автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Разработка и исследование методов и способов упрочнения и восстановления инструментальных материалов для механической обработки специальных изделий

На правах рукописи

Павлов Евгений Васильевич

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И СПОСОБОВ УПРОЧНЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СПЕЦИАЛЬНЫХ

ИЗДЕЛИЙ

05.16.01 - Металловедение и термическая обработка металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Курск 2004

Работа выполнена в ГОУ ВПО Курский государственный технический университет на кафедрах «Машиностроительные технологии и оборудование» и «Оборудование и технология сварочного производства»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Емельянов Сергей Геннадьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Колмыков Валерий Иванович

кандидат технических наук, профессор Пачевский Владимир Морицович

Ведущая организация: Воронежское акционерное

самолетостроительное общество

Защита состоится 21 декабря 2004 г. в 16 - часов на заседании диссертационного совета Д.212.105.01 Курского государственного технического университета по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Курского государственного технического университета

Автореферат разослан 20 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н., доцент

О.Г. Локтионова

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Формирование рыночных отношений предъявляет в настоящее время новые требования к конкурентоспособности продукции машиностроения, её надежности и низкой себестоимости. Однако, надежность, и в частности износостойкость, подавляющего большинства инструмента и деталей машин, выпускаемых отечественной промышленностью, нельзя признать удовлетворительной. При этом становится весьма актуальной задача создания новых прогрессивных технологических процессов изготовления и упрочнения инструмента или совершенствования традиционных технологий, таких как электроискровое легирование, электроакустическая, лазерная и другие виды обработки.

Среди разнообразных методов нанесения покрытий значительное распространение в машиностроении, ремонтном производстве, на транспорте и других отраслях получил метод электроискрового легирования металлов и сплавов и его разновидности электроакустического нанесения покрытий, что обусловлено сравнительной простотой процесса, низкой себестоимостью, доступностью контроля и автоматизации и практически неограниченными возможностями варьирования свойствами наносимых покрытий.

При получении покрытий, обладающих оптимальными для каждого конкретного случая характеристиками, наиболее целесообразно использовать порошковые сплавы, диапазон свойств которых значительно шире, чем у металлов, полученных металлургическим способом. Перспективами для применения в различных отраслях промышленности могут быть легированные самофлюсующиеся сплавы на никельхромовой основе, обладающие более разнообразными свойствами, чем нихром, применяемый для восстановления изношенных поверхностей деталей.

Причем до настоящего времени остаются практически не реализованными резервы, связанные с улучшением функциональных характеристик покрытий на инструменте с электрофизическими покрытиями путем лазерной и финишной обработки.

Следовательно, получение электродов из новых легированных самофлюсующихся износостойких сплавов на №-& основе, изучение влияния режимов их нанесения и последующей лазерной и финишной обработками на структуру и фазовый состав электрофизических покрытий представляет теоретический и практический интерес.

Одним из перспективных инструментальных материалов является режущая керамика на основе А12О3, которая обладает высокой твердостью, химической стабильностью, сохраняющейся в широком диапазоне температур и нагрузок, более высокими значениями трещиностойкости по сравнению с другими керамическими материалами. Вместе с тем в условиях высокоскоростной обработки сталей и чугунов минералокерамика на основе оксида алюминия подвергается заметному износу. Одним из путей повышения работоспособности керамического инструмента на основе

применения является нанесение износостойких тонкопленочных покрытий ионно-плазменной технологией.

Именно этим вопросам посвящена данная работа, выполненная в рамках координационного плана научно-исследовательских работ по «Реализации региональных научно-технических программ Центрально-Черноземного района», а также при финансировании Грантов Президента РФ молодым российским ученым МК 952.2004.8 и МК 1051.2004.8.

Цель и задачи исследования

Научное обоснование, разработка и исследование технологии упрочнения и восстановления инструментальных материалов электрофизическими покрытиями, направленное на повышение их износостойкости и контактной долговечности при механической обработке специальных изделий.

В соответствии с указанной целью поставлены и решены следующие основные задачи:

1. На основании систематизирования и обобщения литературных данных, собственных исследований выбрать и обосновать методы и способы упрочнения и восстановления инструментальных материалов.

2. Определить оптимальные по износостойкости и качеству поверхности составы электродных материалов для электроискровой обработки и ионного модифицирования минералокерамики.

3. Провести параметрические исследования изучаемых технологических процессов, оптимизировать режимы электроискровой обработки и ионно-плазменного напыления по эксплуатационным характеристикам.

4. Изучить закономерности формирования структуры и фазового состава покрытий; установить основные структурные факторы, определяющие износостойкость и качество поверхности покрытий.

5. Провести комплексные исследования электроискровых покрытий после выглаживания минералокерамикой и лазерной обработки.

6. Провести промышленное апробирование и внедрение электрофизических методов обработки инструментальных материалов.

Научная новизна

1. Расширены представления о строении и формировании электроискровых и ионно-плазменных покрытий на быстрорежущую сталь и минералокера-мику соответственно.

2. Проведен анализ закономерностей формирования структуры и фазового состава вышеуказанных покрытий; установлены основные структурные факторы, определяющие износостойкость и качество поверхности.

3. Разработаны принципы управления структурными факторами, определяющими высокий уровень износостойкости и качества поверхности;

4. Разработан химический состав электродных материалов для электроискровой обработки и ионного модифицирования минералокерамики.

5. Разработаны научно обоснованные технологические режимы локального электроискрового нанесения покрытий на быстрорежущую сталь и ионно-плазменного напыления Т1К да минералокерамику, комбинированные методы

обработки - электроискровая обработка с последующим выглаживанием мине-ралокерамикой или воздействием лазерным излучением.

6. Установлена целесообразность использования инструментальных материалов с покрытиями при механической обработке специальных изделий.

Объект, материалы и методики исследований

Для решения поставленных задач проводились комплексные исследования. Основными объектами изучения в работе были быстрорежущие стали Р18 и Р6М5; электродные материалы: самофлюсующийся сплав системы Ni-Cr-Si-В-С типа (NiCrnSisBjCi по массе); сложнолегированные сплавы ЖСбУ и ЖСЗДК с добавками Hf и Dy; минералокерамика ВОК-60, ВОК-71 состава (А1А - 76%, TiC - 20%, (WCo)C s 3...5%, Mg < 1%).

В работе применялись следующие методы исследований: оптическая, растровая и просвечивающая микроскопия, рентгеноструктурный и микрорент-геноспектральный анализ, внутреннего трения и др. Механические свойства, износостойкость, испытания на усталость проводились по стандартным и оригинальным методикам.

В работе использовалась статистическая обработка экспериментальных данных с применением регрессивного анализа. При расчете использовался пакет прикладных программ и персональная ЭВМ.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Результаты проведенных систематических исследований о закономерностях формирования структуры, фазовом составе, физико-механических свойствах электроискровых и ионно-плазменных покрытий на быстрорежущей стали и минералокерамике;

2. Совокупность установленных закономерностей влияния структуры, фазового состава на физико-механические свойства покрытий; закономерности изменения износостойкости и качества покрытий от их структуры;

3. Разработка принципов управления структурными факторами, определяющими высокий уровень износостойкости и качества поверхности покрытий;

4. Научно-технические и технологические решения получения композиционного материала, заключающиеся в целенаправленном воздействии на состав электродного материала при ЛЭН, на режимы электроискровой и ионно-плазменной обработки, придающие деталям максимальную износостойкость и необходимое качество поверхности;

5. Рекомендации и технология обработки поверхности электроискровых покрытий лазерным излучением и выглаживанием минералокерамикой, повышающих служебные характеристики покрытий;

6. Технологические приемы поверхностного упрочнения и восстановления инструмента различного назначения комбинированными электрофизическими методами.

Практическая значимость работы

1. На основе полученных результатов выработаны основные принципы и предложены методы, способы упрочнения и восстановления инструментальных материалов для механической обработки специальных изделий.

2. Разработана технология избирательного локального электроискрового нанесения покрытий из самофлюсующегося сплава на никельхромовой основе на протяжку из быстрорежущей стали с последующим выглаживанием минера-локерамикой.

3. Разработаны ионно-плазменные покрытия для упрочнения минерало-керамики и электроакустические покрытия из жаропрочных сплавов типа ЖС с малыми добавками гафния и диспрозия для восстановления элементов штампов горячего деформирования.

4. Выработаны и научно обоснованы предложения по совершенствованию технологического процесса электроискровой обработки финишной обработкой выглаживанием минералокерамикой и лазерным излучением.

5. Результаты работы нашли применение на предприятиях Курской области (ОАО «Геомаш» и ОАО «Курскагромаш») и рекомендуются для внедрения в производство других отраслей промышленности. Акты внедрения представлены в приложениях диссертации.

Достоверность результатов исследований, основных положений и выводов диссертации определяется корректностью постановки задач, согласованностью с результатами других исследователей, работающих в данной области и с общепринятыми представлениями. Достоверность результатов работы подтверждается также результатами экспериментальных исследований на аттестованных приборах и оборудовании, воспроизводимостью, сравнением опытных данных с расчетами и апробацией в условиях производства.

Апробация работы

Основные результаты работы доложены и обсуждены: на 7-ой межд. на-учно-техн. конф. «Физические и компьютерные технологии в народном хозяйстве» (Харьков, 2003 г.); X юбилейной Рос. научно-техн. конф. с межд. участием, посвященной 40-летию КурскГТУ «Материалы и упрочняющие технологии - 2003» (Курск); I межд. научно-техн. конф. «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации» (Курск, 2003 г.); XVII отчетной научной конференции (Воронеж, 2003 г.); XVII межвузовской научно-практич. конф. (Брянск, 2004 г.); II межд. научно-техн. конф., посвященной 40-летию КурскГТУ «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации» (Курск, 2004 г.); V межд. конф. «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении» (Воронеж, 2004 г.); XI Российской научно-техн. конф. с межд. участием «Материалы и упрочняющие технологии - 2004» (Курск); работа рассматривалась на научно-технических семинарах кафедр «Машиностроительные технологии и оборудование» и «Оборудование и технология сварочного производства» в 2004 г. в Курском государственном техническом университете.

Публикации. Самостоятельно и в соавторстве по теме диссертации опубликовано 21 печатная работа. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: оптимизация технологических процессов электроискровой обработки и разработка его программного обеспечения [1,9,10,13,15]; выбор конструкции и повышение точности эвольвентных шлицевых протяжек [2,6,7]; усовершенствование методик

исследования [8, 11, 13, 18]; изучение структуры и свойств электроискровых, электроакустических и ионно-плазменных покрытий [4, 12, 15, 19, 20]; исследование минералокерамики [3] и ее усовершенствование ионно-плазменной обработкой [5, 14]; изучение влияния выглаживания минералокерамикой [16] и лазерной обработки на свойства покрытий и деталей [4, 15]; обсуждение полученных результатов [1-21].

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка литературы, приложений. Общий объем диссертации составляет 157 страниц машинописного текста, 50 иллюстраций, 12 таблиц, 124 литературных ссылок.

Основное содержание работы Во введении представлена оценка современного состояния решаемой проблемы, обоснована актуальность темы диссертации, приведена краткая аннотация работы.

В первой главе представлены общие сведения по повышению долговечности шлицевых протяжек и электроискровой обработке инструментальных материалов. Рассмотрены и изложены преимущества использования в машиностроении шлицевых соединений с эвольвентной формой шлицев. Выявлены факторы, влияющие на стойкость шлицевых протяжек. Определены основные пути повышения ресурса эвольвентных шлицевых протяжек. Приводятся сведения о современном состоянии метода электроискрового легирования. Описаны физико-химические основы процесса электроискрового легирования, модель процесса, механизмы переноса вещества при ЭИЛ. Дана классификация схем и видов ЭИЛ. Рассмотрены условия работы режущего инструмента и особенности взаимодействия контактных поверхностей инструмента и заготовки. В связи с тем, что условия в зоне контакта переменны, то локальным избирательным нанесением электрофизических покрытий можно обеспечить равную прочность различных рабочих поверхностей или создать условия для самозатачивания режущих кромок и тем самым повысить их износостойкость.

Приведены краткие сведения о инструментальной минералокерамике на основе оксида алюминия. Одним из путей повышения ее работоспособности видится в дополнительной обработке минералокерамики потоками ионов с применением ионно-плазменной технологии. Ионно-плазменная технология нанесения покрытий открывает широкие возможности для получения силовых композитных сплошных и дискретных покрытий, которые обеспечивают повышение стойкости и долговечности режущего инструмента на основе

Анализ литературных источников, интернет-сайтов фирм и организаций, материалов НТК и выставок, а также собственных исследований свидетельствует о том, что дальнейший прогресс инструментальных материалов связан с изменением свойств их рабочих поверхностей посредством создания на них специальных многофункциональных тонкопленочных покрытий с качественной поверхностью. В конце главы сформулирована цель работы.

Во второй главе описываются объекты и материалы изучения, оборудование и методы исследования. Основными объектами были эвольвентная шли-цевая протяжка, дисковая фреза, оправки притиров топливной аппаратуры и др.

Материалы: быстрорежущие стали Р18 и Р6М5; чугуны СЧ21 и специальный чугун, легированный хромом и ванадием; твердые сплавы ВК6М и Т15К6; жаропрочные сложнолегированные сплавы на никелевой основе ЖС6У, ЖСЗДК и их аналоги с малыми добавками гафния и диспрозия; самофлюсующийся порошковый сплав №Сг1751зВ3С|; минералокерамика ВОК-60 и ВОК-71.

Приведены сведения об отечественном и импортном оборудовании для электроискрового легирования. Даны устройства и описан порядок работы на установках «ЭЛФА-541» и «ЭЛАН-3».

Описаны методики: приготовления образцов для электронно-микроскопических исследований; рентгенографических исследований; исследования структуры и субструктуры монокристаллов методом Шульца и Фуд-живара соответственно; определения адгезионных и механических свойств электрофизических покрытий методом царапания.

Для решения поставленных в работе задач привлекался комплекс современных металлофизических методик, отдельные из которых кратко описаны в главах 3 и 4.

В третьей главе представлены сведения по разработке, оптимизации и исследовании электроискрового и электроакустического упрочнения режущего инструмента и технологической оснастки. Для получения качественных результатов, оптимизации технологических режимов электрофизической обработки и ускорения процесса расчета полного факторного эксперимента разработано информационно-программное обеспечение технологического процесса нанесения электроискровых покрытий по эксплуатационным свойствам, в частности по адгезионной прочности, определенной методом царапания.

Разработана технология локального электроискрового нанесения покрытий (ЛЭНП) электродом из твердого сплава ВК6М на оправки притиров из сталей ШХ15 и ХВГ. В результате упрочнения образуется регулярный микрорельеф высокой микротвердости до 10000 МПа, состоящий из полос по образующей конуса вдоль оправки с шероховатостью не более = 1,7 мкм и толщиной 4-6 мкм, стойкость оправок повышается в 2-2,5 раза. Далее проведены результаты оптимизации режимов ЛЭНП по шероховатости поверхности методом математического планирования эксперимента. Получено уравнение регрессии, описывающее влияние режимов ЛЭНП на шероховатость. С точки зрения получения минимальной необходимо пользоваться минимальными энергетическими параметрами режима напыления: С = 0,22 мкФ; I = 3,2 А; число проходов п = 2 и максимальной скоростью перемещения стола, позволяющей получать покрытия необходимой плотности.

Наряду с упрочнением притиров в работе предлагается технология упрочнения дисковых фрез из стали Р6М5 и Р18 методом ЛЭНП электродом ВК6М в струе аргона на установке «ЭЛФА-541» с подогревом подложки. Установлено повышение износостойкости при обработке в аргоне за счет предотвращения загрязнения легированного слоя окислами. Подогрев снижает градиент температур в покрытии, при этом уровень внутренних напряжений в поверхностном слое значительно снижается, предотвращая появление микротрещин.

Проведены металлографические исследования, выявлено, что при ЛЭНП на поверхности быстрорежущих сталей формируется вторичная структура -«белый» слой (рис. 1) глубиной 60-80 мкм. В белом слое имеются мелкие и крупные поры (рис. 2). Их количество в покрытии составляет 6 - 9%.

Методами рентгеноструктурного и микрорентгеноспектрального анализа изучен фазовый состав и закономерности формирования покрытий, полученных ЛЭНП. Практически во всех случаях в изучаемых покрытиях фиксировались растягивающие напряжения, величина которых резко уменьшается от поверхности образца (с глубины 16 = 23 мкм) в глубь подложки

Рис. 1. Микроструктура покрытия из электродного компактного материала ВК6М на быстрорежущей стали Р6М5, полученного методом ЛЭНП на установке «ЭЛФА-541» (х340)

Рис. 2. Микроструктура электроискрового покрытия, полученного методом ЛЭНП электродом ВК6М на быстрорежущей стали Р6М5 (х300х2)

Изучена шероховатость (И^) покрытий от режимов ЛЭНП, установлено, что с увеличением емкости и частоты тока Ra поверхности образца ухудшается. Исследование влияния числа переходов (п) на показало, что ни в одном из экспериментов (п=4) не наблюдалось такое восстановление, чтобы обеспечивалось превышение уровней впадин легированной поверхности уровня исходной. Так как Ra упрочненного слоя после ЛЭНП составляет несколько мкм, в работе для ее уменьшения используется выглаживание минералокерамикой, что позволило понизить Я, до 0,2 = 0,3 мкм. В работе проведена качественная оценка адгезионной прочности стальных композитов с покрытиями, полученными ЛЭН сплавом ВК6М, методом царапания [8]. Установлено, повышение в 2-2,5 раза величины адгезии в покрытии, нанесенном на оптимальном режиме, по сравнению с исходным.

Далее в главе представлены исследования по электроакустическим покрытиям из твердого сплава Т15К6 на фрезах из быстрорежущей стали Р6М5. Показана перспективность электроакустического способа нанесения покрытий из твердых сплавов типа ТК на режущий инструмент (концевые фрезы). Проведена оптимизация процесса ЭЛАНП по эрозии электрода от технологических

параметров установки «ЭЛАН-3». Получено уравнение регрессии, описывающее поставленный эксперимент с вероятностью Р = 0,95. Установлен оптимальный режим ЭЛАНП для данной композиции: С = 32 мкФ, и = 55 В, V -При этом режиме сцепляемость покрытия с подложкой удовлетворительна, минимальна, а коэффициент переноса электрода максимален. Следующий раздел главы посвящен электроискровой обработке инструментальной стали Р18 способом ЛЭНП самофлюсующимся сплавом на никелевой основе системы Нанесение покрытий осуществлялось на установке «ЭЛФА-541» на технологическом режиме, оптимизированном по эрозии электродного материала и откорректированном с помощью компьютерной программы по адгезионной прочности [10]. Теоретически обоснован выбор электродного материала по особым сбалансированным структурам [14].

Изучена структура и фазовый состав самофлюсующихся покрытий, полученных избирательным ЛЭН. Выявлен главный структурный фактор - аморфная фаза, количество и распределение которой определяет повышение износостойкости. Разработаны пути совершенствования финишной обработки инструментальных материалов с покрытиями выглаживанием модифицированной керамикой. Рассмотрены вопросы лазерной обработки электроакустических покрытий и деталей машин.

В четвертой главе рассмотрены вопросы использования минералокерами-ки для обработки чугунов и в качестве инструмента для финишного выглаживания электрофизических покрытий. Показаны возможности и преимущества оксидно-карбидной режущей керамики ВЗ, ВОК-60, ВОК-63 и ВОК-71 при скоростном резании без применения СОЖ для получистовой и чистовой обработки деталей из закаленных сталей и чугунов. Проведены сравнительные испытания резцов с пластинами из различной минералокерамики ВЗ, ВОК-60 и др. и твердых сплавов ВК8 и Т15К6.

Стойкость резцов, оснащенных минералокерамикой, выше стойкости резцов, оснащенных пластинами из твердых сплавов в 3 - 3,5 раза. Производительность по сравнению с базовым резцом выше в 3 раза, а величина шероховатости меньше на 1 - 2 порядка.

Далее в главе представлены результаты фрактографических исследований поверхности изломов минералокерамики по передней и задней поверхности в лунке. Исследованиями установлено, что разрушение минералокерамики в условиях низких скоростей при прерывистом резании происходит по хрупкому механизму. Анализ поверхностей излома показал, что причиной хрупкого разрушения минералокерамики является наличие в ней пор «критических» размеров, являющихся результатом процесса изготовления керамики - спекания. Анализ поверхности разрушения в лунке при большом увеличении показал наличие микротрещин. Излом сплава ВОК-71 достаточно гетерогенен, помимо доминирующего хрупкого межзеренного микромеханизма разрушения оксида алюминия в изломе наблюдаются: плоские фасетки скола конгломератов кристаллитов оксида алюминия, межзеренное разрушение со ступеньками сброса А12О3, обусловленное наличием сегрегации примесей по границам зерен, а также транскристаллитное разрушение с ручьистым рельефом карбидов титана.

Речной узор фасеток скола развит достаточно сильно и, судя по характеру поверхности скола, трещина испытывает достаточное сопротивление при пересечении карбидов титана. Отсутствие определенной ориентации ступенек сброса в фасетках указывает на существование нескольких фронтов трещин скола. В изломе сплава ВОК-71 преобладает более энергоемкий микромеханизм разрушения - межзеренный, в отличие от сплава В0К-60, где превалирует разрушение сколом, что и обуславливает различия в вязкости разрушения указанных марок минералокерамики. Так керамика ВОК-71, по сравнению с керамикой марки ВОК-60, имеет меньший размер зерен карбидов титана и оксида алюминия, в ней практически отсутствуют агломераты карбидных зерен.

На основе анализа данных фрактографических исследований изломов и результатов сравнительных микромеханических испытаний минералокерамики различных составов предложена следующая схема разрушения минералокера-мики при низких температурах: разрушение оксидно-карбидной керамики начинается на границах зерен оксида алюминия, а затем переходит в скопления конгломератов и карбидов титана. Концентрация пластической деформа-

ции на границе зерен обусловлена тем, что атомы с

низкой растворимостью оксидов магния, циркония и прочих микролегирующих добавок в оксиде алюминия можно обнаружить в виде их сегрегации на границах зерен уменьшающих соответственно прочность минералокерамики в целом. Скопление мелкодисперсных легирующих атомов и их соединений на границах зерен, а в связи с этим локализация пластической деформации, и инициирует разрушение этой группы композиционных керамик.

Исследованиями установлено, что наблюдающееся смещение - сдвиг зерен, приводит к появлению на поверхности керамики микротрещин. Рост трещин приводит к хрупкому разрушению минералокерамики по задней поверхности. Показано, что сдвигу зерен и зарождению межфазовых трещин способствуют размягчение и течение аморфной фазы по границам зерен. Как установлено при фрактографических исследованиях, в композиционной керамике существует безразмерная величина критического дефекта (С), которая коррелирует в большинстве случаев с размером зерен оксида алюминия, но в связи со значительной остаточной пористостью керамических материалов может быть связана с образованием трещин при слиянии микропор под действием внешних напряжений. Таким образом, чтобы увеличить сопротивление режущей керамики хрупкому разрушению целесообразно уменьшить размеры А12О3, НС и микролегирующих добавок, а также исключить мельчайшую пористость.

В заключительной части четвертой главы рассмотрены возможности ионной модификации поверхностных слоев в минералокерамике. Показано, что одним из путей повышения работоспособности керамического инструмента на основе и расширения областей применения является нанесение из-

носостойких тонкопленочных покрытий на его рабочие поверхности. На основании анализа литературы и собственных исследований рекомендуется для повышения надежности работы и стойкости минералокерамического инструмента развивать научные разработки в направлении упрочнения поверхностного слоя; в сторону разгружения режущей кромки в тепловом отношении за счет умень-

шения количества выделяемого тепла и улучшения его отвода от режущих кромок; повышения демпфирующей способности поверхности минералокерамики. Для увеличения демпфирующей способности предлагается использовать слои с повышенной способностью поглощать энергию ударов (технология «НОУ-ХАУ»), Повышение прочности поверхностных слоев должно решаться за счет залечивания дефектов (пор, каверн, микротрещин), а также снижения шероховатости путем уменьшения концентраторов напряжения. Предлагается трехуровневая иерархическая структурная модель поверхностных слоев минерало-керамики: 1 - поверхностного слоя, обеспечивающего плавный переход по свойствам от материала пластинки к первому слою материала покрытия, а именно переходного слоя, отводящего тепло из зоны резания; 2 - демпфирующего слоя; 3 - слоя с высокой износостойкостью и незначительной шероховатостью, с отсутствием сродства к обрабатываемому материалу.

Для реализации такой трехуровневой иерархической структуры (модели) композиционного поверхностного слоя предлагается ионно-плазменная технология нанесения покрытий на минералокерамику. Нанесение покрытий осуществлялось на установке «Булат - ЗТ», реализующей метод осаждения тугоплавких соединений, синтезирующихся в парогазовой фазе с ионной бомбардировкой. Процесс КИБ включал в себя операцию очистки с использованием ультразвуковой установки УЗ Г-1-4. Очистку подложек проводили непосредственно перед помещением их в вакуумную камеру установки. Важным условием повышения адгезионной прочности пленок является активация поверхности керамических образцов. Для этого в вакуумной камере были размещены ИК-нагреватели с мощностью ~ 3 кВт. При этом температура подложки достигала Затем проводили очистку в тлеющем разряде. Параметры тлеющего разряда были: ток разряда J = 0,1 - 0,4 А; напряжение U = 600 - 1000 В. Дальнейшая обработка подложек велась путем ионной бомбардировки атомами хрома и титана, что позволяло нагревать поверхность до заданных температур (600 - 850 °С) и проводить эффективную очистку поверхности. Параметры ионной бомбардировки: J = 1 - 3 A; U = 900 - 1500 В. Проведена оптимизация процесса КИБ.

Проведены исследования переходной зоны между нитридохромтитано-вым покрытием (Сг, Ti)N и керамикой как с поверхности образцов после ионной бомбардировки, так и торцевого шлифа. Методом микрорентгеноспек-трального анализа с высокой степенью локальности установлено практически отсутствие такой зоны. Для образцов ВОК-71 - (Cr, Ti)N величина переходной зоны составляет 0,2 = 0,4 мкм. Фазовый состав переходной зоны состоит из нитрида титана TiN с ГЦК решеткой и a-Ti, то есть соответствует фазовому составу самого покрытия. Однако параметр решетки имеет несколько большую величину и равен 0,4235 нм, так как переходная зона нитридотитанового соединения имеет формулу TiNx, где X < 1 (т.е. наблюдается недостаток азота). Последнее можно, по-видимому, объяснить незначительным содержанием азота в рабочей камере в процессе ионной бомбардировки.

Остаточные напряжения для образцов ВОК-71 - (Сг, "ЩЫ имели отрицательные значения, которые по мере уменьшения толщину покрытия снижаюсь. Применение керамики ВОК-71 с покрытием (Сг, "ЩЫ в качестве гладилки при выглаживании увеличило ее стойкость в 3,5 - 5 раз. Ионно-плазменная технология нанесения покрытия открывает широкие возможности для получения силовых композитных покрытий, которые обеспечивают повышение стойкости и долговечности режущего инструмента на основе

Основные результаты и общие выводы

1. На основе выполненных исследований решена проблема упрочнения и восстановления инструментальных материалов за счет применения электроискровых, электроакустических и ионно-плазменных покрытий твердыми сплавами ВК6М, Т15К6, самофлюсующимися сплавами №Сгп81зВэС1, жаропрочными сплавами на никелевой основе с малыми добавками гафния и диспрозия, а также нитридами

2. Выработаны научно-технические и технологические решения получения композиционных материалов, заключающиеся в целенаправленном воздействии на состав электродного материала при ЛЭН и ЭЛАНП, а также на режимы электроискровой и ионно-плазменной обработки, придающие режущему инструменту максимальную износостойкость и качество поверхности.

3. Разработана технология избирательного ЛЭНП из самофлюсующего сплава №СГ|781зВзС| на протяжку из быстрорежущей стали Р18 с последующим выглаживанием минералокерамикой. Определен основной структурный фактор - аморфная фаза, количество и распределение которой является определяющим в изменении износостойкости электроискровых покрытий.

4. Проведен системный анализ характера разрушения оксидно-карбидной керамики. Представлена схема и механизм разрушения минералокерамики. Показаны пути увеличения сопротивления режущей керамики хрупкому разрушению, в частности, нанесением тонких пленок (Сг, ионно-плазменным методом.

5. Разработаны ионно-плазменные покрытия для упрочнения минерало-керамики и электроакустические покрытия из жаропрочных сплавов типа ЖС с малыми добавками гафния и диспрозия для восстановления элементов штампов горячего деформирования.

6. Структурный и фазовый анализы электрофизических покрытий в сопоставлении с физико-механическими и эксплуатационными свойствами позволили уточнить природу и направленность процессов, определяющих структурные превращения в слоях композита при его формировании. Определена взаимосвязь структуры со свойствами, что позволяет прогнозировать их путем целенаправленного изменения технологических параметров режимов нанесения покрытий. В целом получение таких композитов является новой технологией и решает существующую проблему недостаточной адгезионной и когезионной прочности композитов путем создания комбинированных покрытий с последующей финишной обработкой - выглаживанием и лазерным излучением.

7. Показана эффективность применения электрофизических покрытий для повышения износостойкости режущего инструмента и деталей штамповой ос-

настки. Результаты работы широко апробированы, получили положительную оценку и внедрены в производство на предприятиях Курской области. В приложениях диссертации представлены акты внедрения.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Разработка и оптимизация технологии электроискрового упрочнения режущего инструмента и технологической оснастки /В.Н. Гадалов, А.А. Афанасьев, Е.В. Павлов и др. // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике. Регионал. сб. научных трудов. Вып. 5. Курск: КГТУ, 2003. -С. 15-22.

2. Емельянов С.Г., Селезнев Ю.Н., Павлов Е.В. Повышение точности профиля эвольвентных шлицевых протяжек за счет применения в процессе изготовления шлифовального круга с профилем, аппроксимированным по эвольвенте // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике. Регионал. сб. научных трудов. Вып. 5. Курск: КГТУ, 2003. - С. 22-27.

3. Гадалов В.Н., Павлов Е.В., Павлов И.В. Разработка и исследование ми-нералокерамики при обработке серого чугуна и специального чугуна // Материалы и упрочняющие технологии - 2003: Сб. матер. X юбилейной Рос. науч-но-техн. конф. с международным участием, посвященная 40-летию КурскГТУ (15-17 декабря 2003 г.). Курск: КГТУ, 2003. - С. 76-84.

4. Повышение эксплуатационных свойств электроакустических покрытий из жаропрочных никелевых сплавов с помощью лазерной обработки / В.Н. Гадалов, Ю.Г. Алехин, Е.В. Павлов и др. // Материалы и упрочняющие технологии - 2003: Сб. матер. X юбилейной Рос. научно-техн. конф. с международным участием, посвященная 40-летию КурскГТУ (15-17 декабря 2003 г.). Курск: КГТУ, 2003.-С. 181-189.

5. Гадалов В.Н., Павлов Е.В. Возможности ионной модификации поверхностных слоев минералокерамики // Материалы и упрочняющие технологии -2003: Сб. матер. X юбилейной Рос. научно-техн. конф. с международным участием, посвященная 40-летию КурскГТУ (15-17 декабря 2003 г.). Курск: КГТУ, 2003.-С. 228-232.

6. Емельянов С.Г., Селезнев Ю.Н., Павлов Е.В. Выбор конструкции эвольвентных шлицевых протяжек // Физические и компьютерные технологии в народном хозяйстве. 7-я международная научно-техн. конф. Харьков: ХНПК «ФЭД», 2003.-С. 81-82.

7. Селезнев Ю.Н., Павлов Е.В. Анализ точности аппроксимации профиля зубьев эвольвентной шлицевой протяжки по дуге окружности, двум дугам окружностей и дуге эвольвенты // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: Сб. материалов I межд. научно-техн. конф. (17-19 сентября 2003 г.) Курск: КГТУ, 2003. - С. 129-134.

8. К исследованию механических свойств защитных покрытий методом царапания / В.Н. Гадалов, Ю.В. Болдырев, Е.В. Павлов и др. // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения: Сб. научных работ XVII межвузовской научно-практич. конф. (16-17 апреля 2004 г.). Брянск: БГСХА, 2004 - С.245-250.

9. Павлов Е.В., Алехин Ю.Г., Болдырев Ю.В. К вопросу оптимизации технологического процесса нанесения электроакустических покрытий путем математического планирования эксперимента // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: Сб. материалов II межд. научно-техн. конф., посвященная 40-летию КурскГТУ (20-22 мая 2004 г.) Курск: КГТУ, 2004.-С. 118-120.

10. Павлов Е.В., Алехин Ю.Г., Болдырев Ю.В. Разработка информационно-программного обеспечения для оптимизации технологического процесса нанесения электроискровых покрытий, обеспечивающих повышение их эксплуатационных свойств // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: Сб. материалов II межд. научно-техн. конф., посвященная 40-летию КурскГТУ (20-22 мая 2004 г.) Курск: КГТУ, 2004. - С. 121-124.

11. Болдырев Ю.В., Гадалов В.Н., Павлов Е.В. Исследование режимов термоциклического деформирования и термообработки псевдо- -сплавов на основе титана // Медико-экологические информационные технологии - 2004: Сб. материалов VII межд. научно-техн. конф. (25-26 мая 2004 г.) Курск: КГТУ, 2004.-С. 189-202.

12. Электроискровая обработка инструментальных сталей порошковыми самофлюсующимися сплавами типа ПГ-СР / В.Н. Гадалов, Е.В. Павлов, И.В. Павлов и др. // Медико-экологические информационные технологии - 2004: Сб. материалов VII межд. научно-техн. конф. (25-26 мая 2004 г.) Курск: КГТУ, 2004. - С. 202-206.

13. Исследование и оптимизация процессов порошковой металлургии титановых сплавов по данным упругого последействия и внутреннего трения /В.Н. Гадалов, И.В. Павлов, Е.В. Павлов и др. // Известия Курск гос. техн. ун-та. Курск: КГТУ, 2004. №2(13). - С. 27-30.

14. Гадалов В.Н., Павлов Е.В., Ванеев В.В. К выбору материалов с повышенными физико-механическими свойствами по особым сбалансированным структурам // Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении: Тезисы докладов V международной конференции (1-5 октября 2004 г.) Воронеж: ВГТУ, Ч. 2,2004. - С. 140.

15. Разработка технологии и исследование высокоэффективных электроакустических покрытий из жаропрочных сплавов типа ЖС многоцелевого назначения / В.Н. Гадалов, В.М. Рошупкин, Е.В. Павлов и др. // Славяновские чтения: Сб. научных трудов междунар. научно-техн. конф. (21-23 октября 2004 г.) Липецк: ЛГТУ, Кн. 1,2004. - С. 268-276.

16. Гадалов В.Н., Павлов Е.В., Болдырев Ю.В. Пути совершенствования финишной обработки деталей из порошковых материалов с покрытиями // Материалы и упрочняющие технологии - 2004: Сб. матер. XI Росс, научн.-техн. конф. с межд. участием (23-25 ноября 2004 г.) Курск: КГТУ, 2004. - С. 76-87.

17. Павлов Е.В. К вопросу о локальном избирательном нанесении электроискровых покрытий на металлорежущий инструмент // Материалы и упрочняющие технологии - 2004: Сб. матер. XI Росс, научн.-техн. конф. с межд. участием (23-25 ноября 2004 г.) Курск: КГТУ, 2004. - С. 88-90.

*23642

18. К вопросу приготовления шлифов с косым срезом / В.Н. Гадалов, Ю.Г. Алехин, Е.В. Павлов и др. // Материалы и упрочняющие технологии -2004: Сб. матер. XI Росс, научн.-техн. конф. с межд. участием (23-25 ноября 2004 г.) Курск: КГТУ, 2004. - С. 130-133.

19. Самофлюсующие электрофизические покрытия из легированных сплавов на никелевой основе с регулируемыми физико-механическими свойствами / В.Н. Гадалов, Ю.Г. Алехин, Е.В. Павлов и др. // Материалы и упрочняющие технологии - 2004: Сб. матер. XI Росс, научн.-техн. конф. с межд. участием (23-25 ноября 2004 г.) Курск: КГТУ, 2004. - С. 90-99.

20. Электрофизические покрытия из самофлюсующихся легированных сплавов на никельхромовой основе с повышенными эксплуатационными характеристиками / В.Н. Гадалов, Ю.Г. Алехин, Е.В. Павлов и др. // Теория и практика машиностроительного оборудования. Воронеж: ВГТУ, 2004. Вып. 14. - С. 124-128.

21. Гадалов В.Н., Павлов Е.В., Щигорев А.С. Возможности лазерного излучения для упрочнения деталей из высокопрочного чугуна // Теория и практика машиностроительного оборудования. Воронеж: ВГТУ, 2004. Вып. 14. - С. 128-132.

ИД №06430 от 10.12.01. Подписано в печать 18.11.04 г. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ Курский государственный технический университет. Издательско-полиграфический центр Курского государственного технического университета. 305040 Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

Введение

Глава I. Общие сведения по повышению долговечности шлицевых протяжек и электроискровой обработке инструментальных материалов

1.1. Пути повышения ресурса протяжного инструмента для обработки эвольвентных шлицевых отверстий

1.2. Современное состояние метода электроискрового легирования (ЭИЛ)

1.3. Физико-химические основы процесса электроискрового легирования

1.3.1. Модель процесса ЭИЛ

1.3.2. Сущность метода ЭИЛ

1.3.3. Механизмы переноса вещества при ЭИЛ

1.4. Классификация схем и видов электроискрового легирования

1.5. Минералокерамика с дополнительной обработкой

Глава II. Объекты и материалы изучения, оборудование, методы исследования

2.1. Объект изучения

2.1.1. Протяжка из быстрорежущей стали Р

2.1.2. Материалы

2.2. Оборудование для электроискрового легирования

2.2.1. Устройство и порядок работы на установке «ЭЛФА-541 »

2.2.2. Устройство и порядок работы на установке «ЭЛАН-3»

2.3. Методика изготовления образцов для электронномикроскопических исследований

2.4. Методика рентгенографических исследований . 56 2.4.1. Определение среднего размера зерна

2.4.2. Определение среднего размера зерна с помощью обратной съемки

2.4.3. Исследование структуры монокристаллов методом Шульца

2.5. Исследование субструктуры монокристаллов методом Фудживара

2.6. Определение адгезионных и механических свойств электрофизических покрытий методом царапания

Глава III. Разработка, оптимизация и исследование технологии электроискровой обработки и электроакустического упрочнения режущего инструмента и технологической оснастки

3.1. Разработка информационно-программного обеспечения для оптимизации технологического процесса нанесения электроискровых покрытий, обеспечивающего повышение их эксплуатационных свойств

3.2. Электроискровая обработка инструментальных сталей электродами типа ВК и ТК

3.2.1. Локальное электроискровое нанесение покрытий (ЛЭНП) электродом из твердого сплава ВК6М на оправки притиров

3.2.2. Оптимизация процесса нанесения электроискровых покрытий, полученных методом ЛЭН по шероховатости поверхности

3.2.3. Локальное электроискровое нанесение покрытий электродом из ВК6М на фрезы в струе аргона

3.2.4. Электроакустическое нанесение покрытий (ЭЛАНП) электродом Т15К6 на фрезы из быстрорежущих сталей

3.2.5. Оптимизация процесса ЭЛАНП по эрозии электрода

3.3. Электроискровая обработка инструментальных сталей порошковыми самофлюсующимися никелевыми сплавами

3.4. К выбору электродных материалов с повышенными физико-механическими свойствами по особым сбалансированным структурам

3.5. Пути совершенствования финишной обработки инструментальных материалов с покрытиями

3.6. Разработка технологии и исследование высокоэффективных покрытий из жаропрочных сплавов типа ЖС многоцелевого назначения

3.6.1. Повышение эксплуатационных свойств электроакустических покрытий из жаропрочных никелевых сплавов с помощью лазерной обработки.

3.7. Лазерная обработка деталей машин

Глава IV. Использование минералокерамики для обработки чугунов и в качестве инструмента для финишного выглаживания электрофизических покрытий

4.1. Разработка и исследование минералокерамики при обработке серого чугуна и спецчугуна

4.2. Возможности ионной модификации поверхностных слоев минералокерамики

4.3. Выглаживание восстановленных и упрочненных инструментов и деталей минералокерамикой

Выводы

Формирование рыночных отношений предъявляет в настоящее время новые требования к конкурентоспособности продукции машиностроения, её надежности и низкой себестоимости. Однако, надежность, и в частности износостойкость, подавляющего большинства инструмента и деталей машин, выпускаемых отечественной промышленностью, нельзя признать удовлетворительной. В связи с низкой их износостойкостью, например, расход стали и других инструментальных материалов в несколько раз превышает необходимое потребление металла на весь выпуск инструмента.

При этом становится весьма актуальной задача создания новых прогрессивных технологических процессов изготовления и упрочнения инструмента или совершенствования традиционных технологий, таких как электроискровое легирование, электроакустическая, лазерная и другие виды обработки. Традиционные конструкционные материалы в условиях увеличения рабочих скоростей и нагрузок, воздействия агрессивных сред и температур не обеспечивают долговечности инструмента. Решение этих вопросов связано с изменением свойств поверхностных слоев изделий, и прежде всего за счет нанесения функциональных металлических покрытий на инструмент и детали машин с последующей их обработкой.

Применение различных методов нанесения покрытий на металлические поверхности, наблюдаемое в последнее время, революционизирует различные отрасли машиностроения и другие области техники. Работы в этой области открыли новые возможности придания применяемым металлам и сплавам высоких, недостигаемых ранее свойств, что обеспечивает возможность решения задач экономии металлов, восстановления изношенных поверхностей, продления срока службы машин и механизмов, создание новых, более совершенных конструкций машин, инструмента, специальной техники и приборов.

Среди разнообразных методов нанесения покрытий значительное распространение в машиностроении, ремонтном производстве, на транспорте и других отраслях получил метод электроискрового легирования металлов и сплавов и электроакустического нанесения покрытий, что обусловлено сравнительной простотой процесса, низкой себестоимостью, доступностью контроля и автоматизации и практически неограниченными возможностями варьирования свойствами наносимых покрытий.

При получении покрытий, обладающих рациональными для каждого конкретного случая характеристиками, наиболее целесообразно использовать порошковые сплавы, диапазон свойств которых значительно шире, чем у металлов, полученных металлургическим способом. Перспективами для применения в различных отраслях промышленности могут быть легированные самофлюсующиеся сплавы на никельхромовой основе, обладающие более разнообразными свойствами, чем нихром, применяемый для восстановления изношенных поверхностей деталей.

Однако, для придания материалу инструмента повышенной твердости, износостойкости и других требуемых механических и эксплуатационных характеристик необходимо иметь четкие и более полные представления о структуре композитов, которая является связующим звеном между задаваемыми условиями нанесения и свойствами покрытий, но заметно отличается от структуры сплавов, полученных металлургическим путем. До настоящего времени остаются практически не реализованными резервы, связанные с улучшением функциональных характеристик покрытий на инструменте с электрофизическими покрытиями путем лазерной и финишной обработки.

Следовательно, получение электродов из новых легированных самофлюсующихся износостойких сплавов на №-Сг основе, изучение влияния режимов их нанесения и последующей лазерной и финишной обработки на структуру и фазовый состав электрофизических покрытий представляет теоретический и практический интерес.

Одним из перспективных инструментальных материалов является режущая керамика на основе АЬОз, которая обладает высокой твердостью, химической стабильностью, сохраняющейся в широком диапазоне температур и нагрузок, более высокими значениями трещиностойкости по сравнению с другими керамическими материалами. Вместе с тем в условиях высокоскоростной обработки сталей и чугунов минералокерамика на основе оксида алюминия подвергается заметному износу. Одним из путей повышения работоспособности керамического инструмента на основе оксида алюминия и расширения областей применения является нанесение износостойких тонкопленочных покрытий ионно-плазменной технологией. Несмотря на широкое распространение износостойких покрытий на инструментальных материалах, повышение стойкости керамических резцов за счет нанесения ионно-плазменных покрытий требует дополнительных исследований и еще не достигло заметного применения в промышленности.

Именно этим вопросам посвящена данная работа, выполненная в рамках координационного плана научно-исследовательских работ по «Реализации региональных научно-технических программ Центрально-Черноземного района», а также при финансировании Грантов Президента РФ молодым российским ученым МК 952.2004.8 и МК 1051.2004.8.

1. На основе выполненных исследований решена проблема упрочнения и восстановления инструментальных материалов за счет применения электроис кровых, электроакустических и ионно-плазменных покрытий твердыми спла вами ВК6М, Т15К6, самофлюсующимися сплавами NiCrnSisBjCi, жаропроч ными сплавами на никелевой основе с малыми добавками гафния и диспрозия, а также нитридами (Сг, Ti)N.2. Выработаны научно-технические и технологические решения получе ния композиционных материалов, заключающиеся в целенаправленном воздей ствии на состав электродного материала при ЛЭНП и ЭЛАНП, а также на ре жимы электроискровой и ионно-плазменной обработки, придающие режущему инструменту максимальную износостойкость и качество поверхности.3. Разработана технология избирательного ЛЭНП из самофлюсующегося сплава NiCrnSisBjCi на протяжку из быстрорежущей стали Р18 с последующим выглаживанием минералокерамикой. Определен структурный фактор - аморф ная фаза, количество и распределение которой является определяющим в изме нении износостойкости электроискровых покрытий.4. Проведен системный анализ характера разрушения оксидно-карбидной керамики. Представлена схема и механизм разрушения минералокерамики. По казаны пути увеличения сопротивления режущей керамики хрупкому разруше нию, в частности, нанесением тонких пленок (Сг, Ti)N ионно-плазменным ме тодом.5. Разработаны ионно-плазменные покрытия для упрочнения минерало керамики и электроакустические покрытия из жаропрочных сплавов типа ЖС с малыми добавками гафния и диспрозия для восстановления элементов штампов горячего деформирования.6. Структурный и фазовый анализы электрофизических покрытий в со поставлении с физико-механическими и эксплуатационными свойствами по зволили уточнить природу и направленность процессов, определяющих структурные превращения в слоях композита при его формировании. Определена взаимосвязь структуры со свойствами, что позволяет прогнозировать их путем целенаправленного изменения технологических параметров режимов нанесения покрытий. В целом получение таких композитов является новой технологией и решает существующую проблему недостаточной адгезионной и когезионной прочности композитов путем создания комбинированных покрытий с после дующей финишной обработкой - выглаживанием и лазерным излучением.7. Показана эффективность применения электрофизических покрытий для повышения износостойкости режущего инструмента и деталей штампо вой оснастки. Результаты работы широко апробированы, получили положи тельную оценку и внедрены в производство на предприятиях Курской облас ти. В приложениях диссертации представлены акты внедрения.

1. Пронкин Н.Ф. Протягивание труднообрабатываемых материалов. М.: Машиностроение, 1978. - 167 с.

2. Кацев П.Г. Обработка протягиванием: Справочник. М.: Машиностроение, 1986.-272 с.

3. ГОСТ 24818-81- ГОСТ 24821-81 Протяжки для шлицевых отверстий с прямобочным профилем с центрированием по наружному диаметру, комбинированные переменного резания. Конструкция и размеры. М.: Изд-во стандартов, 1982.

4. Протяжки для обработки отверстий /Д.К. Маргулис, М.М. Тверской, В.Н. Ашихмин и др. // М.: Машиностроение, 1986. — 232 с.

5. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов. / В.А. Гречишников, Г.Н. Сахаров, О.Б. Арбузов и др. // М.: Машиностроение, 1989. — 328 с.

6. Самсонов Г.В., Верхотуров А.Д., Бовкун Г.А., Сычев B.C. Электроискровое легирование металлических поверхностей. — Киев: Наукова думка, 1976. — 205 с.

7. Бакуто И.А., Мицкевич М.К. О факторах, влияющих на образование покрытий при электроискровом способе обработки // Электронная обработка материалов, 1977, № 3. С. 17-19.

8. Ашкинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей электромеханической обработкой. -JI.: Машиностроение, 1977. 184 с.

9. Иванов B.C., Коваль Н.П. Опыт применения электроискрового легирования для упрочнения инструментов и восстановления деталей машин // Электронная обработка материалов, 1977, № 4. С. 41-45.j

10. Намитоков К.К. Электроэрозионные явления. М.: Энергия, 1978. - 234 с.

11. Настасюк И.Г., Глазов Ю.В. Повышение стойкости инструмента электроискровым легированием // Технология и организация производства, 1978, №3.-С. 49-50.

12. Лемехов Г.К., Перпери М.Н. Повышение стойкости инструмента и техос-настки электроискровым легированием // Технология и организация производства, 1978, № 3. С. 51-52.

13. Влияние электроискрового легирования на выносливость стали 40Х / Д.А. Игнатьков, А.Я. Ханин, Л.И. Дехтярь и др. Н Повышение прочности деталей сельскохозяйственной техники. Кишинев, 1978. С. 35-39.

14. Алимов Ю.А. Электроискровое легирование сталей твердосплавными электродами // Технология и организация производства, 1978, № 3. С. 4546.

15. Верхотуров А.Д., Рогозинская A.A., Тимофеева И.И. Формирование упрочненного слоя при электроискровом легировании сталей и титановых сплавов. Киев: Издательство «Знание», 1979. — 27 с.

16. Парканский Н.Я. Исследование процесса электроискрового нанесения покрытий из порошковых материалов в электрическом поле. Автореферат диссертации канд. техн. наук. Киев: ИПМ АН УССР, 1979. - 19 с.

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

18. Современное состояние и перспективы развития метода электроискрового легирования / В.А. Снежков, А.Д. Верхотуров, А.Н. Краснов и др. // Электрофизические и электрохимические методы обработки, 1980, № 4. — С. 1-6.

19. Хворостухин JI.A., Машков В.Н., Торпачев В.А., Ильин H.H. Обработка металлопокрытий выглаживанием. М.: Машиностроение, 1980. — 63 с.

20. Повышение выносливости поворотных кулаков автомобилей, восстановленных электроискровым способом / Д.А. Игнатьков, Н.П. Коваль, А.Я. Ханин и др. // Электронная обработка материалов, 1980, № 5. С. 75-78.

21. Способ электроискрового нанесения тонкослойных покрытий / М.К. Мицкевич, А.И. Бушин, И.А. Бакуто и др. // Открытия. Изобретения, 1980, № 16. A.C. 730522 СССР.

22. Горбунов Ю.А., Климухин Ю.И., Верхотуров А.Д. Механизированная установка для электроискрового легирования режущего инструмента // Технология и организация производства, 1980, № 1. С. 40-41.

23. Повышение износостойкости сталей электроискровым легированием / А.П. Бушмин, М.И. Пленкин, В.Г. Никитченко и др. // Электронная обработка материалов, 1981, № 6. С. 37-40.

24. Электроискровое восстановление рабочей поверхности прокатных валков / В.Ф. Коробейник, В.Н. Шерстцов, Б.М. Щекин и др. // Электронная обработка материалов, 1981, № 6. — С. 40-43.

25. Корниенко А.Н., Базылько А.Г. Установка для электроискрового легирования поверхностей // Станки и инструмент, 1981, № 2. С. 29-32.

26. A.C. 833424 СССР. Способ нанесения покрытия / В.В. Ермилов, Д.Б. Ме-ремс // Открытия. Изобретения. — 1981. № 20. - С. 34.

27. Структурные изменения в приповерхностных слоях ст.45 при электроискровом легировании / JI.H. Лариков, Н.В. Дубовицкая, С.М. Захаров и др. // Электронная обработка материалов, 1981, № 6. С. 22-24.

28. Мегорян Н.В. Электрические методы обработки материалов. — Кишинев: Штиница, 1982.-205 с.

29. Томашев Н.Д. Катодное модифицирование поверхности металлов как метод повышения их пассивируемости и коррозионной стойкости // Поверхность, 1982, № 2. С. 18-28.

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

31. Воробьев Г.М., Юхненко В.В., Колбасин A.A. Структура поверхностных слоев, полученных электроискровым легированием эвтектическим сплавом FeCrPC // Вопросы формирования метастабильной структуры сплавов. — Днепропетровск, 1982.-С. 146-150.

32. Андреев В.И., Деревянко В.И., Беда Н.И. Применение электроискровой технологии для обработки валков обжимных станов // Технология и организация производства, 1983, № 4. С. 42-43.

33. A.C. 1002124 СССР. Способ электроискрового нанесения покрытий. / B.C. Минаков, B.C. Богданов, A.C. Болышев, Е.И. Бабинцев, И.Г. Тарасов // Открытия. Изобретения. 1983. - № 9. — С. 48.

34. A.C. 1126402 СССР. Способ электроэрозионного легирования. / А.И. Перевертун, A.A. Бугаев, А.Е. Гитлевич, В.М. Ревуцкий // Открытия. Изобретения. 1984. -№ 44. - С. 40.

35. Андреев В.И., Деревянко В.И., Беда Н.И. Электроискровое упрочнение прокатных валков // Машиностроитель, 1984, № 4. — С. 26-27.

36. Образование метастабильной аморфной и кристаллической фаз при электроискровом легировании сплавом СНГН / Т.П. Шмырева, Н.В. Хабибули-на, И.Е. Долженков и др. // Вопросы формирования метастабильной структуры сплавов. Днепропетровск, 1984.-С. 116-121.

37. Памфилов Е.А., Северин В.Д., Петренко И.М. Возможности перспективы использования электроискрового упрочнения деталей строительных и дорожных машин // Обзорная информация. — М.: ЦНИИТСтроймаш, 1984. Вып. 2. 32 с.

38. Качество поверхностного слоя сталей после электроискрового легирования при использовании генераторов независимых импульсов / В.И. Ливурдов,В.А. Снежков, А.П. Поликарпов и др. // Электронная обработка материалов, 1984, №4.-С. 18-20.

39. Повышение долговечности инструмента из стали 45 электроискровым легированием / А.Ф. Аксенов, А.Д. Верхотуров, Э.А. Кульгавый и др. // Вестник машиностроения, 1984, № 2. С. 69-70.

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

41. Паустовский A.B., Куринная Т.В., Белобородое JI.H. Электроискровое легирование быстрорежущей стали // Технология и организация производства, 1985, №3.-С. 36-37.

42. Корниенко А.И., Базылько А.Г., Хайт МЛ. Новые установки «Эпитрон» для электроискрового легирования // Станки и инструмент, 1985, № 3. — С. 21-23.

43. Гитлевич А.Е., Михайлов В.В., Парканский Н.Я., Ревуцкий В.М. Электроискровое легирование металлических поверхностей. Кишинев: Штиница, 1985.-196 с.

44. Верещака A.C., Третьяков И.П. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями. -М.: Машиностроение, 1986. 192 с.

45. Johnson Roger N., Sheldon G.L. Advances in the electrospark deposition coating process. Достижения в области электроискрового осаждения покрытий И J. Vac. Sei. and Technol, 1986. A4, № 6. 2740-2746.

46. Чаругин H.B., Литвененко А.Т. Электроискровое упрочнение холодновы-садочного инструмента // Технология и организация производства: Научн. техн. реф. сб. М: ВНИИ ТЭМФ, 1986. Вып. 3. С. 45-46.

47. Шемегон В.И., Пандырев Б.Л., Жук М.Ф. Оптимальное время обработки гильотинных ножей методом электроискрового легирования // Технология судостроения: Произв. техн. сб. Л.: ЦНИИ «Румб», 1986, № 7 С. 36-39.

48. Шмырева Т.П., Мухин А.П. Общие закономерности образования метаста-бильных фаз при детонационно-газовом напылении и электроискровом легировании // Металлургия и коксохимия, 1986. С. 61-64.

49. Шемегон В.И. Упрочнение лезвийных инструментов методом электроискрового легирования // Станки и инструмент, 1986, № 4. — С. 19-20.

50. Кинетика процесса формирования и высокотемпературное окисление электроискровых боридных покрытий на стали / А.Д. Верхотуров, В.А. Лаври-ненко, И.А. Подчерняева и др. // Порошковая металлургия, 1986, № 5. — С. 52-55.

51. Коваленко B.C., Верхотуров А.Д., Головко Л.Ф., Подчерняева И.А. Лазерное и электроэрозионное упрочнение материалов. — М.: Наука, 1986. — 276 с.

52. Шмаков П.С., Албутов А.А., Ларионов Н.И. Автоматизация электроискрового упрочнения штампов // Технология и организация производства, 1987, № 3. С. 29-30.

53. Петропавловский М.В., Пироцкий А.Н. Электрофизические и электрохимические процессы обработки материалов и их применение на предприятиях отрасли // Обзорная информация. ЦНИИТЭСтроймаш, 1987, вып. 6. -46 с.

54. Верхотуров А.Д., Подчерняева И.А. Электроискровые покрытия из новых гетерофазных материалов. Владивосток: Препринт ДВО АН СССР, 1987, № 16154/811.-97 с.

55. Карпухин В.Н., Ливурдов В.И., Язев А.Г. Особенности электроискрового упрочнения инструмента на установке ЭЛФА // Электронная обработка материалов, 1987,№ 15.-С. 83-86.

56. Хронусов B.C., Сиротенко Л.Д. Влияние электроискровой упрочняющей обработки на износ разделительных штампов // Вестник машиностроения, 1987, №2.-С. 53-55.

57. Влияние электроискрового легирования на жаростойкость сталей / А.Д. Верхотуров, И.А. Подчерняева, А.Д. Паносюк и др. // Порошковая металлургия, 1988, № 3. С. 69-74.

58. Верхотуров А.Д., Подчерняева И.А., Прядко Л.Ф., Егоров Ф.Ф. Электродные материалы для электроискрового легирования. М.: Наука, 1988. - 224 с.

59. Косенко А.Г., Зандер В.В. Электроискровое упрочнение технологической оснастки // Технология и организация производства, 1988, № 2. — С. 47-48.

60. Паустовский A.B., Куринная Т.В., Руденко И.А. Повышение износостойкости инструментальных сталей электроискровым легированием // Станки и инструмент, 1988, № 2. С. 29-30.

61. Шемегон В.И., Жук М.В. Электроискровое легирование лезвийного и штампового инструмента // Машиностроитель, 1989, № 9. — С. 21-22.

62. Андреев В.И., Ситако В.Г., Воронов Н.Г. Электроискровое упрочнение поверхностей крупногабаритных деталей // Технология и организация производства, 1989, № 2. С. 16-17.

63. Каденаций Л.А., Лисовская Н.Б., Селиверстов С.Ф. Упрочнение деталей оборудования для легкой промышленности электроискровым легированием // Технология и организация производства, 1989, № 2. С. 19-20.

64. Электроэрозионное упрочнение инструмента безвольфрамовыми сплавами на установке ЭЛФА-541 / А.Д. Верхотуров, В.Г. Радченко, Ю.Ф. Огнев и др. // Технология и организация производства, 1989, № 4. С. 43-45.

65. Шемегон В.И. Стойкость клиньев шпильковертов после поверхностного электроискрового легирования // Электронная обработка материалов, 1989, №5.-С. 74-75.

66. Шемегон В.И. Влияние электроискровых покрытий на режущие свойства спиральных сверл // Электронная обработка материалов, 1990, № 3. С. 8587.

67. Шушура Н.В., Горицкий А.Н. Электрокомбинированное поверхностное упрочнение деталей прессформ // Технология и организация производства, 1990, №4.-С. 13-15.

68. Влияние химического состава стали на параметры электроискрового легирования / B.C. Коваленко, И.А. Подчерняева, Л.Д. Лонкина и др. // Технология и организация производства, 1990, № 1. С. 48-50.

69. Тимошенко В.А., Иванов В.И. Повышение стойкости разделительных штампов // Машиностроитель, 1991, № 11. С. 27-28.

70. Ермилов В.В, Сафонов Л.И., Васильева А.К. Электроэрозионная обработка поверхностей инструмента и деталей машин // Машиностроитель, 1991, № 8.-С. 18-19.

71. Паустовский A.B., Ботвиненко В.П. Влияние импульсного лазерного излучения на структуру и свойства электроискровых покрытий из сплавов ВК и ТК // Порошковая металлургия, 1991, № 2. С.55-57.

72. Верхотуров А.Д. Физико-химические основы процесса электроискрового легирования металлических поверхностей. Владивосток: Дальнаука,1992.- 180 с.

73. Кинетика нанесения покрытий из карбидо-хромовых сплавов методом электроискрового легирования / В.Н. Клименко, В.Г. Каюк, А.Д. Верхотуров и др. // Порошковая металлургия, 1992, № 2. — С. 32-37.

74. Тимошенко В.А. Упрочнение и восстановление деталей электроэрозионным легированием // Механизация и электрификация сельского хозяйства,1993, № 1.-С. 29.

75. Верхотуров А.Д. Формирование поверхностного слоя металлов при электроискровом легировании. Владивосток: Дальнаука, 1995. — 232 с.

76. Тимошенко В.А., Голыш Е.В., Тимошенко А.В. Избирательное нанесение упрочняющих покрытий на режущий инструмент // Станки и инструмент, 1995, № И.-С. 20-22.

77. Шемегон В.И. Электроискровое упрочнение пробивных штампов // Станки и инструмент, 1995, № 5. С. 27-29.

78. Гадалов В.Н., Рощупкин В.М. О применении акустического способа получения покрытий из высокохромистых никелевых сплавов. / В кн.: 3-е собрание металлов России: Тезисы докладов НТК (24-27 сентября 1996 г.). Рязань: РДНТП, 1996. С. 21-22.

79. Шемегон В.И. Поверхностное упрочнение спиральных сверл // МИТОМ,1998, №6.-С. 23-30.

80. Электроискровая обработка металлов универсальный способ восстановления изношенных деталей / Ф.Х. Бурумкулов, В.П. Лялякин, К.С. Пушкин и др. // Ремонт машин: МЭСХ, 2001, № 4. - С. 23-28.

81. Шемегон Е.В., Шемегон В.И. Электроискровое упрочнение трубогибочных дорнов // МИТОМ, 2003, № 7. С. 37-38.

82. Гнесин Г.Г. Карбидокремниевые материалы. М.: Металлургия, 1977. — 215 с.

83. Тонкая техническая керамика: Пер. с япон. / Ред. Янагида X. — М.: Металлургия, 1986. 279 с.

84. Шведков Е.Л. Триботехническая керамика. Препринт №17. Киев: ИПМ, 1987.-37 с.

85. Смирнов А.И. Конструкционная керамика. Итоги науки и техники. Серия порошковая металлургия, 1990. Том 4. С. 64-106.

86. Керамические инструментальные материалы / Г.Г. Гнесин, И.И. Осипова, В.П. Ярошенко и др. // Киев: Техника, 1991. 388 с.

87. Verfahren zum Herstellen eines Keramikschneideinsatres mit verschleisshem-mendem Oberflaechengefuege: Пат. 212270 ГДР. (РЖ.Меш, 1985, 8Е175П).

88. Merigama M., Kamata К. Strengthening of glass by amorphous SiNxCy ceramic films // J. Mater. Sei. Lett. 1987, 6. №10. - P. 1141-1144.

89. Техника электронной микроскопии / Под ред. Кэя Д. М.: Мир, 1965. — 407 с.

90. Уманский Я.С. Рентгенография металлов и полупроводников. М.: Металлургия, 1969. - 408 с.

91. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. Рентгенографический и электроннооптический анализ. Учебное пособие для вузов. 4-ое изд. М.: МИСИС, 2002.-360 с.

92. Металловедение и термическая обработка стали: Справ, изд. в 3-х т. / Под ред. Бернштейна М.Л. и Рахштада А.Г. — 4 изд. Т. 1 Методы испытания и исследования. В 2-х кн. Кн. 1.1 — М.: Металлургия, 1991. — 304 с. Кн. 1.2 — М.: Металлургия, 1991. 462 с.

93. Харламов Ю.А. Методы измерения адгезионной прочности покрытий (обзор) // Заводская лаборатория, 1987, № 5. С. 63-69.

94. Волков П.В. Метод локальной экспресс-оценки механических свойств поверхностных слоев машиностроительных материалов. Дисс . канд. техн. наук. М.: МЭИ-ТУ, 2000. 166 с.

95. Определение механических свойств и адгезионной прочности ионно-плазменных покрытий склерометрическим методом / В.М. Матюшин, П.В. Волков, Р.Х. Сайдахмедов и др. // МИТОМ, № 3, 2002. С. 35-39.

96. Повышение износостойкости электроискровых покрытий / А.Д. Верхоту-ров, И.А. Подчерняева, Э.Г. Бабенко и др. // Порошковая металлургия, 1987, №5.-С. 94-98.

97. Влияние температуры стальной подложки при электроискровом легировании хромом на изменение структуры и усталостной прочности / Н.В. Без-бах, Н.В. Дубовицкая, А.Д. Коленченко и др. // Электронная обработка материалов, 1989, № 1. С. 20-23.

98. Новик С.И., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов -М.: Машиностроение, 1980. 232 с.

99. К вопросу приготовления шлифов с косым срезом / В.Н. Гадалов, Ю.Г. Алехин, Е.В. Павлов и др. // Материалы и упрочняющие технологии -2004: Сб. матер. XI Росс, научн.-техн. конф. с межд. участием. (23-25 ноября 2004 г.) Курск: КГТУ, 2004. С. 125-127.

100. Рыкалин И.Н., Углов A.A., Кокора А.Н. Лазерная обработка материалов. М.: Машиностроение, 1975. 296 с.

101. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов — М.: Машиностроение, 1989.-304 с.

102. Рубин Г.К., Селезнев Ю.Н. Применение покрытий при лазерной термообработке. //Электротермия, 1984. Вып. 8 (258). С. 1-3.

103. Гадалов В.Н., Павлов Е.В., Щигорев A.C. Возможности лазерного излучения для упрочнения деталей из высокопрочного чугуна // Теория и практика машиностроительного оборудования. Воронеж: ВГТУ, 2004. Вып. 14. -С. 128-132.

104. Шпиньков В.А., Горячев Н.С., Калошин В.В. Обработка деталей инструментом из минералокерамики.// Машиностроитель, 1979. № 8. - С. 14-15.

105. Мальцев О.С., Меркулов Л.П. Эффективность применения режущей керамики.// Машиностроитель, 1979. № 8. - С. 10-12.

106. Семенов А.П. Упрочнение материалов вакуумными ионно-плазменными методами // Приложение. Справочник. Инженерный журнал. №1, 2000 -С. 3-8.