автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.04, диссертация на тему:Разработка научно-физических основ прогнозирования качественных характеристик плазменно-ионных покрытий, создание технологии их нанесения на детали авиационной техники

рге ОЛ

На правах рчкапису

G ДЕН 1996

Левченко Ігор Геннадійович

РОЗРОБКА НАУКОВО-ФІЗИЧНИХ ОСНОВ ПРОГНОЗУВАННЯ ЯКІСНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАЗМОВО - ІОННИХ ПОКРИТЬ І СТВОРЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ЇХ НАНЕСЕННЯ НА ДЕТАЛІ АВІАЦІЙНОЇ ТЕХНІКИ

OS W ■

Автореферат дисертації на здобуття наднового ступеня кандидата технічних наук

Харків 1996

Дисертацією е рукопис.

Роботу виконано на кафедрі Фізико-технічних основ оброб

Офіційні опоненти - д-р- техн- наук, проф. Мовшовіч А-Я-

( ХДНДЇПМ )

Правідна організація - Харківське Державне авіаційне

виробниче підприємство-

Захист відбудеться 20-12 1996 р- на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 02-27-06- у Харківськая авіаційному інституті іиені М-Є- Жуковського за адресом 3100701 н. Харківі вул. Чкалова» 17

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського авіаційного інституту імені М-Є- Жуковськог

Автореферат розіслано " 4$ “ і^АЛАС/г?199$ р.

Вчений секретар

конструкційних матеріалів Харківського авіаційного інституту імені М-Є- Жуковського-

Науковий керівник - академік АІНУ та АНТКУ

Костмк Геннадій Ігорович

канд. техн- наук Аксьонов І-І.< ХфТІ

спеціалізованої вченої ради“

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальність тєни» Найхарактернішою рисою розвитку су-асної авіаційної техніки є інтенсифікація режимів роботи, в сновному за рахунок збільшення робочих температур, тисків, видкостей, навантажень, швидкостей газових потоків і т.д.

Необхідна зауважити, що традиційні технології не завжди абезпечунть зростаючий рівень вимог до деталей авіаційної вхніки- Можливим рішенням проблеми є застосування ніцнммчих покрить- Зміцнюючі покриття широко використо-уються при виробництві деталей, які входять до складу па-ивної апаратури авіаційних двигунів, редукторів, виконав-их механізмів- Особлива слід відмітити перспективність астасування зміцнюючих покрить на поверхні лопаток газотур-інних двигунів, а також у високонавантажених парах тертя-Фективним є використання зміцнюючих покрить для збільшення рацездатності ріжучого інструменту на основі карбіду тита-у, нітриду бору, а також інструменту з економно легова-их і безвольфрамових сталей, який широко застосовується в віаційній промисловості. Особливу актуальність проблема иіцнення ріжучого інструменту набував в зв'язку з гострою вдостачею лвгірунчих елементів, в першу чергу вольфраму та □бальту-

Разом з тим необхідно зауважити, що навіть у випадку ви-□ристання надміцних матеріалів процес руйнування деталі асто починається на її поверхні. Там найчастіше зроджуються тріцини, відбувається абразивний знос у потоці; ясакі температури, тиск, потоки високоенергетичних частиць випромінювання діють на поверхні- В таких умовах часто диним способом вирішення практичних задач являється лкористання покрить- Нанесення зміцнюючих покрить на аталі, що знаходятся під впливом середовища, дозволяв

значна поліпшити характеристики розроблюваної авіації техніки І збільшити її ресурс- Крій ТОГОї покриття Де змогу вирішити спеціальні задачі, асі часто виникають авіаційній технології* наприклад, забезпечити патріє коефіцієнт тертя, організувати необхідний режим охолоджє за рахунок паристості покриття і т-д. Але, оскільки руй вання, як і раніше, відбуваються в основному на поверх існуючі методи зміцнення не спроможні вирішити проблему* каристовувані технології характеризуються тим, що спрямов як правило, на покращання лише одної-двох властивостей пс хні• Інші властивості, часто не менш важливі, підлягають контрольованому впливу-Таким чином, класичні технології несення зміцнюючих покрить вимагають значного покращай Крім того, необхідно зауважити, що авіаційне иашинобудува не єдина галузь,зацікавлена в розробці технологій нанесен тонких плівок із заданими характеристиками і структурою* каплівкові технології є базовими для виробництва нікроел тронних пристроїв; у цій галузі техніки задачі прогнозува структурних характеристик плівок є не менш важливі, ніж машинобудуванні >

У зв'язку з цим є актуальним дослідження та запровадяе таких методів одержання покрить на деталях машин і ріжуч інструменті,котрі забезпечили би весь діапазон потрібних рактеристик поверхні-Необхідне комплексне дослідження про сів, що відбуваються на поверхні при конденсації покриття іонно-плазмового потоку в присутності електромагнітних по з метою вивчення основних закономірностей зросту покриття Формування йога структури, що дозволить створювати плівки спеціальними властивостями,такими■як задана паристість, с шорсткість поверхні, адгезія, електропровідність і т.д*,я забезпечили значне покращання експлуатаційних характерне

учасної техніки» а також збільшення продуктивності праці і інінальні витрати коштовних матеріалів.

Представлені в дисертаційній роботі дослідження виконува-ись за планон найважливійших НДР- В СРСР-це програми коміте-у по освіті за СРСР М 625“ Плазмова-іонні технології " та

4-6 " Нові прогресивні технології та робототехнічні камп-єкси в машинобудуванні "5В Україні - Національна програна

Інструмент" Мінмашпрома України і програма підвищення ксплуатаційних характеристик деталей машин агропромислового омгілексу.

Мета роботи* Метою роботи е розробка науково-фізичних основ творення технологічних процесів нанесення плазмово-іонних окрить на деталі авіаційної техніки на основі вирішення аких задач:

!■ Розробка математичної моделі конденсації покриття з онно-плазмового потоку на поверхні авіаційних конструк-ійних матеріалів за наявності інтенсивних електромагнітних олів, потоків частиць і високих температур.

2« Вивчення закономірності конденсації речовини плівки на овєрхні з урахуванням залежності Фізичних характеристик від ємператури підкладки під час конденсації, концентрації ад-орбаваних частинок, наявності електромагнітних полів і т.д.

3. Розробка математичної моделі зростання і Формування труктури покриття, яка б дозволяла надійно прогнозувати кісні характеристики утворюваного покриття, такі як орсткість поверхні, сила адгезійного зчеплення покриття з оверхнвіа підкладки, паристість, мікротвердість та ін-

4. Дослідження із застосуванням обчислювального експери-енту залежності якісних характеристик покриття від різних араметрів технологічного процесу і властивостей речовин ідкладки і покриття, що наноситься.

5. Розробки пакета прикладних програм розрахунку умов і несення покрить із заданини властивостями на авіаційні кс струкційні матеріали.

6- Розробка і впровадження на виробництві нового вис неефективного технологічного процесу нанесення ЗМІЦНЮЮ1 покрить на деталі авіаційної техніки.

Наукова новизна.1- На базі проведених досліджень теореть но вивчена залежність основних якісних характеристик іань плазмових покрить від параметрів технологічного процесу властивостей підкладки і речовини, що наноситься»2-Розроби но комплексну модель прогнозування якісних характерної покриття» яка відрізняється тим, що дозволяє описати всі с новні властивості іонно-плазмових покрить без залучення є спериментального матеріалу шляхом розгляду елементарі фізичних процесів на поверхні конденсації. 3) Встановле» що для одержання заданої структури з необхідними властиве тями слід враховувати всі явища, які відбуваються при наї сенні плівки? керування одним параметром технологічне процесу не дозволяв досягнути поставленої мети. 4. Показаї що найважливіші характеристики покриття, такі, як сила £ гезійного зчеплення покриття з підкладкою; мікротвердіст пористість і т-д.,як правила, екстремальна залежать від ш метрів техпроцесу. 5. Виявлено, що наявність та інте сивність електромагнітних полів сильно впливав на структ!, і властивості покриття, що Формується,і може бути досі зручним засобом керування структурой плівки- б- Встанас на, що докладний аналіз впливу елементарних Фізичних щ цесів на поверхні на Формування структури покриття дав не ливість керування структурою плівки за рахунок безпосерс нього впливу на дифузійні процеси з допомогою електроне нітних полів, електричного заряду, програмованої зміни

інтенсивності і ступеня іонізації потоку частинок та деяких інших Факторів- 7. Запропоновано, замість тих що використо-зуються сьогодні багатошарових покрить, створювати на поверхні високонавантажених деталей, а також таких, ідо підлягають особливим видам впливу, спеціальні поверхневі структури ( СПС ), які відрізняються від багатошарових покрить більш складною просторовою структурою, більшою кількістю компонентів і забезпечують більш високу працездатність деталей.

Методи дослідження. Для вирішення поставлених задач в роботі використовується комплексний метод дослідження- Теоретичні дослідження теплових процесів на поверхні при конденсації плівки виконувались на базі основних положень теорії теплопередачі. Задача зростання острівкової плівки і Форму-зання структури вирішувалась з допомогою нелінійних рівнянь дифузії на поверхні- При побудові моделі початкового етапу конденсації використовувалися основні положення теорії зірогідності.При дослідженні розробленої математичної моделі ішрако застосовувались методи обчислювального експерименту Експериментальні дослідження виконано з використанням оригінальних пристроїв і стандартної контрольно-вимірювальної апаратури*Характеристики одержаних зразків вивчались методами нікро-і макраструктурнаго аналізу, вимірюванням товщини, мікротвердості, шорсткості поверхні, сили адгезійного зчеплення плівки з поверхнею підкладки*

Практична значущість роботи- Реалізація в промисловості-Практична цінність роботи полягає:

- в розробці та впровадженні на виробництві нової прогресивної технології нанесення зносостійких покрить, яка дозволяє поліпшити якість деталей авіаційної техніки, збільшити продуктивність, знизити витрати дефіцитних матеріалів?

- в розробці пакета прикладних програй прогнозування якісі характеристик іонно-плазмових покрить на авіаційних кс струкційних матеріалах» які дозволяють, виходячи із паї нетрів техпроцесу, визначити основні властивості покриття.

Основні результати дисертаційної роботи впроваджено!

- на державному підприємстві " Харківський маиганобудіві завод ФЕД " - як технологія нанесення зміцнюючих покрить деталі авіаційної техніки, що працюють у вузлах тертя г високих питомих навантаженнях?

- у навчальному процесі на кафедрі fізиісо-технічних act обробки конструкційних матеріалів Харківського авіаційне інституту ім. М-Є- Жуковського.

Апробація роботи* Матеріали дисертаційної роботи і повідалися та обговорювалися на 1-й, 2-й, 3-й, 4-й

5-й Міжнародних конференціях " Нові технології в машіное дуванні " ( Харків - Рибаче, вересень 1992, 1993, 1994, IS 1996 рр»), на Міжнародному симпозіумі по розряду електроізоляції у вакуумі < США, Каліфорнія, липень 1996р. на науково-технічних конференціях професорсько - викладач кого складу, співробітників та аспірантів ХАІ-

Публікації* Основний зміст дисертаційної роботи відобраа в статтях і тезисах доповідей на міжнародних конференціях На захиот виносяться! 1* Принципово новий підхід виріьгення проблеми прогнозування якісних характеристик іа на-плазнавих покрить. 2- Теоретична модель процесу конде сації покриття. З* Розроблені технологічні процеси нанесе ня покриття які забезпечують досягнення заданих параметрі

4- Розроблена на базі комплексної математичної моделі ко денсації методика оперативного неруйнівного контролю якос покрить, вимірювальний комплекс і результати експєриме тальних досліджень-

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовано актуальність теми дисертаційної ро->оти, сформульовано мету та задачі дослідження, показано назнану, практичну значущість, в ідобрааено методи дослідження.

У першому розділі проаналізовано стан проблем нане-зення зміцнюючих покрить і прогнозування якісних характеристик- Подана літературний огляд сучасних методів нанесен-ш зміцнюючих покрить та прогнозування якості- Показано, ідо іайбільш перспективнішії методами нанесення покрить слід вва-кати метод КІБ (конденсація з іонним бомбардуванням) і метод іонного розпилення, які мають суттєві переваги, серед яких іерьг за все слід відзначити легкість керування процесами в самері і порівняно високу енергію частинок, що осаджуються-

Аналіз розглянутих методів опису якісних характеристик гонкоплівкавих покрить дозволяє зробити висновок, що на сьо--одні відсутні надійні, придатні для використання на практиці методи та моделі прогнозування якісних характеристик шіцнмючих покрить. Разом з тим, внаслідок широкого помиреній методів поверхневого зміцнення деталей, відчувається гос-*ра потреба в наявності такого типу методик- Крім того, іскільки існуючі технологічні процеси не забезпечують налєйі-іий ступень зміцнення, на основі аналізу закономірностей

:онденсаці ї покрить є необхідною розробка нових висакоефеїстив-шх технологій нанесення зміцнюючих покрить на високонаван-

■ажені деталі-Все вищесказане зумовлює проведення комплек-:ного дослідження процесів, які є складовими частинами зозробливаної технології- У другому розділі запропано-іана, з метаю задоволення досить протирічних вимог до по-грить, метад створення спеціальних поверхневих структур <СПС), ікий полягає в поширенні ідеї багатошарових покрить на випа-

!ак трьох вимірювань. Розроблено математичну

модель прогнозування якісних характеристик іанна-плазмаї

покрить, яка дозволяв павязатй основні макрахарактеристі

плівки,(такі,як сила адгвзійного зчеплення покриття з паве

хнєи підкладки, мікротвердість покриття, рівень нікронапЕ

жень, стійкість до окислення) зі структурам плівки* В ї

зультаті були одержані певні аналітичні закономірності * Сі

адгвзійного зчеплення знаходиться такі Г 6і 'Тї ЗІп^аС І 4- - аг4А (Л-й/ґ» )л '

де ^.-енергія звязку*, ^-енергія випаровування? -ітрі

перехідної зони острівків; гс- радіус острівків* .

Показано, що внаслідок неоптимальності Функції рс

поділу острівків нового середовища за розмірамі адгезі

ноже досягати 10 - 20 % від максимальна можливої величин

Для поліпшення адгезійних характеристик розмір острівків г

винен задовольняти умови:

Г* а ^ ’

Іо ^ «г '

Однорідна Функція разпаділу не оптимальна* Паристість покриття визначається співвідношенням:

¥Р ; и-й')* 1

Однорідна Функція разпаділу також не оптимальна*

Мі кронапруження:

и

6- фь -/„») (т-т„)

Стійкість до окислення: . л

V. -'Жіій к ■

Мікротвердість: а-АГ'

Н-- Нс\ІА'-&'*■ /4 /(і-й’/л)(<І-АПс/Пс)/і ;

У третьому розділі представлена комплексну матем

тичну модель Формування структури тонкої плів

при конденсації з іонного пучка та зроблено її аналі

Комплексна математична модель складається

початкового етапу конденсації, яка дозволяє описати процесс зростання покриття, яке складається з острівків надиалих розмірів, базується на дискретному задаванні Фізичних характеристик та використовує теоретико-вірогіднісні методи розрахунку і моделі розрахунку структури покриття на наступних етапах зросту. Процес утворення та росту острівків на початковому етапі конденсації описується таком системою рівнянь!

* Р ~ І%■ і-

+ (Ж Ь) (Й,Э

і І

Ц- ІЧыУя - ііі/і Іі * ЄічУ;Нїіч -А(х%;

Уа. = ^ ехр

Ж - Уо “/>.

де! Уо ~ частота коливань атомів кристалічної рештки і <£“с/ ~ енергія активації поверхневої дифузі ї.?

&а_ - енергія випаровування адатона з поверхні!

- енергія активації відокремлення атома від острівка

на дефекті.

Модель зросту покриття базується на рівнянні нерозривності для Функції розподілу розмірів острівків!

з/(г, І) Її і * % 9//0г . % (г, І) , </м (г, І) ,

де! ^ - частота утворення острівців; інтеграл зіткнень;

Функція розподілу розмірів острівків. Таким чином, модель зросту враховує як зіткнення острівків під час зросту

- И -

(величина 7с) ітак і процес зародження острівців надма^ розмірів (%) • Величина визначаиться системою рівнянь поч; кового етапу конденсації. Модель зросту враховує всі найв; ливіші процеси на поверхні підкладки:

1* Залежність інтенсивності ДИФУЗІЙНИХ процесів від темпе] тури. 2- Залежність інтенсивності дифузійних процесів і концентрації адсорбованих на підкладці частинок. 3. ;

лежність інтенсивності дифузійних процесів від наявності інтенсивності електронагнітних полів і електричних заряд' 4* Залежність швидкості випаровування адсорбованих на і верхні частинок від температури підкладки і ступеня покри1 поверхні- 5- Випаровування частинок з неж острівків в ді вимірну пару. 6. Випаровування частинок з поверхні остріві у навколишнє середовище; ?•Осадження частинок на підкладк' навколишнього середовища-8. Рух острівків по підкладці та зіткнення- 9- Зіткнення дифундуючих по поверхні частиної острівками; 10- Зіткнення частинок із зовнішнього потоку поверхне» острівків-

Основне рівняння зросту острівні в має вигляд

Ф ' У +] СІ Г = (І± І У г У і +%+% *■%

де Доб'єм острівка; J - сумарний потік частинок до остріі 3^- потік частинок із зовнішнього середовища до острівка; потік адсорбованих частинок до межі острівка? - по' випаровування з меж в двовимірну пару? ^-патік частинок і випаровумться з поверхні в зовнішнє середовище? ,1^ - сум. ний потік на поверхні острівка-

Рівняння концентрації адатонів на поверхні за наявної електричного заряду на поверхні острівка тане

Електричне поле розраховувалося виходячи з конкретної ?срни зросту острівка- Граничні умови!

№ //-складні Функці ї Проведений теоретичний аналіз ком-ілексної системи рівнянь показав, що загальну систему можна розв'язати аналітично лиие при можливості не враховувати ивидкість руху иежі острівка при його зрості, вплив електричних зарядів на кінетику конденсації та вплив початкового разподілу на кінцевий вигляд Функції розподілу і г.д. Довільне введення такого раду спрощень неможливе-У[ зв'язку з цим знайдена області, де можливе застосування таких спроцуичих припущень- Як критерій незначності впливу :іпзидкості руху межі острівка на кінетику дифузійних процесів прийнято критерій 0= ^/іТс' АВ Рс. “ швидкість віддалення

збласті з концентрацією с від межі острівця- Показано, що

. . г Гґ)си . .

для острівка у Формі диска = ,де В= ~р^~ корінь рівняння

Сс - А /а - С< = ~ьг • ф ,ь

їїирииа зони впливу електричного заряду має вигляд ;

■ л ґ!^3 ґ “V^ г"

- у випадку іонного патоку, її - 'л '» ~ У випадку,

гали заряд наноситься потоком електронів-Проведена дослідження системи рівнянь Функції розподілу в області сильного впливу електричного заряду- Показана, ща тут

і (/, і) - + шї іїІЇ-г)}.

де £ - безрозпірне поле концентрації адатомів в околиці острівка- Рівняння дозволяє пояснити знайдений експериментально Факт утворення зон захоплення, які бідні на адатоми-Утворення зон захиплення чинить великий вплив на Форнування Функції розподілу острівців і може служити засобом керування структурою покриття- Проведено аналіз системи в областях, які припускають спрощення-

ed-O.50

Рис. і.

-і lg(n)

0 t н н і ІН

О. 5

0 1 0

400 500 Т,К.

Рис. 5.

Рис. 2.

-JL lg(n)

400 550 Т,К.

Рис. в.

У четвертому розділі дано алгоритми реалізації обчисли-шльніїх експеримент і в і наведені результати машинних розрахунків по комплексної математичної моделі. Досліджено залеж-іості вигляду функції розподілення від різних параметрів. На іис. 1-4 подана залежності Функції розподілення і концентрації від різних параметрів, на рис- 5 - залежність

іікротвердості від температури, на рис- 6 - залежність

ітійкості до окислення від температури, на рис- 7 - залеж-

іість адгезії від температури, на рис- В - залежність

гаристоаті від температури-

ІТ ЗГ«

1

\ ^ \

( |

| і

. Об

. 04

Т= ІМ

\ \

ч

550

т,к.

400

550 Т,К.

Рис- 7- Рис- В-

Обчислювальні експерименти дозволяють зробити такі вис-авки- Вигляд Функції розподілу сильно залежить від нергії активації поверхневої дифузії, енергії випаровуванні енергії звязку ніж атомами,температури підкладки, інтен-ивнасті зовнішнього патоку, залежності інтенсивності зав-іьгньага патоку від часу та низки інших Факторів-ідповідна від цих Факторів залежать і якісні характеристи-и покрить, що випливає з показаної в другому розділі моделі рогнозування якісних характеристик. На базі моделі росту уло розроблена пакет прикладних програм, який дозволяв вив-ати вплив різних Факторів на структуру покриття і ідбирати відповідні режими нанесення виходячи із заданих характеристик покриття-

У п'ятому розділі описана розроблену методику неруйн: нага контролю якості покриття, їда базується на комплексі моделі Формування структури, а також розроблену оригіналі вимірювальну апаратуру- Наведена результати експеримі тальних досліджень, які показують, ідо модель прогнозуваї якісних характеристик досить точна описує закономірної Формування покриття* Розроблена технологічний процес наї сення зміцнюючих багатошарових покрить на деталі авіаційі техніки. Показана принципові електричні схеми та результ; вимірювань.

ВИСНОВКИ

1- Розроблено науково-фізичні основи створення технолог' них процесів нанесення плазмово-іонних покрить на дет;

авіаційної техніки і прогнозування їх якісних характерне' які є рішенням важливої науково-технічної задачі.

2- Запропоновано методику прогнозування якісних характері тик іонно-плазмових покрить, цо дозволяв пов'язати осної макрахарактеристіпси плівки (такі, як сила адгезійного зчі лення покриття з поверхнею підкладки, мікротвердість пакрі

тя, паристість, шорсткість поверхні покриття, рівень иікі

напружень, стійкість до окислення зі структурою плівки) базується на комплексній математичній моделі Формування пс риття. З- Розроблено Фізичну модель Формування структ; іонно-плазмового покриття, яка дав змогу вивчити заі номірності протікання процесу конденсації покриття із іс но-плазмового потоку в присутності електромагнітних пол-

поверхневих зарядів, нестаціонарних полів температур інших чинників, враховуючи дискретну залежність Физичних : рактеристик острівків малих розмірів на початковому ет; конденсації від числа атомів, з яких вони складаються, а ’ кож зіткнення острівків при зростанні плівки.

^-Теоретична досліджено процес конденсації покриття із іон-а-плазмовога потоку. Вивчено вплив параметрів технологічно-а процесу на структуру покриття, їда Формується. 5-Виявленої ;а для Формування заданої структури необхідно враховувати сю сукупність явищ, що відбуваються при нанесенні, бо ерування одним параметром технологічного процесу не дозволяв осягти поставленої мети- б- Теоретично досліджено за-ежність якісних характеристик покриття від умов онденсації- Показана, що иайважливіиі характеристики окриття, такі, як сила адгезійнога зчеплення плівки з повернем підкладки, мікротвердість, пористість та ін- у ільшості випадків екстремально залежать від параметрів тех-алогічного процесу, що свідчить про необхідність використо-увати комплексну математичну модель Формування структури та озрахунку режимів нанесення на деталі авіаційної техніки.

- Встановлено, що наявність та інтенсивність електронаг-ітних полів сильно впливав на структуру і властивості покрит-я, головним чином за рахунок впливу полів на інтенсивність ифузійних процесів на поверхні конденсації та на характер заємодії острівків на початковому етапі Формування покрит-я- 8- Виявлена, що аналіз процесу Формування структури □криття показує можливість керування структурам за рахунок езпосереднього впливу на дифузійні процеси з допомогою тем-ературн, електромагнітних полів, поверхневого електричного аряду підкладки, програмованої зміни інтенсивності та сту-зня іонізації потоку. 9- Показана, ща наявність комплексної атематичної моделі Формування структури покриття дав змогу окладно проаналізувати вплив будь-якого Фізичного явища а структуру, а також дозволяв в принципі створювати покрит-я з унікальними структурами за рахунок вузькоспрямованих афузійних процесів на поверхні при конденсації-

10. Розроблено пакет програй числового розрахунк системи РІВНЯНЬ і які входять у комплексну модель дають можливість вивчити основні закономірності Форнува структури покриття в найбільш загальному випадку.11. Роар лено методику вибору оптимальних умов нанесення покрить заданими властивостями, яка спирається на комплексну мод формування структури- Критерієм оптимальності є найв ливіші якісні характеристики покриття- 12- Розробл пакет прикладних програм, які дають можливість розра вати якісні характеристики покриття виходячи із заданих ранетрів техпроцесу, а також підібрати потрібні параме для забезпечення необхідних якісних характеристик покрит

13. Запропоновано створювати на поверхні високонавантажен деталей, а також таких, що підлягають особливим видам впл спеціальні поверхневі структури, які відрізняються від ба тоигарових покрить більш складною просторовою структур більшою кількістю компонентів та забезпечують більш вис працездатність деталей. Наведена приклад розрахунку режи Формування покриття з високою зносостійкістю для роботи високонавантаженій парі тертя- 14- На основі комплекс математичної моделі прогнозування якісних характеристик рацьовано методику оперативного неруйнівного контролю яко покриття. Для експериментальної перевірки методики р роблено спеціальний вимірювальний комплекс і провед відповідні вимірювання- 15- Розроблено і впроваджено типа технологічний процес нанесення зміцнюючого покриття на талі авіаційної техніки, який дозволяє покращити якість талей, збільшити продуктивність, зменшити витр дефіцитних матеріалів- 16- Висока ефективність розр леної технології, впровадженої на державному підприємс

"Харківський машинобудівний завод ФЕД" забезпечила поширення застосування деталей зі зміцнюючими покриттями, що ідтвержує доцільність запровадження результатів роботи на нигих заводах галузі і а також в інших галузях промисло-ості,де існує потреба в застосуванні деталей з поверхневим міцненнян.

Основний зміст дисертації опублікована в таких працях!

І. Костик Г.И., Левченко И.Г. Определение профилей концен-рации примесей при ионном легиравании-//Материалы 1-й между-ар- конф-" Новые технологии в машиностроении ". Харьков -ыбачье, 1В-20 сент. 1992 г- с. 37-39.

2. Костїок Г.И., Левченко И.Г. Методика определения техно-огических режимов комбинированной технологии, включающей внесение покрытия, лазерный отжиг и ионное легирование/Материалы 1-й междунар- конф." Новые технологии в машино-троении ". Харьков - Рыбачье, 1В-20 сент. 1992 г. с- 45-47-

3. Костюк Г-И-, Левченко И-Г. Технологические процессы на-есения плазменно - ионных покрытий с минимальными затрата-и энергии.//Материалы 1-й междунар. конф." Новые технологии

машиностроении ". Харьков - Рыбачье, 1В-20 сент- 1992 г. 53-554- Костюк Г-И., Левченко И-Г. Образование и рост зоны зах-ата вокруг островка при конденсации пленки из ионного пуч-а-//Материалы 2-й междунар. конф." Новые технологии в маши-□строении". Харьков - Рыбачье, 16-22 сент- 1993 г.с.331-334-

5- Костюк Г-И-, Левченко И-Г- Математическая модель на-ального этапа конденсации пленки при ионно - плазменной об-аботке-//Материалы 3-й междунар- конф." Новые технологии в ашиностроении "• Карьков - Рыбачье, 20 - 23 сент- 1994 г-.99-100-

6- Костюк Г-И-, Левченко И-Г. Эволюция зоны влияния элек-

трического заряда при осаждении пленки из ионного пуч! //Материалы 3-й междунар* конф*" Новые технологии в машине строении ",Харьков - Рыбачье» 20-23 сент* 1994 г« с. 116-2

7* Костик Г-И*, Левченко И*Г. Численное моделирование Ф$ кции распределения островков новой Фазы при конденсации w ки.//Материалы 4-й иеждунар. конф." Новые технологии в наг настроении ",Харьков - Рыбачье, 18-21 сент.1995 г. с.174-3

8» Костюк Г-Ич Левченко И-Г- Расчет Функции распреде^ ния островков новой Фазы при нанесении пленки в ионно плазменной установке.//Материалы 4-й междунар. конф." Hobi технологии в машиностроении ",Харьков - Рыбачье, 18-21 cei

1995 г. с179.

9* Костнк Г-И», Левченко И-Г. Математическая модель кс денсации пленки в ионно - плазменных установках-//Материа; 4-й иеждунар. конф." Новые технологии в машиностроении ", Харьков - Рыбачье, 18-21 сент. 1995 г. с. 186 - 189.

10«Костик Г-И*, Левченко И. Г. Выбор упрощенной моде роста островка новой Фазы при конденсации пленки.//Материа 4~й иеждунар. конф." Новые технологии в машиностроении ", Харьков - Рыбачье? 18-21 сент. 1995 г. с-200 - 201.

11. Костюк Г-И., Левченко И-Г- Прогнозирование качестве ных характеристик плазменно - ионных покрытий на базе микг параметров Формирования покрытий и Функций распределен* //Труды Харьк» авиац. ин-та. Харьков, 1995» с. 47 - 53.

12- Kostiouk G-I*, Levchenko I*G. A Model of Thin Fi condensation. //Междунар» симпозиум по разряду и електг изоляции в вакууме. США, Калифорния, июль 1996г.

13* Kostiouk G-I-, Levchenko I*G* Calculation of The Tl Film СЬвга^ег^з^сз./УМатериалы 5-й междунар. конф." Новь технологии в машиностроении ", Харьков - Рыбачье, 18-21 се

1996 г. с.228 - 231. ,

14. Kostiouk G-I-» Levchenko I.G. Model of The Initial Stage of The Condensation And Non-Cantinious Film Growth. //Материалы 5 междунар.конф." Новые Технологии в Машинострое «1И ". Карьков - Рыбачье, 18-21 сент. 1996 г. С- 261-261.

15. Костюк Г.И-i Левченко И.Г- Методика и оборудование эперативного неразрушаищвго контроля качества покрытий-//Материалы 5 иеждунар.конф." Новые Технологии в Маыинострое-?ии ". Карьков - Рыбачье, 1(3-21 сент. 1996 г- С. 3B-39.

16. Костик Г-И-, Мялица А-К-, Левченко Й-Г», Некрасов А.А. 'орлов А-К« Новые пути создания поверхностных слоев деталей з заданныни свойствами- //Материалы 5 неждунар-конф." Новые Технологии в'Машиностроении ". Карьков - Рыбачье, 18-21 сент

1996 г- С- 236-242-

„evchenko I.G. Developmetit af the physical basis of the s'lasraa - ion coating characteristics prediction and technology of the protective coating application on the aircraft components.

Che thesis for the Candidate degree of 05.07.04 speciality -;ha technology of the aircraft production- Kharkov Aviation Institute. Kharkov, 199616 research works wich contain theoretical and experimental ’esearches of the plasma-ian coatinn application are Jefended- The conformity of the regylarity of film strycture Arming depending on application conditions have been jstablished theoretically. Mathematical model of the coating :haracteristies prediction allowing to connect the coating iroperties with structure and application conditions has ieen worked up. The science basis of the selection of the rondensation conditions providing coatings with prescribed iroperties have been foundeed- Method and equipment for the

film quality checking have been created. The industry introduction of the new techniques has been realised, 'i outlook for thin coating application has been defined-

Левченко И-Г- Разработка научно-физических основ прогнози^ вания качественных характеристик плазиенна-ионных покрытий создание технологии их нанесения на детали авиационной те ники-

Диссертация на соискание ученой степени кандидата тєхниче ких наук по специальности 05- 07- 04- - технология произвс ства летательных аппаратов, Харьковский авиационный инст тут, Харьков, 1996- Защищаются 16 научных работ, содержав теоретические и экспериментальные исследования процесса t несения упрочняющих плазменно-ионных покрытий- Теоретичес установлены закономерности Формирования структуры пленки зависимости от условий нанесения- Разработана натенатичє кая модель прогнозирования качественных характеристик, пс валяющая связать важнейшие свойства покрытия с его структ рой и условиями нанесения- Разработаны научные основы вые ра режимов конденсации, обеспечивающих получение покрытий заданными прочностными характеристиками- Разработани мето; ка и оборудование для неразрушанщего контроля качества г крытий- Внедрена в промышленность новая технология нанесеь упрочняющих покрытий* Определены перспективы развития Text логии нанесения износостойких покрытий-

Ключові слова

Зміцнюючі покриття, структура, адгезія, мікротвердість температурне поле, Функція разподілу, дифузія-