ом с экспериментальными значениями фрактального размера О«», показывает, что коэффициент корреляции между ними находится в пределах 0,64-0,91

Таблица 3.

Псевдофрактальный размер лунок при ЭИЛ

Материал подложки Материал электрода Энергия разряда, Дж

0,022 0,09 0,25 0,73 0,86

сталь Р6М5 ВК6 5,82 7,8 8,42 7,49 11,24

АЛ9 5,4 6,81 4,95 5,82 5,04

М1 4,97 5,17 5,5 7,5 5,5

ВТ1-0 6,62 6,7 1 5,67 4,33 2,64

4,3 7 6,6 . 9 10,4

сталь 45 ВК6 3,63 10,86 6 7,83 6,17

АЛ9 4,1 6,4 ■ 4,59 5,42 7,2

М1 10,5 9,17 10,4 6,17 8,57

ВТ1-0 _ 4,14 3,88 7,67 5,36 7

6,5 5,9 4,22 11,6 4,36

Между псевдофрактальным размером и коэффициентом формы микролунки просматривается корреляционная «зависимость Для используемых материалов электродов характер угла наклона зависит от теплофизических параметров. Тугоплавкие и легкоплавкие материалы имеют противоположные зависимости (рис. 4).

Рассчитаны значения критерия Палатника, для разных систем электродных материалов. Критерий Палатника для стали Р6М5 выше, чем для стали 45. Анодные материалы можно расположить по мере возрастания Кп в следующем порядке

ВТ1-0 — АЛ 9 - M l - W — ВК6, что согласуется с рядом в который выстраиваются анодные материалы в зависимости от фрактальной размерности.

На основании изложенного можно заключить, коэффициент формообразования и фрактальный размер являются важными информационными параметрами, отражающими особенности осаждения анодного массопотока на поверхность подложки'

В пятой главе фрактальный размер и коэффициент формообразования рассмотрены как фактор оптимизации и прогнозирования эксплутационных свойств Даны практические рекомендации по применению

Толщина электроискрового покрытия является важным технологическим параметром, особенно при восстановлении и упрочнении точных деталей. Связь между максимальной толщины и коэффициентом формы микро-

лунки при малых значениях энергии разряда проявляется неявно, но при высоких значениях энергии разряда наблюдаются тесная корреляционная связь между ними Максимальная толщина покрытия и фрактальный размер при изменении энергии разряда меняются симбатно (табл. 4)

• -

• Л

<_._ «

ЛУ^А' У А

и

_

•

О 2 4 6 8 10 12

Рис 4 Взаимосвязь коэффициента формы микролунки и псевдофрактального размера (катод - сталь 45) £ ВК6, А АЛ9, ■<> М1, ♦ ВТ1-0, Х<\¥

Установлено, что максимальной износостойкостью обладает покрытие, сформированное при энергии разряда 0,73 Дж. При этой энергии наблюдается большой привес массы, и толщина покрытия приближается к максимуму, что обуславливает низкую пористость покрытия и способствует образованию более однородной структуры покрытия. Высокая износостойкость хорошо согласуется с классификационными признаками микролунки Микролунка в этом случае имеет размытую границу, что говорит о активности перемешивания материала подложки и легирующего электрода в микрованне расплава Следовательно, формирование покрытия из микролунок типа В.а обеспечивает высокую износостойкость покрытия. При других режимах происходит образование покрытий с более высокой пористостью, нестабильной толщиной и высокой шероховатостью покрытий Получены экспериментальные данные межплоскостных расстояний, интенсивностей дифракционных максимумов и рассчитаны средние значения блоков D и средней величины микроискажений поверхностных структур, упрочненных ЭИЛ.

Таблица 4,

Влияние природы легирующих материалов и энергии ЭИЛ на толщину электроискровых покрытий (сталь 45) 5, мкм .

Энергия ; Материал электрода

разряда, Дж ВК6 \У ВТ1-0 М1 АЛ9

0,022 21 13 - -8 - 4 48

0,09 22 ' ' 45" • • 5- 51 ■ 12

0,25 -1 • 1 6 1 -2

0,73 55 42 17 8 23

0,86 1 49 51 12 15

При энергии искрового разряда Ер0,73 Дж по сравнению с остальными режимами формируется более дисперсная структура с мелкими блоками (450-500 ). При этом значении энергии микротвердость принимает максимальное значение 17,40 ГПа.

Получена функциональная зависимость и разработаны номограммы для прогнозирования шероховатости покрытия в зависимости от материала легирующего электрода и режимов ЭИЛ.

Проведенные эксперименты позволяют сделать вывод, что учет параметров искрового разряда (частоты следования импульсов), среднего диаметра микролунки позволяет улучшить качество получаемых покрытий.

Рис. 5. Номограмма по определению шероховатости и толщины покрытия

Таблица 5.

Относительная интенсивность износа стали Р6М5 при трении о диск из стали 50, легированной электродом ВК6

Энергия разряда, Дж К -

- 10\ Дж/мин

18,84 28,26 35,33 42,39 56,52 '

0,25 0,592 0,448 0,606 0,600 0,424 ■ '

0,73 0,364 0,493 0,577 , 0,502 0,363' -

0,86 0,512 0,545 0,590 _ 0,439 0,378'. '

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе термодинамического анализа и модельных , представлений единичного эрозионного процесса дана количественная, оценка степени неравновесности. Показано, что структура анодного массового потока представляет одну из форм диссипативных структур.

2. Разработана методика оценки фрактальных параметров анодного массового потока, формы и распределения микролунок на упрочненной поверхности, сформированной атектроискровым легированием. Получены формулы для расчета фрактальной размерности упрочненной поверхностной структуры и коэффициента формы микролунок

3. Предложена классификация микролунок по геометрическим признакам и дано тешюфизическое обоснование развития их формы.

4. Подтверждено, что мультифрактальные характеристики тесно связаны с работой эрозионного разрушения, которая учитывает силу тока в разряде, геометрическую форму электрода и удельное сопротивление материала электрода.

5. На основе экспериментальных исследований и корреляционного анализа установлено, что фрактальные параметры анодного массового потока и коэффициента формы микролунок Кф является критериями косвенной оценки шероховатости упрочненной поверхности, толщины и износостойкости покрытия.

6. На основании корреляционной и регрессионного анализа между фрактальными параметрами эрозионного потока и получаемых микролунок показана принципиальная возможность прогнозирования физико-механических и эксплутационных свойств поверхностей полученных при ЭИЛ. Разработана номограмма для 'Прогнозирования шероховатости упрочненного слоя.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в работах: 1. Виноградов Б.А, Ким ВА, Коротаев Д Н., Соловьев В А Обобщенная термодинамическая модель упрочнения // Тезисы доклада Международной научной конференции «Синергетика, самоорганизую-

щиеся процессы в системах и технологиях». Комсомольск - на -Амуре, -1998 г.- с. 87-88.

2. Ким ВА., Коротаев Д.Н., Соловьев В.А Термодинамика упрочняющих технологий // Вестник АмГУ 1999 выпуск 6 С.32-35

3. Ким В.А., Соловьев В.В. Теплофизическая модель упрочнения при импульсном тепловом воздействии на металлическую поверхность. // Тезисы доклада. Материалы III Дальневосточной региональной конференции с всероссийским участием —1999г.- с. 172-173.

4. Соловьев В.В., Астапова Е.С, Ким В.А, Макеева ТБ. Изменение параметров тонкой кристаллического состояния стали 45 после электроискрового легирования. // Тезисы докладов TV региональной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по физике, полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов Владивосток,- 2000 г.- с. 24-25.

5. Соловьев В.В., Астапова Е.С, Макеева Т.Б., Ким В.А. Структурные критерии оценки оптимизации процесса электроискрового легирования стали 45 сплавом ВК6М. // Вестник АмГУ - 2000 выпуск 11 - с.49-50

6. Соловьев В.В., Литовка Г.В., Лунева В.П. Фрактальная параметризация сформированных микролунок методом электроискрового легирования // Вестник АмГУ - 2001 выпуск 15 -с.32-35

7. Соловьев ВВ, Литовка Г.В, Лунева В.П. Параметризация микролунок сформированных методом электроискрового легирования. // I Амурская межрегиональная научно-практическая конференция «Химия и химическое образование нарубеже веков», Благовещенск, - 2001 - с. 112-113.

8. Соловьев В.В., Агапятов ВА, Щетинин М.И. Анализ рассеяния рентгеновских лучей на несовершенствах структуры стали. // Тезисы докладов V региональной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по физике, полупроводниковых, диалектрических и магнитных материалов Владивосток, -2001г.-с,4

9. Soloviev V.V, AstapovaE, Agapyatov V., VaninaE. Studyof steel stressed state//New

materials and technologies in 21 Century. Proceedings of The Sixth Sino-Russian International synposium on Newinalerials and technologies,2001,p.340.

10. Агапятов ВА, Астапова Е.С., Соловьев ВВ. Параметры тонкой структуры стали 45 после электроискрового легирования// Тезисы докладов второй региональной научной конференции Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование Хабаровск,2001 Г.С87-89.

11. Соловьев В В, Астапова Е.С, Агапятов ВА Изменение структуры стали 45 при электроискровом легировании сплавом ВК6 //Физика и химия обработки материалов - 2002 № 6 - с. 73-76.

Подписано в печать 19.04.04 Формат 60x84 Бумага писчая. Печать офсетная. Тираж 100 экз. Заказ 14785

Отпечатано типография ГОУВПО «Амурский государственный университет» г. Благовещенск, ул. Мухина, 150

1. ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОЛУНОК ПРИ ЭЛЕКТРОИСКРОВОМ ЛЕГИРОВАНИИ

1.1. ФИЗИЧЕСКАЯ СУЩНОСТЬ МЕТОДА ЭИЛ

1.2. ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССА ЭИЛ

1.3 ФРАКТАЛЬНАЯ ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ КАК ХАРАКТЕРИСТИКА НЕРАВНОВЕСТНЫХ СИСТЕМ =-

1.4. ЭРОЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЭИЛ И ИХ РОЛЬ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ МИКРОЛУНОК

2. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ИССЛЕДУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.2. МЕТОДИКА И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ

2.3. МЕТОДИКА И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

2.4 МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛШИНЫ ЛЕГИРОВАННОГО СЛОЯ ПРИ ЭИД

2.5.МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ МОДИФИЦИРОВАННОГО ОБРАЗЦА

2.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА И РАЗМЕРОВ ГАЗОВЫХ РАКОВИН НА МОДИФИЦИРОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

2.7. ГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА ФРАКТАЛЬНОЙ РАЗМЕРНОСТИ

2.8 АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА ФРАКТАЛЬНОЙ РАЗМЕРНОСТИ

2.9 МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ МИКРОФОТОГРАФИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРИМЕТРА И ПЛОЩАДИ МИКРОЛУНОК

ВЫВОДЫ

3. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ НА НЕРАВНОВЕСНОСТЬ СФОРМИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ

3.1. ТОПОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПОКРЫТИЙ

3.2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЭИЛ

3.3. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ГРАНИЦЫ МИКРОЛУНКИ

3.4. МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ЭИЛ

ВЫВОДЫ

4. ПАРАМЕРТРИЗАЦИЯ ЭРОЗИОННОГО МАССОПОТОКА ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ПОКРЫТИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ КАТОДА

4.1.КЛАССИФИКАЦИЯ МИКРОЛУНОК, ОБРАЗОВАННЫХ.ПРИ ЭИЛ

4.2. АНАЛИЗ НЕРАВНОБЕСНОСТИ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ УПРОЧНЕННОГО СЛОЯ ПРИ ЭИЛ

4.3. ВЛИЯНИЕ ЭНЕРГИИ ЕДИНИЧНОГО РАЗРЯДА Ер И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОДОВ НА ФРАКТАЛЬНУЮ РАЗМЕРНОСТЬ МУЛИТФРАКТАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

4.4. ВЛИЯНИЕ КРИТЕРИЯ ЭРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ НА ФРАКТАЛЬНУЮ РАЗМЕРНОСТЬ 12]

ВЫВОДЫ

5. ПРИМЕНЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФОРМЫ И ФРАКТАЛЬНОГО РАЗМЕРА МИКРОЛУНОК КАК ФАКТОРА ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ЭИЛ

5.1. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ ПРИМЕНЕНИЮ ЭЛЕКТРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

5.2. ВЗАИМОСВЯЗЬ КОЭФФИЦИЕНТА ФОРМЫ И МУЛЬТИФРАКТАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК С ИЗНОСОСТОЙКОСТЬЮ ПОВЕРХНОСТЕЙ, СФОРМИРОВАННЫХ МЕТОДОМ ЭИЛ

5.3 ЭЛЕКТРОИСКРОВОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ ПРИ УПРОЧНЕНИИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

5.4 ВЫБОР СКОРОСТИ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТРИБОСОПРЯЖЕНИНИЙ ПРИ ЭЛЕКТРОИСКРОВОМ ЛЕГИРОВАНИИ

ВЫВОДЫ

Развитие современного машиностроения связано с применением новых прогрессивных технологий, позволяющих повысить ресурс и надежность деталей и инструментов в условиях эксплуатации при действии динамических и статических контактных,, силовых и тепловых нагрузок. В связи с этим возникает необходимость в разработке новых и совершенствовании традиционных методов поверхностного • упрочнения среди которых. заслуживает'' внимание метод . электроискрового легирования (ЭИЛ). Он имеет ряд достоинств, к которым следует отнести не только высокую прочность сцепления нанесенного слоя и материала основы, но и возможность локального нанесения на упрочняемую поверхность любых токопроводящих материалов. Этот метод обладает низкой энергоемкостью и позволяет формировать износостойкие покрытия определенной структуры, фазового и химического состава.Однако широкое использование этого метода в машиностроении сдерживается отсутствием систематических " данных по оптимизации режимов упрочнения, выбору электродов • легирования и сложностью прогнозирования структуры и эксплутационных свойств модифицированной поверхности.Поверхностный слой, сформированный методом электроискрового легирования, является результатом многократного воздействии искровых разрядов на исходную поверхность детали.Вопрос о факторе формы; микролунок в процессах формирования модифицированных структур и его влиянии на эксплуатационные свойства упрочненных поверхностей освещен в недостаточной мере. Нет единого мнения о явлениях, происходящих на рабочих поверхностях электродов:: процесс эрозии электронных материалов и массоперенос.Целью диссертационной работы является исследование электроискрового легирования на основе фрактальной параметризации сопутствующих процессов для прогнозирования качества и эксплутационных свойств упрочненных поверхностных структур.Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие основные задачи: 1. Разработать методику фрактальной параметризации структуры анодного массового потока и покрытия при электроискровом легировании.2. Исследовать влияние условий и режимов электроискрового ' легирования на фрактальные параметры электроискрового процесса.3. Исследовать взаимосвязь между фрактальными параметрами электроискрового процесса и структурой, физикомеханическими и триботехническими свойствами упрочненных поверхностей.4. Разработать критерии качества упрочненных поверхностных структур на основе фрактальных параметров электроискрового процесса.5. Разработать рекомендации по оптимизации режимов ЭИЛ и прогнозирования качества упрочненных поверхностных структур.Научная новизна полученных результатов состоит в следующем: - проведен анализ термодинамики процесса электрической эрозии материала показывает, что размерное распределение микрочастиц анодного массового потока представляет диссипативную структуру, фрактальные параметры которого можно экспериментально определять по размерному распределению микрократеров формируемого покрытия. - разработана методика определения фрактальных параметров упрочненного электроискровым способом покрытия и формы отдельных микрократеров. выполнена классификация формы микрократеров по морфологическим признакам и предложен фрактальный коэффициент формы микрократера, определено влияние теплофизических свойств электродного и упрочняемого материалов на фрактальные параметры формы микролунок. показана корреляционная связь между фрактальными параметрами микрократеров, теплофизическими свойствами материала и режимами ЗИЛ. Практическая значимость результатов диссертационной работы: - получен комплекс экспериментально-теоретических зависимостей, позволяющих анализировать и:прогнозировать параметры качества упрочненных ЗИЛ покрытий. - разработаны рекомендации по использованию электродных материалов для формирования покрытий, обеспечивающие требования качества поверхностей и учитывающих условия последующей эксплуатации изделия. - разработаны номограммы для прогнозирования шероховатости поверхности, упрочненного ЗИЛ. Апробация работы. Основные результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались на: — Международной научной конференции ««Синергетика, самоорганизующиеся процессы в системах и технологиях». (Комсомольск - на - Амуре, 1998 г.) — .III Дальневосточной региональной конференции с всероссийским участием (Благовещенск, 1999 г.) — IV Региональная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по физике полупроводников, диэлектрических и магнитных материалов. (Владивосток, 2000 г.) — II Региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование». (Хабаровск, 2001 г.) III Региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование». (Благовещенск, 2002 г.) — VI Китайско-Российского симпозиума "Новые материалы и технологии". (Пекин, 2001 г.) Публикаг^ии. По материалам диссертацизя опубликованы 11 печатных работ: 5 статей , б тезисов Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложения.На защиту выносятся: - методика определения фрактальных размеров эрозионного потока и формы микрократеров, характеризующих активность эрозионных процессов при ЭИЛ; - механизм формирования упрочненного поверхностного слоя и его оценка по фрактальным признакам; результаты экспериментально-теоретических исследований, раскрывающие возможность прогнозирования качества покрытия на основе фрактальной параметризации процесса ЭИЛ. Автор выражает благодарность доктору физ. - мат. наук, с.н.с. Астаповой Елене Степановне, кандидату химических наук Луневой Вере Павловне, зав. лабораторией Бочкаревой Ирине Юрьевне и особую благодарность доктору технических наук, профессору Литовка Геннадию Васильевичу за помощь, внимание и обсуждение полученных результатов.

1. На основе термодинамического анализа и модельных представлений единичного эрозионного процесса дана количественная оценка степени неравновесности. Показано, что структура анодного массового потока представляет одну из форм диссипативных структур.2.Разработана методика оценки фрактальных параметров анодного массового потока, формы и распределения микролунок на упрочненной поверхности, сформированной электроискровым легированием. Получены формулы для расчета фрактальной размерности упрочненной поверхностной структуры и коэффициента формы микролунок K$.3.Предложена классификация микролунок по геометрическим признакам и дано теплофизическое обоснование развития их формы.4.Подтверждено, что мультифрактальные характеристики тесно связаны с работой эрозионного разрушения, которая учитывает силу тока в разряде, геометрическую форму электрода и удельное сопротивление материала электрода.5.На основе экспериментальных исследований и корреляционного анализа установлено, что фрактальные параметры анодного массового потока и коэффициента формы микролунок Кф является . критериями косвенной оценки шероховатости упрочненной поверхности, толщины и износостойкости покрытия.. б.На основании корреляционного и регрессионного анализа между фрактальными параметрами эрозионного потока и получаемых .микролунок показана принципиальная возможность прогнозирования физико-механических и эксплутационных свойств поверхностей полученных при ЭИЛ. Разработана номограмма для прогнозирования шероховатости упрочненного слоя.

1. Анисимов СИ., Илис Я.А., Романов Г.С, Ходыко Ю.В. Действие излучения большой мощности на металлы. -М., Наука, 1970-272с.

2. Андриевский Р.А., Спивак И.И. Прочность тугоплавких соединений и металлов на их основе: Справ. Челябинск. - Металлургия. - 1985. Зб8с.

3. Бабенко Э.Г., Верхотуров А.Д. Особенности формирования покрытий на металлах. методом электроискрового легирования.'' Хабаровск: Дальневосточный государственный университет путей сообщения, 1998. - 89с.

4. Бондаренко Б.В., Коновалов Н.Д. и др. Электронные свойства поверхности: Учеб. пособие. - М.,1991. 79с.

5. Белый А.В., . Манушок Е.М. и др. Поверхностная упрочняющая обработка с применением концентрированных потоков энергии. - Минск.: Наука и техника, 1990.-78с.

6. Бачей Ю.И. Физические основы импульсного упрочнения стали и чугуна. - Киев.: Наук. Думка, 1988. - 237с.

7. Буше Н.А., Копытько В.В. Совместимость трущихся поверхностей. - М.: Машиностроение. - 1981. - 127с.

8. Бойцов А.Г., Машков В.Н., Смоленцев В.А., Хвостухин Л. А. Упрочнение поверхностей комбинированными способами. - М.: Машиностроение. - 1991. - 144с.

9. Бондарь В.Т., Подчерняева И.А., Куринская Т.В. Структура стали после ее электроискрового легирования тугоплавкими карбидами // Порошковая металлургия. №9. 1983. 88-91.

10. Бокштейн B.C. Диффузия в металлах. М. : Металлургия. - 1978. - 248с.

11. Бруй В.Н. Начальная стадия массопереноса при низковольтном искровом воздействии // Исследования института материаловедения в области создания материалов и покрытий. Владивосток: Дальнаука., 2001. - 153 - 159.

12. Бушин И.Н., Гусак Ф.М. Простая модель массопереноса при импульсном, воздействии // Металловедение. 1991. Т.13. №4. 21-25.

13. Верхотуров А.Д. Формирование поверхностного слоя при ЭИЛ. Владивосток: Дальнаука, 1995. 323 с.

14. Верхотуров А.Д., Ковальченко М.С, Лемешко A.M. Действие высококонцентрированных потоков энергии на тугоплавкие металлы и соединения // Из. АН СССР. Неорган. Материалы. 197 9.№4.С.574-578.

15. Верхотуров А.Д., Рощина А.И., Приходько М.И. и др. Исследование лунок при лазерной обработке боридов переходных металлов IV-VI. групп в режиме единичных импульсов. // Электрон. Обработка материалов. 1976. - №3. - С И - 13.

16. Верхотуров А.Д. Материаловедение электродных материалов для электроэрозионной обработки. Препр. Владивосток: Дальнаука, 1996. 33 с.

17. Верхотуров А.Д., Подчерняева И.А.,Куринная Т.В. и др. Закономерности формирования покрытий в процессе электроискрового легирования стали тугоплавкими карбидами // Физика и химия обработки материалов. 1984. № 1 99-104.

18. Верхотуров А.Д., Подчерняева И.А., Горбунов Ю.А. и др. Выбор материала электрода и массоперенос при электроискровом легировании // Порошковая металлургия. 1985. №2. 36-39.

19. Верхотуров А.Д. Материаловедение электродных материалов для электроэрозионной обработки. Препр. Владивосток: Дальнаука, 1997. 27 с.

20. Верхотуров А.Д., Николенко СВ., Мулин Ю.И. Электродные материалы для электроискрового легирования с. использованием минерального сырья. Владивосток: ДВО АН СССР. Дальнаука, 1991. 46 с.

21. Верхотуров А.Д., Подчерняева И.А., Бабенко Э.Г. и др. Повышение износостойкости^ электроискровых покрытий //Порошковая металлургия, 1987 №5. 94-98.

22. Верхотуров А.Д., Подчерняева И.А. Эрозия тугоплаких материалов при воздействии концентрированных потоков энергии Препринт. Владивосток: ДВО АН СССР, 1987. -64с.

23. Верхотуров А.Д., Подчерняева И.А. Физико-химические основы создания электродных материалов для электроискрового легирования // Электрон, обработка материалов. - 1987. - №4. - 17-21.

24. Верхотуров А.Д., Муха И.М. Технология электроискрового легирования металлических поверхностей. Киев.: Техника. - 1982. - 181с.

25. Верхотуров А.Д.,. Подчерняева И.А., Самсонов Г.В., Фоменко B.C. Зависимость эрозии анода от состояния упрочняемой . поверхности при электроискровом легировании // Электрон, обработка материалов. 1970. - №6. - 29-31.

26. Вероман В.Ю. Кинетика образования электроэрозионного кратера в квазистабильных условиях // Электронная обработка материала, 1989. №1. 13 -16.

27. Г.В.Встовский. Фрактальная модель усталостного разрушения. Дисс.канд.ф.-м.наук. Москва, 1990.

28. Встовский Г.В. Модель фрактального профиля усталостной трещины. ПМТФ, 1992, №2, 130-137.

29. Галенко П.К., Кривелев М.Д. Изотермический рост кристаллов в переохлажденных бинарных сплавах // Математическое моделирование. - 2000. Т. 12 - №11. -С.15-37.

30. Головейко А.Г. Диспергирование металлов при импульсном разряде в жидком диэлектрике. - В кн: Физические основы электроискровой обработки металлов. - М.: Машиностроение. - 1966. - 74 - 85.

31. Гладышев Г.П. Термодинамика и макрокинетика природных иерархических процессов. М.: Наука, 1988.

32. Дубовицкая Н.В., Коленченко Л.Д., Снежко В.А. Изменение фазового состава в поверхностных слоях стали 4 5 при электроискровом легировании хромом' // Электронная обработка материала, 1987. №3. 21 -25.

33. Дорфман. В.Ф. Микрометаллургия в микроэлектронике. М.: Металлургия, 1978. - 272с.

34. Ермаков С. Физика металлов и дефекты кристаллического строения.- Л.: Изд-во ЛГУ, 1989. 280с.

35. Жуков В.И., Шилйна Е.П., Брон Д.И. и др. Плазменное • оплавление поверхностного слоя чугуна после электроискрового легирования // Электрон, обработка материалов. - 1985. - №3. - 25-31.

36. Жура В.И., Юхненко В.В., Назарец B.C. и др. Некоторые особенности механизма электрической эрозии металлов при единичных разрядах в воздушной среде // Электрон, обработка материалов. - 1977. - №2. 18-20.

37. Золотых Б.Н. О динамике процесса электрической эрозии металлов в импульсном элект'рическом разряде. // Вып.2.М.^:Изд-во АН СССР, 1958. 27 - 50.

38. Золотых Б.Н. Связь чистоты поверхности после электроэрозионной обработки с параметрами единичных лунок. // Вестник машиностроения. - 1969. - №10. -18-22.

39. Зингерман А.С. Физические основы технологии электроэрозионной обработки металлов. В кн.: Новые методы электрической обработки металлов. - М.: Машгиз. - 1955. - 5-22.

40. Золотых- Б.Н. О физической природе электроискровой обработки металлов. - М. : Изд-во АН СССР, 1957.-Вып.1 38 - 69.

41. Зубарев Н.М. Точное решение задачи о равновесной конфигурации двумерной заряженной жидкометаллическои капли // Письма в ЖТФ. 1999. Т. 25. Вып. 26. 55-60.

42. Иванова B.C., Шанявский А.А. Количественная фрактография. . Усталостное разрушение. Челябинск, Металлургия, 1988. 160 с.

43. Иванова B.C., Встовский Г.В. Механические свойства металлов и сплавов с позиций синергетики. Итоги науки и техники. Металловедение и термическая обработка. М.: ВИНИТИ, 1990. 43-98.

44. Иванова B.C., Баланкин А.С, Бунин И.Ж., Оксогоев А.А. Синергетика и фракталы в материаловедении. М.:Наука, 1994. 378с.

45. Иверонова В. И., Ревкевич Г. П. Теория рассеяния рентгеновских лучей. М.: Изд-во МГУ, 1972. с.

46. Игнатенко Э.П., Верхотуров А.Д., Маркман М.З. Формирование поверхностного слоя при электроискровом легировании легкоплавкими металлами // Электрон, обработка материалов. - 1979. - N'S."" - 26-29.

47. Карпачев Д.Г., Доронькин Е.Д., Цукерман А. и др, Тугоплавкие и редкие металлы и сплавы: Справочник, М.: Металлургия, 1977. - 240с.

48. Конецкий Ч.В. Структура и свойства тугоплавких металлов. М.: металлургия, 1974. -208с.

49. Коробейник В.Ф., Рудюк СИ., Коробейник С В . Особенности формирования микротопографии, структуры и субструктуры поверхностного слоя при электроискровом легировании // Электронная обработка материала, 19. №. 15 -17.

50. Коротаев Д.Н. • Изменение параметров тонкого кристаллического состояния поверхностей под действием КПЭ при электроискровом легировании // Вестник АмГУ, 2000. №.9. 12-14.

51. Ким В.А., Виноградов Б.А. К оптимизации режимов электроискрового легирования инструментальных сталей // Наукоемкие технологии. Благовещенск: АмГУ, 1994. 3 - 9 .

52. Ким В.А., Коротаев Д.Н., Соловьев В.В. Термодинамика упрочняющих технологий // Вестник АмГУ №б 32-35.

53. Ким В.А. Самоорганизация в процессах упрочнения, трения и изнашивания режущего инструмента. Владивосток: Дальнаука, 2001. 204с.

54. Коваленко B.C. Лазерная технология. Киев.: Вища школа., 1989., 278с.

55. Коваленко B.C. Обработка материалов импульсным излучением лазеров. Киев.: Вища школа., 1977., 142с.

56. Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Физика импульсного пробоя газов.- М.: Наука, 1991,- 222с.

57. Коваленко B.C., Верхотуров А.Д., Головко Л.Ф., Подчерняева И.А. Лазерное и электроэрозионное упрочнение металлов. - М.: Наука, 1986. - 27бс.

58. Клубович В.В., Егоров В.Д. и др. Исследование влияния ультразвуковых колебаний на процесс формирования ионно-плазменного покрытия // Физика и химия обработки материалов. 1990. № 3. 53-59.

59. Кондратьев А.И., Николенко С В . Расчет вольт- амперных характеристик разряда при электроискровом легировании // Сб. «Создание минералов и покрытий при комплексном использовании минерального сырья». -Владивосток: Дальнаука, 1998. 60-63.

60. Комяк Н. И. Мясников Ю. Г. Рентгеновские методы и аппаратура для определения напряжений. - Л.: Машиностроение, 1972. - 87 с.

61. Клевцов Г.В., Швец Г.Б. Рентгенографический анализ как метод исследования изломов // Аппаратура и методы рентгеновского анализа. Л. : Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1986. Вып. 35. 3-11.

62. Лазаренко Н.И., Лазаренко Б.Р. Современный уровень развития электроискровой обработки материалов //Электроискровая обработка материалов. ВЫП.1.М.:Изд-во АН СССР, 1957. 37-49.

63. Лазаренко Б.Р., Лазаренко Н.И. Электроискровой способ изменения исходных свойств металлических поверхностей. М.: АН СССР, 1958. 117 с.

64. Лазаренко Н.И. Изменение исходных свойств поверхности катода под дейе:твием искровых электрических импульсов, протекающих в газовой среде // Электроискровая обработка материалов. ВЫП.1.М.:Изд-во АН СССР, 1957. 70-94.

65. Лазаренко Н.И. Технологический процесс изменения исходных свойств металлических поверхностей электрическими импульсами // Электроискровая обработка материалов. Вып.2.М.:Изд-во АН СССР, I960. 36-66.

66. Лазаренко Н.И., Лазаренко Б. Р. Электроискровое легирование металлических поверхностей // Электронная обработка материалов. - 1977. № 3. - 12-16.

67. Лазаренко Н.И О механизме образования покрытий при электроискровом ' легировании металлических поверхностей // Электронная обработка материалов. -1965. № 1. - 24-27.

68. Лазаренко В.Р., Лазаренко Н.И. Электрическая эрозия металлов. - М.: Госэнергоиздат Вып.1. 1944. - 28с.

69. Лазаренко Б.Р., Михайлов В.В., Гитлевич А.Е. и др. Распределение элементов в поверхностных слоях при электроискровом легировании // Электронная обработка материала, 1977. №3. 28-33.

70. В.А. Любушкин, Л.М. Любушкина Применение функции Лауэ в методе аппроксимации // Аппаратура и методы рентгеновского анализа. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983. Вып. 31. 80-84.

71. Лифшиц А.Л., Кравец А.Т., Рогачев И.С, Сосенко А.В. Электроимпульсная обработка металлов. - М.: Машиностроение, 1967. 296с.

72. Машков Ю.К., Полещенко К.Н., Поровознюк Н., Орлов П.В. Трение и модифицирование материалов трибосистем. - М.: Наука, 2000. - 280с.

73. Мулин Ю.И., Климова^ Л.А., Ярков Д.В. Феноменологическое описание закономерностей формирования поверхностного слоя при электроискровом легировании // Физика и химия обработки материалов, 2000. №3. 50-56.

74. Мулин Ю.И., Верхотуров А.Д. Электроискровое легирование рабочих поверхностей инструментов и деталей машин электродными материалами, полученными из минерального сырья. Владивосток: Дальнаука, 1999. 110 с.

75. Муха И.М., Верхотуров А.Д., Щербакова Л.И. Влияние плотности материала-электрода (инструмента) на процесс электроискрового легирования // Порошковая металлургия. №7. 1981. 53-55.

76. Миркин Л.И. . Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. М., 1961. 863.

77. Марченко Е.А. О природе разрушения поверхности металлов при трении. М.: Наука. - 1979. - 118с.

78. Марчук А.И., Никифоров С В . О тепловом воздействии разряда при электроэрозионной обработке // Электрон, обработка материалов. - 1987. - №1. - 8 - 13.

79. Май Л.В., Мещеряков Г.В. Влияние поверхностно- активных межэлектродных сред на эффективность электроэрозионного разрушения при единичных разрядах // Электрон. Обработка материалов. - 1979. - №1. -С.11 -16.

80. Могилевский И.З., Чаповая А. Металлографическое исследование поверхностного слоя стали после электроискровой обработки // • Электроискровая обработка материалов. Вып.1.М. :Изд-;во АН СССР, 1957. С, 95 - 116.

81. Месяц Г.А. Эктоны. Часть 2. Екатеринбург: УИФ «Наука», 1994.-244с.

82. Нагайбеков И.З., Стародубцев СВ., Ягудаев А.Н. Изучение явления эрозии в вакуумных дугах замыкания. В кн: Электрические контакты. - М. : «Энергия». -1967. - 106 - 111..

83. Намитоков К.К. Электроэрозионные явления. - М. : Энергия. - 1978. - 45бс.

84. Нагорнов В.П. Формулы для определения размеров блоков й величины микронапряжений с помощью функции Лауэ. // Аппаратура и методы рентгеновского анализа. Л.:НПО «Буревестник», 1983, 75-80.

85. Пячин А. Формирование поверхностного слоя из переходных металлов на тантале и сталях при воздействии электрических разрядов. Дисс. канд. тех. наук. Хабаровск, 1999. 1б2с.

86. Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела. Нижний Новгород.: Изд-во НГУ им. Н.И. Лобачевского, 1993.- 490 с.

87. Пайтген Х.-О., Рихтер П.Х. Красота фракталов. М.:Мир, 1993.

88. Пилюшенко Н.С, Вихлейщук В.А., Лепорский С В . и др. Научные и технологические основы микролегирования стали. - М.: Металлургия. - 1994. - 384с.

89. Палатник Л.С, Левченко А.А. О характере электрической эрозии на монокристаллах // Кристаллография. 1958.№5. 612 - 616.

90. Палатник Л.С. Превращения в поверхностном слое металла под действием электрических разрядов // Из. АН СССР. Сер. физ. 1951. Т.15,№1. С^ . 80 - 86.

91. Рыбакова Л.М., Куксенова Л.И. Структура- и износостойкость металлов. М. : Машиностроение. 1982. - 209с.

92. Рыбакова Л.М., Куксенова Л.И. Задачи материаловедения в проблеме износостойкости металлических материалов. М. : Машиностроение. 1991. - 5бс.

93. Самсонов Г.В. Упадхая Г.Ш., Нешпор B.C. Физическое металловедение карбидов. Киев.: Наук, думка, 1974. - 18бс.

94. Самсонов Г.В., Верхотуров А.Д., Бовкун Г.А., Сычев B.C. Электроискровое легирование металлических поверхностей. - Киев: Наук, думка. - 1976. - 220с.

95. Самсонов Г.В., Муха И.В. Анализ данных по износу материала обрабатывающих электродов // Электрон, обработка материалов. - 1967. - №3. - З - 13.

96. Самсонов Т.В., Горячев Ю.М., Ковенская Б.А. Электронная локализация в твердом теле. - М. : 1976. -.339с.

97. Самсонов Г.В., Горячев Ю.М., Ковенская Б.А. Конфигурационная модель вещества и метод ГО-ЛКАО // Конфигурационная локализация электронов в твердом теле. - Киев. Наук, думка. - 1976. ^- С 19-25.

98. Самсонов Г.В., Винницкий И.М. Тугоплавкие соединения: Справочник. - М.: Металлургия, 1976, 560с.

99. Ставицкий Б.И., Безрук А.И. Влияние величины межэлектродного промежутка на эффект эрозии и распределение энергии между анодом и катодом // Электронная обработка материала, 1980. №4. 7 -14.

100. Ставицкая Н.Б., Ставицкий Б. И. Основные особенности электроискровой прецизионной обработки материалов // Электрон. обработка материалов. 1979. №4. - 5 - 9.

101. Ставицкая Н.Б., Ставицкий Б. И. Исследование форм и размеров эрозионных лунок, образованных на различных материалах искровыми разрядами // Электронная обработка материала, 1980. №1. 9 -13.

102. Савицкий Е.М., Бурханов Г.С, Поварова К.Б. и др. Тугоплавкие металлы и сплавы, М. : Металлургия, 1986. - 352с.

103. Скворцов Г.Е. Чередование неравновесности и последовательности структурных переходов // Письма в ЖТФ. 1997. Т. 23. №. 10. 17-21.

104. Скворцов Г.Е. Граница качества, аномальность и структурный переход // Письма в ЖТФ. 1997. Т. 7. №.

105. Скворцов Г.Е. Закономерности и эффекты структурной обусловленности // Письма в ЖТФ. 1997. Т. 23. №. 6. 85-89.

106. Скворцов Г.Е. О закономерностях неравновесных процессов // Письма в ЖТФ. 1990. Т. 16. Вып. 17. 15-18.

107. Соловьев В.В., Астапова Е.С., Агапятов В.А. Изменение структуры стали 45 при электроискровом легировании сплавом ВКб //Физика и химия обработки материалов 2002 № 6 73-76.

108. Соловьев В.В., Литовка Г.В., Лунева В. П. Фрактальная параметризация сформированных микролунок методом электроискрового легирования // Вестник АмГУ 2001 выпуск 15 32'35

109. Структура дислокаций и механические свойства металлов и сплавов: VI сем. - Тез. докл. Екатеринбург. - 4.1. - 1993. - 92с.

110. Талантов Н.В., Быков Ю.М. Исследование влияния тугоплавких покрытий на износостойкость поверхности инструмента // Теплофизика технологических процессов. Волгорад: ВПИ, 1980. - 59с.

111. Тимошенко В.И., Ермоленко Д.З., Песоцкий В.И. и др. Исследование напряженного состбяния упрочненного слоя деталей после электроискрового легирования // Электрон. Обработка материалов. - 1974. - №4. 18-20.

112. Федер Й. Фракталы. М.:Мир, 1991. с.

113. Фракталы в физике. Ред. Л.Пьетронеро, Л.М.Тозатти. М.:Мир, 1988. с.

114. Фатеев Н.К., Капырин А.А. Перенос материала электрода-инструмента на поверхность детали в процессе размерной электроэрозионной обработки // Электрон, обработка материалов. - 1986. - №2. 23-25.

115. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов / Под. ред. В.Е. Панина -Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1995. - Т.1. - 298 с.

116. Харламов Ю.А. Напряжения на поверхности детали при соударении с расплавленной частицей // Физика и химия обработки материалов. 1990. № 6. 80-85.

117. Харламов Ю.А. Контактный теплообмен при растекании расплавленных частиц на твердой поверхности // Физика и химия обработки материалов. 1990. Ы! б. 86-90.

118. Харламов Ю.А. Напряжения на поверхности детали при соударении с расплавленной частицей // Физика и химия обработки материалов. 1990. № 6. 80-85.

119. Черемской П.Г., Слезов В.В., Бетехтин В.И. Поры в твердом теле. М.: Энергоатомиздат, 1990. 13 9. Эбелинг В. Образование структур при необратимых процессах. - М.: Мир, 1979. - 279с.

120. Эрозия/ Под. ред. К. Прис. Пер. с англ. - М,: Мир, 1982. - 464с.

121. Юргенс X., Пайтген Х.-О., Заупе Д. Язык фракталов. В мире науки (Scentific American), 1990, №10, 36-44.

122. Anderson T.L. Application of fractal geometry to damage development and brittle fracture of materials. Scr.Met., 1989, 23, N1, 97-102.

123. Chaplin J., Meells J., King R.J. Summaru of recent Jockheed reserarch reihigh - speed machining. SME Manuf. Eng. Trans. Vol 9.9th, North Amer. Manuf. Res. Conf. Proc. University Park. P. May. 19-22. 1981.

124. Diskardt R.H., Haubensak F., Ritchie R.O. On the interpretation of the fractal character of fracture surfaces. Acta Met.Mater. 1990, 38, N2, 143.

125. Verkhaturov A.D., Podschernjeva I.A., Yegorov F.F. Scientific principles of electrode materials development for electrospark alloying // Science of sintering/ 1987 V 19. №2. P. 95-99. .

126. Ivanovsky A.I., Gubanov V.A., Shveikin G.P. Electronic structure and chemical bonding in nonstoichiometric compounds of refractory transitions metals of the IVa, Va subgroups // J. 1.ess - Common Metals. - 1981. Vol.1\ 78.№1. P. 1-19.

127. Jiang X., Jianghong C.U.I., Longxiang M.A. Fractal dimension of cavities shape during superplastic deformation of high strength Al alloy 7475. Acta Metall.Sinica, 1990, 26, N4, B286-B289.

128. Mandelbrot B.B., Passoja D.E., Pullay A.J. Fractal character of fractured surfaces of metals. Nature, 1984, 308, 721-722.

129. Mandelbrot B.B. The fractal geometry of nature. New York: Freeman, 1983

130. Mecholsky J.J., Passoja D.E., Feinberg-Rigel K.S. Quantitative analysis of brittle fracture surfaces using fractal geometry. J.Am.Ceram.Soc., 1988, 72, N1, 60-65.

131. Underwood E.E., Banerji K. Fractals in fractography. Mater.Sci.Eng., 1986, 80, N1, 1-14.

132. Hornbogen E. Fractal analysis of grain boundaries in hot worked polycrystals. Z.Metallk., 1987, 78, N9, 622-625.

133. Hornbogen E. Fractals in Microstructure of metals. Int.Mat.Rev., 1989, 34, N6, 277-296.

134. Hornbogen E. Z.Metallk., 1987, 78, N5, 382-385.