автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Разработка технологии изготовления средств технологического оснащения из алюминиевых сплавов с покрытием для электрохимической обработки

На правах рукописи

ПЕРОВА Анна Валерьевна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ С ПОКРЫТИЕМ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Специальности: 05.02.07- Технология и оборудование

механической и физико-технической обработки 05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2 8 0КТ 2010

Воронеж-2010

004611941

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Смоленцев Владислав Павлович

Научный консультант

доктор технических наук Левин Александр Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Жачкин Сергей Юрьевич;

кандидат технических наук Белякин Александр Сергеевич

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

Защита состоится 27 октября 2010 г. в 14— часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.04 ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический' университет».

Автореферат разослан « ¿7 » сентября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кириллов О.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. При проектировании и изготовлении средств технологического оснащения (СТО) современная промышленность часто испытывает сложности в подборе материалов, способных совместить в себе требуемые физико-механические и эксплуатационные свойства. Особые трудности возникают при проектировании и изготовлении деталей СТО из токопроводящих материалов, используемых при электрохимической обработке (ЭХО), главным отличием которых является сохранение показателей при воздействии электрического тока высокой плотности, агрессивной среды (в том числе при кавитационном режиме течения рабочей жидкости) и в процессе протекания электрохимических реакций. Традиционно для изготовления подобных деталей в качестве материалов применяют нержавеющие стали, медь и медные сплавы, графитовые и медно-графитовые материалы с мелкозернистой структурой, а также сплавы на основе титана и хрома. Однако эти дорогостоящие материалы имеют ряд недостатков, существенно сказывающихся на возможности их использования, особенно в серийном производстве.

В настоящее время все большее внимание конструкторов при проектировании деталей СТО привлекают алюминиевые сплавы, обладающие комплексом свойств, выгодно отличающих их от других материалов. Известны преимущества деталей, изготовленных из алюминиевых сплавов, которые позволяют значительно сократить массу и потери материалов. Они легко обрабатываются как резанием, так и пластическим деформированием, но их эксплуатационные свойства не удовлетворяют требованиям к деталям СТО для ЭХО. Алюминиевые детали СТО в присутствии щелочей разрушаются за счет усиленного растворения материала.

Проведенные нами исследования показали, что имеются способы поверхностной обработки деталей СТО из алюминиевых сплавов, которые позволяют получить на поверхности изделия покрытия с высокой адгезионной стойкостью, обеспечивающие хороший токоподвод к зоне обработки, а также высокую защиту от разрушения.

Таким образом, создание деталей СТО для ЭХО из алюминиевых сплавов с покрытием, обладающим требуемыми эксплуатационными характеристиками, является актуальной

задачей, решение которой позволит произвести эффективную замену материалов, используемых при изготовлении деталей СТО, на алюминиевые сплавы. Вследствие того, что алюминий по сравнению со сплавами на основе железа, используемыми при изготовлении СТО для ЭХО, имеет высокие электропроводность и теплопроводность, его применение позволит достичь значительного энергосбережения в процессе ЭХО деталей. Кроме того, наличие показанных свойств алюминия обеспечивает минимальный нагрев деталей СТО, что позволяет не только стабилизировать температурный режим рабочей среды, влияющий на улучшение технологических показателей обрабатываемых деталей, но и открывает возможность повышения производительности процесса ЭХО за счет подвода тока более высокой плотности. К тому же хороший теплоотвод дает возможность существенно упростить конструкцию СТО за счет устранения систем принудительного охлаждения, способствуя, таким образом, снижению трудоемкости, влияющей на стоимость их изготовления, а также ускорению процесса подготовки производства, созданию новой конкурентоспособной, наукоемкой продукции, что соответствует задачам, поставленным перед современным машиностроением.

Работа выполнялась по ГБ НИР 2007. 15 «Разработка современных прогрессивных технологий производства в машиностроении» (2007 - 2009 гг.) в рамках одного из основных научных направлений ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» «Наукоемкие технологии в машиностроении, авиастроении и ракетно-космической технике».

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка технологии изготовления деталей СТО из алюминиевых сплавов с покрытием, обеспечивающим устойчивую работу оснастки при высоких плотностях тока и стойкость под действием электрического поля и потока электролита (включая кавитационный режим течения жидкости) в течение длительного срока эксплуатации при ЭХО.

Для этого решались следующие задачи:

1. Исследование механизма формирования покрытий на элементах СТО и деталей из алюминиевых сплавов, обеспечивающих выполнение эксплуатационных требований при работе на электрохимическом оборудовании.

2. Выбор материала покрытия и разработка способа формирования на деталях СТО из алюминиевых сплавов покрытия, обладающего требуемыми защитными, токопроводящими и прочностными свойствами и характеристиками.

3. Разработка и научное обоснование модели формирования требуемых эксплуатационных свойств поверхностного слоя алюминиевых элементов СТО с покрытием.

4. Исследование эксплуатационных свойств поверхностных слоев покрытий, сформированных электроэрозионным методом, при различных сочетаниях материалов электродов.

5. Разработка технологии и определение режимов изготовления деталей СТО из алюминиевых сплавов с покрытиями с учетом эксплуатационных требований по стойкости покрытия и возможности подвода тока требуемой плотности к зоне обработки.

Объектом исследования являются детали СТО из алюминиевых сплавов с покрытиями, придающими свойства, необходимые для работы в условиях ЭХО.

Методы и средства исследования. В работе использовались положения теории электрохимической и электроэрозионной обработки, результаты исследований в области электрохимии, методы физического и математического моделирования. Эксперименты выполнялись с использованием серийно выпускаемого и специального оборудования и приборов. Обработка экспериментальных данных проводилась на ЭВМ, при построении эскизов и моделей использовалась система трехмерного твердотельного моделирования.

Научная новизна результатов исследования.

1. Разработана, научно обоснована и апробирована технология получения деталей СТО путем нанесения защитных покрытий на алюминиевые сплавы, отличающаяся новым способом снижения теплопередачи переходных участков сплавов в процессе электроэрозионного нанесения покрытий (ЭНП) путем регламентированного по времени протекания процесса за счет введения в зону разряда химически активных флюсов, снижающих тепловую защиту материала на границе покрытия. На способ получено положительное решение о выдаче патента РФ.

2. Установлены закономерности процессов эксплуатации деталей СТО из алюминиевых сплавов с поверхностным слоем, имеющим нанесенные покрытия, позволяющие раскрыть механизм

совместного воздействия на зону покрытия химически активной среды и теплового очага разряда с управляемым формообразованием покрытий, обладающих требуемыми эксплуатационными свойствами, включая повышенную стойкость к анодному разрушению.

3. Разработаны физическая и математическая модели процесса электроэрозионного формирования поверхностного слоя с требуемыми свойствами, полученного путем нанесения на алюминиевые сплавы металлического покрытия из чугуна, что ранее считалось невозможным. При этом учитывалось то, что в процессе нанесения химическое удаление тугоплавкой поверхностной пленки обеспечивает управляемое локальное осаждение материала с нужными характеристиками без теплового разрушения прилегающих (окрестных) участков, а покрытие формирует качественный поверхностный слой, обладающий высокой стойкостью к анодному растворению.

Практическая значимость работы.

1. Разработан и внедрен технологический процесс изготовления деталей СТО из алюминиевых сплавов с поверхностным слоем, включающим защитные токопроводящие покрытия из чугуна, обладающие способностью подводить токи высокой плотности в зону обработки и высокой стойкостью к химически активным средам, применяемым при электрохимической обработке.

2. Созданы практические рекомендации по подбору и расчету технологических режимов получения поверхностного слоя с защитными покрытиями, имеющими заданные физико-механические свойства.

3. Разработаны технологические рекомендации по области эффективного использования деталей СТО из алюминиевых сплавов, что позволяет расширить технологические возможности ЭХО и комбинированной обработки с применением ЭХО, сократить временные и материальные затраты на технологическую подготовку производства при освоении новых изделий.

Личный вклад автора в работу:

- обоснованы гипотезы и установлены основные закономерности процесса формирования поверхностного слоя деталей СТО из алюминиевых сплавов за счет электроэрозионного нанесения качественных покрытий на основе чугуна;

- разработан механизм управления технологическими режимами и процессом образования поверхностных слоев с требуемыми высокими эксплуатационными свойствами;

- разработаны расчетные зависимости для определения режимов нанесения качественных покрытий на алюминиевых деталях СТО путем комбинированного химического и теплового (электроэрозионного) воздействия металлическим электродом при обратной полярности тока в среде флюсов;

- установлено влияние режимов нанесения покрытий, состава флюсов и подготовки поверхности на эксплуатационные свойства поверхностного слоя, включающего покрытие применительно к алюминиевым деталям СТО;

- разработаны рекомендации по применению деталей СТО из алюминиевых сплавов с покрытием из чугуна для использования в оборудовании, применяемом при ЭХО и комбинированной обработке.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в производственный процесс изготовления оснастки на ВМЗ - филиал ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева» (г. Воронеж), используются на НПП «Гидротехника» (г. Воронеж), на АКБ «Якорь» (г. Москва).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на следующих научных конференциях: отраслевой научно-технической конференции «Совершенствование производства поршневых двигателей для малой авиации» (Воронеж, 2008); II Всероссийской научно-практической конференции «Проектирование механизмов и машин» (Воронеж, 2008); VI Международной научно-технической конференции «Проблемы качества машин и их конкурентоспособности» (Брянск, 2008); IX Всероссийской научно-технической конференции и школе молодых ученых, аспирантов и студентов «АКТ - 2008» (Воронеж, 2008); I Международной научно-технической конференции «Совершенствование существующих и создание новых технологий в машиностроении и авиастроении» (Ростов-на-Дону, 2009); Международной научно-технической конференции «ССП-09» (Воронеж, 2009); отраслевой конференции «Управление качеством изделий авиационно-космической техники» (Воронеж, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ и 1

патент. Получено 1 положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение. В работах, опубликованных в соавторстве приведенных в конце автореферата, лично соискателем в [1] -обоснована возможность применения при электрохимической обработке оснастки из алюминиевых сплавов с покрытиями; [2], [5] - рассмотрены различные методы защиты технологической оснастки из алюминиевых сплавов; [6] - влияние изменения различных технологических параметров электрохимического анодирования на качество формируемого покрытия; [7] - показаны пути повышения качества технологической оснастки; [8], [9] - процесс формирования защитных покрытий на деталях из алюминиевых сплавов методом электроэрозионного легирования.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, заключения и списка литературы из 126 наименований. Основная часть работы изложена на 158 страницах, содержит 34 рисунка и 16 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы. Сформулированы цель и задачи исследования. Изложены научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе обосновано преимущество применения алюминиевых сплавов в качестве материалов для изготовления деталей СТО. Приведено описание различных методов и способов нанесения покрытий, применяемых для защиты деталей СТО, работающих в условиях воздействия электрического тока высокой плотности, агрессивной среды и в процессе протекания электрохимических реакций. Рассмотрены основные эксплуатационные свойства таких покрытий, а также некоторые виды дополнительной обработки, способствующие значительному улучшению этих свойств.

Установлено, что процесс нанесения металлических покрытий электроэрозионным методом на алюминиевую основу имеет более сложный вид, при описании механизма которого необходимо учитывать влияние поверхностной оксидной пленки, влияющей не только на свойства покрытия, но и на возможность его нанесения.

Анализ состояния вопроса позволяет сделать следующие выводы:

1. Изучение публикаций по данному направлению показало, что в литературных источниках отсутствуют сведения по применению деталей СТО, изготовленных из алюминиевых сплавов с покрытиями для ЭХО (ЭХКО).

2. До сих пор считалось невозможным нанесение на детали из алюминиевых сплавов чугунных покрытий, температура плавления которых значительно превышает температуры плавления алюминиевых сплавов.

3. Применение алюминиевых сплавов, обладающих комплексом свойств, выгодно отличающих их от других металлов, при изготовлении деталей СТО, работающих в условиях ЭХО (ЭХКО), позволит значительно сократить затраты и потери материалов за счет снижения массы и хорошей обрабатываемости, включая пластическую деформацию.

4. Недостатки большинства известных покрытий, формируемых традиционными методами, не позволяют применять их для защиты деталей СТО, изготовленных из алюминиевых сплавов.

5. Имеющиеся исследования по нанесению металлических покрытий электроэрозионным методом, особенно на деталях из алюминиевых сплавов, не носят системного характера, не затрагивают использование чугуна и не дают полной картины применения данного метода.

6. Не исследован и не раскрыт механизм протекания процесса ЭНП из чугуна на поверхности алюминиевых сплавов.

7. Не обнаружено материалов, однозначно устанавливающих влияние условий протекания процесса ЭНП на качество формируемых покрытий из чугуна и эксплуатационные свойства СТО.

8. Из анализа литературного обзора видно, что результатов исследований недостаточно для управления процессом электроэрозионного нанесения высокотемпературных металлических покрытий на алюминиевые сплавы с заданными характеристиками.

Из анализа состояния вопроса формируются цель и задачи исследования, приведенные во введении работы.

Вторая глава посвящена разработке общих методологических положений проведения теоретических и экспериментальных исследований для решения поставленных задач по получению металлических слоев покрытий электроэрозионным методом с требуемыми эксплуатационными свойствами применительно к алюминиевым сплавам.

Для достижения поставленной цели были сформированы и обоснованы следующие рабочие гипотезы:

1. Применение метода ЭНП возможно для формирования качественных слоев с покрытием на деталях СТО, изготовленных из алюминиевых сплавов. Для этого следует обеспечить сохранение эксплуатационных показателей при воздействии электрического тока высокой плотности, агрессивной среды (в том числе при кавитационном режиме течения рабочей жидкости) в процессе протекания электрохимических реакций.

2. Алюминиевые сплавы являются химически активными металлами, обладают высоким сродством к кислороду и соединяются с ним даже при нормальной температуре, образуя плотную и прочную оксидную пленку А120з, которая имеет высокую температуру плавления, кипения и плотность, большую, чем у расплавленного алюминия. Поэтому их покрытие чугуном возможно только после химического удаления пленки в процессе электроэрозионной обработки.

3. Предполагается, что удаление оксидной пленки с поверхности обрабатываемой детали в процессе нанесения даже сплавов типа чугуна, обладающих высокой температурой плавления, позволит получить на алюминиевых сплавах качественное покрытие, пригодное для деталей СТО, используемых при ЭХО (ЭХКО).

4. Анализ накопленной информации дает основание утверждать, что устранение этой проблемы в процессе нанесения высокотемпературных металлических покрытий электроэрозионным методом, возможно путем предварительного покрытия сплошным равномерным слоем флюса поверхности обрабатываемой детали. Флюс является активирующим веществом, которое связывает поверхностные окислы металла, химическим путем либо путем их растворения, образуя с ними более легкоплавкие соединения, всплывающие в микрованне на поверхность в виде шлака.

Предложенный подход позволит снять ограничения по применению метода ЭНП из высокотемпературных металлов, в частности чугуна, на алюминиевые сплавы и решить проблему получения защитных качественных слоев на поверхности деталей СТО из алюминиевых сплавов.

Используя указанные гипотезы и проведя опыты, создан новый метод нанесения металлических покрытий на детали из алюминиевых сплавов, в основу которого положен способ ЭНП. На способ подана заявка на патент, сущность которого состоит в следующем: учитывая особенность протекания процесса ЭНП на поверхности алюминиевых сплавов, заключающуюся в удалении с поверхности обрабатываемой детали металла взрывообразным испарением, которое происходит за счет снижения теплопередачи переходных участков сплавов, вызывающей перегрев зоны покрытия и сопутствующее этому увеличение количества жидкой фазы, было предложено введение в зону разряда химически активных флюсов, снижающих тепловую защиту материала на границе покрытия и, как следствие, препятствующих разрушению поверхностного слоя основы.

По разработанным рабочим гипотезам и идее патента были определены требования к новому способу нанесения покрытия на алюминиевые сплавы, исходя из которых был осуществлен выбор оборудования для проведения эксперимента, режимов, рабочей среды и материалов для изготовления образцов и электрода-инструмента, что послужило основой для разработки технологии формирования электроэрозионным методом высокотемпературных защитных покрытий на деталях оснастки из алюминиевых сплавов.

В главе также изложена методика подготовки и проведения эксперимента, на базе которой разработана программа выполнения исследований, необходимых для решения поставленных задач и достижения поставленной цели.

В третьей главе рассмотрен механизм нанесения металлических покрытий на алюминиевые заготовки под слоем флюса, отличающийся тем, что в зоне плавления и образования покрытия происходит взаимодействие четырех многокомпонентных фаз: расплавленного флюса, расплавленного металла анода, расплавленного металла катода и газа (плазмы).

При построении физической модели процесса подробно рассмотрены направления потоков веществ и их взаимодействие, а

также физико-химические процессы, ответственные за состав и свойства металла покрытия, формируемого на алюминиевом сплаве. В работе показаны возможные химические реакции, протекающие при взаимодействии различных сред, участвующих в процессе нанесения высокотемпературных покрытий электроэрозионным методом на сплавы на основе алюминия.

При математическом моделировании был определен основной показатель качества сформированного слоя - предельная толщина бездефектного слоя покрытия (Ь), зависящая от условий протекания процесса электроэрозионного нанесения покрытий (рисунок) и определяемая разностью

где Н - высота капли расплавленного материала электрода после соприкосновения с поверхностью заготовки; ДЬ - минимальный припуск на последующую обработку, удаляемый с целью достижения заданной точности и качества поверхностного слоя. Припуск ДЬ определяется из условия получения качественного, сплошного слоя покрытия, которое достигается при перекрытии соседних капель на 1/3-1/4 их диаметра с1.

Расчетная схема для определения формы покрытия: Н - высота капли; Ь - толщина качественного слоя покрытия без учета припуска на последующую обработку; ДЬ - минимальный припуск; (1 -диаметр капли; 1 - расстояние между центрами двух соседних капель

Высота капли -Ни минимальный припуск на последующую обработку - ДЬ находятся из объема капли, осажденной на поверхности заготовки, который в свою очередь определяется через массу расплавленного металла анода, образованного в результате

Ь = Н - ДЬ,

О)

с/

-с

<1

б/З

действия единичного импульсного разряда, а масса расплавленного металла анода оценивается из уравнения теплового баланса. В конечном виде высота капли определяется по формуле

Н = 0,389-зР^^, (2)

V РС('2-'>)

где т]и - коэффициент полезного использования энергии импульса

(/;„= 0,23-Ю,5); 1ср=к,-1кз, к,=0,5, 10 - ток короткого замыкания, А;

и^Кц-ио, ^=(0,5^0,75), и0 - напряжение холостого хода, В; ти -время импульса (т„>0), мкс; р -плотность материала электрода, кг/м3; с - удельная теплоемкость материала анода, Дж/кг-К; ^ -температура окружающей среды (температура флюса), К; 12 -температура капли, К (принимается на 50 - 100 градусов выше температуры плавления металла анода); ¥ - потери электродного металла, определяемые по формуле

¥ = (1-^)-(1-^), (3)

где \|/!=(5-25) % - коэффициент, характеризующий потери электродного металла, вызванные разбрызгиванием, испарением и окислением (угаром); \|/2=(5-15) % - коэффициент, учитывающий долю расплавленного металла анода, не перешедшую в каплю.

Припуск ДЬ на обработку определяется следующим выражением:

ДА = 0,133-з (4)

V РС('2"'|)

Толщина бездефектного слоя покрытия равна:

\п I и г ¥

й = Я - А/; = 0,256 • я ср ср и . (5)

V Р°(( 2~'|)

Результаты экспериментальных исследований с погрешностью не более 10 % подтвердили правомерность полученных при математическом моделировании зависимостей, что позволило использовать созданные модели при определении рациональных режимов обработки и проектировании технологического процесса изготовления СТО из алюминиевых сплавов с чугунным покрытием.

Металлографические исследования показали, что качественные слои покрытия формируются при мягких и средних режимах процесса ЭНП: Аи = (0,05 + 1) Дж; рабочее напряжение, ир = (80 100) В; ток короткого замыкания, 1Ю = (2 * 5) А; длительность импульса, т„ = (100 150)10^ с; частота вибрации электрода-инструмента, fэ.„ = 100 Гц; количество слоев, п = (3 4); удельное время нанесения покрытия Т0 = (1 + 5) мин/см2, толщина качественных покрытий из чугуна составляет для оснастки из алюминиевых сплавов (50 + 150) мкм. Контроль поверхности образца на соответствие эксплуатационным характеристикам показал отсутствие у таких покрытий сетки микротрещин пор и прижогов, а величина шероховатости поверхностного слоя без дополнительной обработки имеет диапазон = (10 50) мкм при сплошности покрытия (75 95) %. В результате расчетов, проведенных по изложенной выше методике, были получены данные, близкие к полученным экспериментально с погрешностью в пределах (7 + 10) %.

Разработанные физическая и математическая модели позволили раскрыть механизм протекания процесса нанесения покрытий на поверхности деталей из алюминиевых сплавов электроэрозионным методом под слоем флюса, создать методику расчета и определить численные значения основных показателей, необходимых для проектирования технологических процессов формирования слоев с покрытием, обладающим требуемыми эксплуатационными характеристиками.

Четвертая глава посвящена разработке технологических рекомендаций по проектированию технологических процессов нанесения покрытий из чугуна электроэрозионным методом с применением флюсов на детали из алюминиевых сплавов. Показано, что предложенная технология пригодна для любых высокотемпературных металлических покрытий деталей из алюминиевых сплавов.

На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана технология электроэрозионного нанесения покрытий на алюминиевые сплавы под слоем флюса с последующим восстановлением сплошности сформированного покрытия. Такая технология может быть применена при изготовлении различных деталей из алюминиевых сплавов, обеспечивая при этом высокую надежность и

работоспособность поверхностных слоев в условиях знакопеременных нагрузок, вибрации, высоких давлениях и агрессивных рабочих сред, что особенно важно учитывать при проектировании и изготовлении деталей СТО для ЭХО, работающих в условиях кавитационного течения рабочей жидкости. Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает более эффективное заполнение глубоких пор, трещин, дефектов, что позволяет гарантировать их сплошность, исключить отслаивание и повысить качество рабочих поверхностей при различных условиях эксплуатации.

Разработан алгоритм расчета технологических параметров процесса ЭНП под слоем флюса, согласно которому определяются следующие показатели: энергия импульса, А„; напряжение пробоя, IV, ток короткого замыкания, 1,о; емкости конденсаторов, С; сопротивления токоограничивающего резистора, Я; частота следования импульсов, £ длительность импульса, т„; количество слоев, п; скорости перемещения электрода-инструмента, V,; удельное время нанесения покрытия, Т0. Расчеты и проведенные эксперименты показали, что при ЭНП из чугуна (материал СЧ-20) на алюминиевый сплав (материал Д1б), оптимальное сочетание режимов и условий проведения обработки следующее: толщина нанесения флюса на поверхность заготовки - (0,2 + 0,3) мм; Аи = (0,1 ч- 0,5) Дж; и, = (50 - 60) В; 1П = (3 + 5) А; т„ = (102 103) мкс; количество слоев не менее п = 3; скорость подачи электрода-инструмента V, = (50 200) мм/мин; удельное время нанесения покрытия Т0 = (3 + 5) мин/см2. Применение предложенных режимов позволяет сформировать на поверхностях деталей из алюминиевых сплавов токопроводящее покрытие, обладающее высокой прочностью сцепления с материалом основы, твердостью, коррозионной стойкостью и рядом других ценных эксплуатационных свойств, наличие которых позволяет рекомендовать их для изготовления деталей СТО из алюминиевых сплавов с чугунным покрытием.

Рассмотрены вопросы практического применения результатов исследования. Показаны перспективы использования метода ЭНП под слоем флюса на различных деталях, работающих в условиях агрессивной среды, под действием тока.

Результаты научных исследований апробированы и внедрены в производство на ВМЗ - филиал ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева», на НПП «Гидротехника» и на АКБ «Якорь» в

виде технологии с годовым экономическим эффектом 173,5 тыс. рублей, 112 тыс. рублей и 123 тыс. рублей соответственно.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Предложен новый (на уровне изобретения) способ получения качественных высокотемпературных покрытий на алюминиевых сплавах с использованием комбинированного химического и теплового воздействия на зону обработки. Это позволило разработать технологию изготовления деталей СТО из алюминиевых сплавов с чугунным покрытием для ЭХО (ЭХКО), сократить материальные и временные затраты на технологическую подготовку производства, что способствует ускорению освоения и внедрения новых образцов наукоемкой технологии, в частности летательных аппаратов.

1. Раскрыт механизм протекания процесса ЭНП на поверхности алюминиевых сплавов, позволяющий установить влияние термического воздействия импульсного разряда и наличия высокотемпературных пленок на формирование качественного металлического слоя.

2. Предложен новый способ управления формообразованием покрытия, осуществляемый за счет нормированного воздействия на зону обработки химически активной среды (флюсов) и теплового очага разряда, совместное действие которых позволяет сформировать слои с покрытием, обладающим требуемыми эксплуатационными свойствами, в частности повышенной стойкостью к анодному разрушению.

3. Определена роль флюса, заключающаяся в химическом удалении тугоплавкой поверхностной пленки, в результате которого обеспечивается управляемое локальное осаждение материала электроэрозионным методом без теплового разрушения прилегающих (окрестных) участков, препятствующего формированию качественного поверхностного слоя с покрытием. Обоснованы требования к выбору флюсов.

4. Сформирована физическая модель процесса, позволяющая с единых позиций рассмотреть динамику образования поверхностного слоя в процессе нанесения покрытия электроэрозионным методом, а также создать математическую модель для количественной оценки

технологических показателей процесса ЭНП на поверхностях заготовок из алюминиевых сплавов.

5. Разработана математическая модель формирования поверхностного слоя на алюминиевой основе методом ЭНП под слоем флюса, на базе которой выполнены численные расчеты режимов, необходимых для проектирования технологических процессов нанесения покрытий на поверхности деталей из алюминиевых сплавов электроэрозионным методом.

6. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие правомерность полученных при математическом моделировании зависимостей, что позволило подтвердить обоснованность использования созданной модели при определении рациональных режимов обработки.

7. Исследовано влияние различных технологических факторов на протекание процесса ЭНП под слоем флюса. Установлены зависимости эксплуатационных характеристик от сочетания материала электрода и межэлектродной среды, от энергии и длительности импульса, скорости перемещения электрода-инструмента, удельного времени обработки, что подтвердило обоснованность использования покрытий из чугуна для деталей СТО из алюминиевых сплавов.

8. Предложена методика и алгоритм расчета параметров технологического процесса ЭНП под слоем флюса. Разработаны режимы и параметры процесса нанесения чугунного покрытия на детали из алюминиевых сплавов. Установлено, что для обеспечения требуемого качества, сформированный слой покрытия из чугуна должен иметь толщину 50 - 150 мкм, а условия его формирования должны бьггь следующие: толщина нанесения флюса на поверхность заготовки - (0,2 + 0,3) мм; А„ = (0,1 - 0,5) Дж; Ц* = (50 + 60) В; 1п = (3 5) А; Ти = (102 + 103) мкс; количество слоев не менее п = 3; скорость подачи электрода-инструмента V, = (50 200) мм/мин; расчетное удельное время нанесения покрытия Т0 = (3 + 5) мин/см2.

9. Выявлены особенности построения технологического процесса, на основе которых предложена новая комбинированная технология ЭНП под слоем флюса на поверхности деталей из алюминиевых сплавов, позволяющая сформировать покрытие необходимой сплошности, обеспечивающее долговременное использование СТО.

10. Результаты работы нашли использование в промышленности, что подтверждено документами о внедрении технологии изготовления деталей СТО из алюминиевых сплавов с покрытием для электрохимической обработки. Ожидаемый годовой эффект от их внедрения составил около 408,5 тыс. рублей.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Смоленцев В.П. Применение алюминиевых сплавов с покрытием при изготовлении технологической оснастки / В.П. Смоленцев, A.B. Перова, A.B. Бондарь // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. № 9. - С. 39-42.

2. Перова A.B. Механизм нанесения покрытий на алюминиевые сплавы электроэрозионным методом / A.B. Перова, В.П. Смоленцев // Известия ОрелГТУ. 2008. №4-4/272(550). - С. 8 -12.

Патенты на изобретения

3. Патент 2333821 Российская Федерация, МПК В23Н 3/10, В23Н 7/38, C23F 1/00. Способ электрохимической размерной обработки и устройство для его реализации / В.П. Смоленцев, A.M. Гренькова, Е.В. Смоленцев, A.B. Перова; №2333821; заявл. 31.10.2006; опубл. 20.09.2008, Бюл. № 26. 2 с.

4. Положительное решение о выдаче патента от 26.05.2010 по заявке № 2009116031 от 27.04.2009. Способ нанесения покрытий на алюминиевые сплавы / В.П. Смоленцев, A.B. Перова, Б.И. Омигов, М .А. Уваров.

Статьи и материалы конференций

5. Грибанов A.C. Защита средств технологического оснащения от коррозии / A.C. Грибанов, A.B. Перова // Совершенствование производства поршневых двигателей для малой авиации: труды отраслевой науч.-техн. конф. М.: Машиностроение, 2008 - С.97 -104.

6. Перова A.B. Влияние изменения технологических параметров электрохимического анодирования алюминиевых сплавов на качество продукции / A.B. Перова, В.П. Смоленцев // Проектирование механизмов и машин: труды II Всерос. науч.-практ. конф. Воронеж: Воронежский ЦНТИ - филиал ФГУ «Объединение «Росинформресурс» Минпромэнерго России», 2008. - С. 156 - 161.

7. Перова A.B. Повышение качества оснастки для электрохимической обработки / A.B. Перова, В.П. Смоленцев // Проблемы качества машин и их конкурентоспособности: материалы VI Междунар. науч.-техн. конф. Брянск: Издательство БГТУ, 2008. -С. 389-391.

8. Перова A.B. Формирование покрытий на алюминиевых сплавах методом электроэрозионного легирования / A.B. Перова, В.П. Смоленцев, A.C. Грибанов // Авиакосмические технологии «АКТ - 2008»: тез. IX Всерос. науч.-техн. конф. и школы молодых ученых, аспирантов и студентов. Воронеж: ВГТУ, 2008. - С. 32 - 33.

9. Перова A.B. Формирование покрытий на алюминиевых сплавах методом электроэрозионного легирования / A.B. Перова, В.П. Смоленцев, A.C. Грибанов // Авиакосмические технологии «АКТ - 2008»: труды IX Всерос. науч.-техн. конф. и школы молодых ученых, аспирантов и студентов. Воронеж: ВГТУ, 2008. - С. 48 - 53.

10. Перова A.B. Формирование защитных покрытий на основе металлов электроэрозионным методом // Нетрадиционные методы обработки: межвуз. сб. науч. тр. М.: Машиностроение, 2009. Вып. 9. Ч. 2.-С. 54-60.

11 Перова A.B. Повышение защитных свойств деталей путем химического никелирования // Нетрадиционные методы обработки: межвуз. сб. науч. тр. М.: Машиностроение, 2009. Вып. 9. Ч. 2. - С. 139-145.

12. Перова A.B. Методика определения режимов нанесения покрытий электроэрозионным методом // Нетрадиционные методы обработки: межвуз. сб. науч. тр. М.: Машиностроение, 2010. Вып. 9. 4.3.-С. 70-78.

Подписано в печать 24.09.2010. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 2>5Ц

ГОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет" 394026 Воронеж, Московский просп., 14

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Материалы, используемые для изготовления деталей средств технологического оснащения. Преимущества и недостатки

1.2 Методы получения защитных покрытий на металлической основе и их свойства

1.3 Методы получения защитных оксидных покрытий на алюминиевых сплавах

1.4 Механизм нанесения электроэрозионным методом слоев покрытий на металлические поверхности

1.5 Условия получения электроэрозионным методом качественных слоев покрытий

1.6 Свойства металлических слоев покрытий, полученных электроэрозионным методом 48 Анализ состояния вопроса по теме работы и постановка задач исследований

Глава 2 МЕТОДИКА РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ С ПОКРЫТИЯМИ НА ДЕТАЛЯХ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

2.1 Рабочие гипотезы

2.2 Интеллектуальный задел

2.3 Влияние термического воздействия импульсного разряда на поверхностные слои деталей из алюминиевых сплавов при ЭНП

2.4 Поиск путей снижения влияния поверхностной оксидной пленки на протекание процесса ЭНП

2.5 Методика проведения эксперимента и применяемое оборудование

2.6 Обоснование выбора рабочей среды. Материалы для изготовления образца и электрода-инструмента 81 Выводы по главе

Глава 3 МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НАНОСИМЫХ НА ЗАГОТОВКИ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ ПОД СЛОЕМ ФЛЮСА

3.1 Физическая модель механизма

3.2 Физико-химические процессы при нанесении покрытий на алюминиевые сплавы электроэрозионным методом под слоем флюса

3.3 Математическая модель формирования слоя покрытия на алюминиевой основе

3.4 Подтверждение теоретических положений работы 113 Выводы по главе

Глава 4 РАЗРАБОТКА РЕЖИМОВ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЭНП ПОД СЛОЕМ ФЛЮСА НА АЛЮМИНИЕВЫЕ ДЕТАЛИ

4.1 Факторы, влияющие на протекание процесса ЭНП под слоем флюса

4.2 Разработка технологических режимов

4.3 Особенности построения технологического процесса ЭНП на детали из алюминиевых сплавов под слоем флюса

4.4 Исследование эксплуатационных свойств

4.5 Область преимущественного использования результатов исследования 139 Выводы по главе 143 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 144 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 146 ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность темы. При проектировании и изготовлении средств технологического оснащения (СТО) современная промышленность часто испытывает сложности в подборе материалов, способных совместить в себе требуемые физико-механические и эксплуатационные свойства. Особые трудности возникают при проектировании и изготовлении деталей СТО из токопроводящих материалов, используемых при электрохимической обработке (ЭХО), главным отличием которых является сохранение показателей при воздействии электрического тока высокой плотности, агрессивной среды (в том числе при кавитационном режиме течения рабочей жидкости) и в процессе протекания электрохимических реакций. Традиционно для изготовления подобных деталей в качестве материалов применяют нержавеющие стали, медь и медные сплавы, графитовые и медно-графитовые материалы с мелкозернистой структурой; а также сплавы- на основе титана и хрома. Однако, эти дорогостоящие материалы имеют ряд недостатков, существенно сказывающихся на возможности их использования, особенно в серийном производстве.

В настоящее время все большее внимание конструкторов при проектировании деталей СТО привлекают алюминиевые сплавы, обладающие комплексом свойств, выгодно отличающих их от других материалов. Известны преимущества деталей, изготовленных из. алюминиевых сплавов, которые позволяют значительно сократить массу и потери материалов. Они легко обрабатываются как резанием, так и пластическим деформированием, но их эксплуатационные свойства не удовлетворяют требованиям к деталям СТО для ЭХО. Алюминиевые детали СТО в присутствии щелочей разрушаются за счет усиленного растворения материала.

Проведенные нами исследования показали, что имеются способы поверхностной обработки деталей СТО из алюминиевых сплавов, которые позволяют получить на поверхности изделия покрытия с высокой адгезионной стойкостью, обеспечивающие хороший токоподвод к зоне обработки, а также высокую защиту от разрушения.

Таким образом, создание деталей СТО для ЭХО из алюминиевых сплавов с покрытием, обладающим требуемыми эксплуатационными характеристиками, является актуальной задачей, решение которой позволит произвести эффективную замену материалов, используемых при изготовлении деталей СТО, на алюминиевые сплавы. Вследствие того, что алюминий по сравнению со сплавами на основе железа, используемыми при изготовлении СТО для ЭХО, имеет высокие электропроводность и теплопроводность, его применение позволит достичь значительного энергосбережения в процессе ЭХО деталей. Кроме того, наличие показанных свойств алюминия обеспечивает минимальный нагрев деталей СТО, что позволяет не только стабилизировать температурный режим рабочей среды, влияющий на улучшение технологических показателей обрабатываемых деталей, но и открывает возможность повышения производительности процесса ЭХО за счет подвода тока более высокой плотности. К тому же хороший теплоотвод дает возможность существенно упростить конструкцию СТО за счет устранения систем принудительного охлаждения, способствуя, таким образом, снижению трудоемкости, влияющей на стоимость их изготовления», а также ускорению процесса подготовки производства, созданию новой конкурентоспособной, наукоемкой продукции, что соответствует задачам, поставленным перед современным машиностроением.

Работа выполнялась по ГБ НИР 2007. 15 «Разработка современных прогрессивных технологий производства в машиностроении» (2007 - 2009 гг.) в рамках одного из основных научных направлений ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» «Наукоемкие технологии в машиностроении, авиастроении и ракетно-космической технике».

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка технологии изготовления деталей СТО из алюминиевых сплавов с покрытием, обеспечивающим устойчивую работу оснастки при высоких плотностях тока и стойкость под действием электрического поля и потока электролита (включая кавитационный режим течения жидкости) в течение длительного срока эксплуатации при ЭХО.

Для этого решались следующие задачи:

1. Исследование механизма формирования покрытий на элементах СТО и деталей из алюминиевых сплавов, обеспечивающих выполнение эксплуатационных требований при работе на электрохимическом оборудовании.

2. Выбор материала покрытия и разработка способа формирования на деталях СТО из алюминиевых сплавов покрытия, обладающего требуемыми защитными, токопроводящими и прочностными свойствами и характеристиками.

3. Разработка и научное обоснование модели формирования требуемых эксплуатационных свойств поверхностного слоя алюминиевых элементов СТО с покрытием.

4. Исследование эксплуатационных свойств поверхностных слоев покрытий, сформированных электроэрозионным методом, при различных сочетаниях материалов электродов.

5. Разработка технологии и определение режимов изготовления деталей СТО из алюминиевых сплавов с покрытиями с учетом эксплуатационных требований по стойкости покрытия и возможности подвода тока требуемой плотности к зоне обработки.

Объектомисследования являются'детали СТО из алюминиевых сплавов I с покрытиями, придающими свойства, необходимые для работы в условиях ЭХО.

Методы и средства исследования'. В работе использовались положения теории электрохимической и электроэрозионной обработки, результаты исследований в области электрохимии, методы физического и математического моделирования. Эксперименты выполнялись с использованием серийно выпускаемого и специального оборудования и приборов. Обработка экспериментальных данных проводилась на ЭВМ, при построении эскизов и моделей использовалась система трехмерного твердотельного моделирования.

Научная новизна результатов исследования.

1. Разработана, научно обоснована и апробирована технология получения деталей СТО путем нанесения защитных покрытий на алюминиевые сплавы, отличающаяся новым способом снижения теплопередачи переходных участков сплавов в процессе электроэрозионного нанесения покрытий (ЭНП) путем регламентированного по времени протекания процесса за счет введения в зону разряда химически активных флюсов, снижающих тепловую защиту материала на границе покрытия. На способ получено положительное решение о выдаче патента РФ.

2. Установлены закономерности процессов эксплуатации деталей СТО из алюминиевых сплавов с поверхностным слоем, имеющим нанесенные покрытия, позволяющие раскрыть механизм совместного воздействия на зону покрытия химически активной среды и теплового очага разряда с управляемым формообразованием покрытий, обладающих требуемыми эксплуатационными свойствами, включая повышенную стойкость к анодному разрушению.

3. Разработаны физическая и математическая модели процесса электроэрозионного формирования поверхностного слоя с требуемыми свойствами, полученного путем нанесения на алюминиевые сплавы металлического покрытия из чугуна, что ранее считалось невозможным. При этом учитывалось то, что в процессе нанесения химическое удаление тугоплавкой поверхностной пленки обеспечивает управляемое локальное осаждение материала с нужными характеристиками без теплового разрушения прилегающих (окрестных) участков, а покрытие формирует качественный поверхностный слой, обладающий высокой стойкостью к анодному растворению.

Практическая значимость работы.

1. Разработан и внедрен технологический процесс изготовления деталей СТО из алюминиевых сплавов с поверхностным слоем, включающим защитные токопроводящие покрытия из чугуна, обладающие способностью подводить токи высокой плотности в зону обработки и высокой стойкостью к химически активным средам, применяемым при электрохимической обработке.

2. Созданы практические рекомендации по подбору и расчету технологических режимов получения поверхностного слоя с защитными покрытиями, имеющими заданные физико-механические свойства.

3. Разработаны технологические рекомендации по области эффективного использования деталей СТО из алюминиевых сплавов, что позволяет расширить технологические возможности ЭХО и комбинированной обработки с применением ЭХО, сократить временные и материальные затраты на технологическую подготовку производства при освоении новых изделий.

Личный вклад автора4 в работу:

- обоснованы гипотезы и установлены основные закономерности процесса формирования поверхностного слоя деталей СТО' из алюминиевых сплавов за счет электроэрозионного нанесения качественных покрытий на основе чугуна;

- разработан механизм управления технологическими режимами и процессом образования поверхностных слоев с требуемыми высокими эксплуатационными свойствами;

- разработаны расчетные зависимости для определения режимов нанесения качественных покрытий на алюминиевых деталях СТО путем комбинированного химического и теплового (электроэрозионного) воздействия металлическим электродом при обратной полярности тока в среде флюсов;

- установлено влияние режимов» нанесения покрытий, состава флюсов и подготовки поверхности на эксплуатационные свойства поверхностного слоя, включающего покрытие применительно к алюминиевым деталям СТО;

- разработаны рекомендации по применению деталей СТО из алюминиевых сплавов, с покрытием из чугуна для использования в оборудовании, применяемом при ЭХО и комбинированной обработке.

Реализация; ш внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены, в производственный процесс изготовления оснастки на ВМЗ - филиал ФГУП «ГКНИЦ'им. М.В. Хруничева» (г. Воронеж), используются на НПГГ «Гидротехника» (г. Воронеж), на АКБ «Якорь» г. Москва).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на следующих научных конференциях: отраслевой научно-технической конференции «Совершенствование производства поршневых двигателей для малой авиации» (Воронеж, 2008); II Всероссийской научно-практической конференции «Проектирование механизмов и машин» (Воронеж, 2008); VI Международной научно-технической конференции «Проблемы качества машин и их конкурентоспособности» (Брянск, 2008); IX Всероссийской научно-технической конференции и школе молодых ученых, аспирантов и студентов «АКТ - 2008» (Воронеж, 2008); I Международной научно-технической конференции «Совершенствование существующих и создание новых технологий в машиностроении и авиастроении» (Ростов-на-Дону, 2009); Международной научно-технической конференции «ССП-09» (Воронеж, 2009); отраслевой конференции «Управление качеством изделий авиационно-космической техники» (Воронеж, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 2 — в изданиях, рекомендованных ВАК РФ и 1 патент. Получено 1 положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение. В работах, опубликованных в соавторстве приведенных в конце автореферата, лично соискателем в [1] - обоснована возможность применения при электрохимической обработке оснастки из алюминиевых сплавов с покрытиями; [2], [5] - рассмотрены различные методы защиты технологической оснастки из алюминиевых сплавов; [6] - влияние изменения различных технологических параметров электрохимического анодирования на качество формируемого покрытия; [7] - показаны пути повышения качества технологической оснастки; [8], [9] - процесс формирования защитных покрытий на деталях из алюминиевых сплавов методом электроэрозионного легирования.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, заключения и списка литературы из 126 наименований. Основная часть работы изложена на 158 страницах, содержит 34 рисунка и 16 таблиц.

10. Результаты работы нашли использование в промышленности, что подтверждено документами о внедрении технологии изготовления деталей СТО из алюминиевых сплавов с покрытием для электрохимической обработки. Ожидаемый годовой эффект от их внедрения составил около 408,5 тыс. рублей.

1. A.c. 1093462, Российская Федерация, В23Р 1/18. Способ определения оптимальной продолжительности электроискрового легирования / А.Д Верхотуров, Е.А. Зайцев, А.Е. Гитлевич и др.; №3414543/25-08, заявл. 29.03.82; опубл. 23.05.84, Бюл. №19.

2. A.c. 1125115, СССР, В23Р 1/18. Материал электрода-инструмента для электроэрозионного легирования / Е.В. Васильева, В.Е. Бочков, Ю.Н. Демин и др.; №3421674/25-08; заявл. 15.04.82; опубл.23.11.84, Бюл. №43.

3. A.c. 529040, Российская Федерация, В23Р 1/04. Способ изготовления электрода-инструмента / Г.П. Смоленцев, В.П. Смоленцев; №2074104/08, заявл. 11.11.74; опубл. 25.09.76, Бюл. №35.

4. Авсеевич О.И. О закономерностях эрозии при импульсных разрядах // Физические основы электроискровой обработки материалов. М.: Наука, 1966.-С. 32-42.

5. Андреев В.И. Электроискровое легирование деталей, работающих в условиях термоциклического нагружения' / В.И4. Андреев, В.Н. Морозенко, Н.И. Беда и др. // Электронная обработка материалов. 1973. №2. С. 23 - 25.

6. Антонов В.Т. Сущность, основные закономерности и группы установок для применения метода локального нанесения покрытий из металлов и сплавов / В.Т. Антонов // В кн.: докл. всемир. электротехн. конгр. М.: Наука, 1977.-С. 18-20.

7. Артамонов Б.А. Электрофизические и электрохимические методы обработки. В 2 Т. Т.1. Обработка материалов с применением инструмента / Б.А. Артамонов, Ю.С. Волков, В.И Дрожалова и др.; Под ред. В.П. Смоленцева // М.: Высшая школа, 1983. 247 с.

8. Бабичев А.П. Физические величины / А.П. Бабичев, H.A. Бабушкина, A.M. Братковский и др. // Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

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

10. Банных O.A. Перспективы создания жаропрочных и жаростойких сплавов и интерметаллических соединений / O.A. Банных, К.Б. Поварова // Новые металлические материалы. Киев: ИЭС им. Е.О. Патона. 1989. С.29 - 33.

11. Безъязычный В.Ф. Основы обеспечения качества металлических изделий с неорганическими покрытиями / В.Ф. Безъязычный, В.Ю. Замятин, А.Ю. Замятин, Ю.П. Замятин // М.: Машиностроение, 2005. 608 с.

12. Беспалова О.В. Исследование наполненных МДО покрытий с использованием спектрометрии ядерного обратного рассеяния протонов / О.В. Беспалова, А.М. Борисов, В.П. Мичурина и др. // Физика и химия обработки материалов. 2002. № 2. - С. 63 - 66.

13. Богоявленский А.Ф. Испытание наполненных анодных оксидных пленок на алюминии катодным током в растворе азотной кислоты / А.Ф. Богоявленский, В.Т. Белов // Защитные покрытия. 1965. С. 126 - 128.

14. Бурыкина А.JI. К вопросу о механизме адгезионного взаимодействия металлов и металлоподобных соединений / A.JT. Бурыкина, Г.В. Самсонов // М.: Машиноведение. 1970. №3. С. 93 - 105.

15. Бутовский М.Э. Нанесение покрытий и упрочнение материалов концентрированными потоками энергии, Ч. 1, Электроэрозионное упрочнение, Техника и технология // М: ИКФ «Каталог», 1998. 340 с.

16. Вансовская K.M. Гальванические покрытия // Учеб. пособие для тенических училищ. Л.: Машиностроение, 1984. 199 с.

17. Васильковский Д.Н. Динамика образования выступов при электродуговой эрозии поверхности стали / Д.Н. Васильковский, З.Л. Федоренко // Физика и химия обработки материалов. 2006. №3. С. 43 - 46.

18. Верхоторов А.Д. Распределение вещества электродов в их рабочие поверхностях после электроискрового легирования стали переходными материалами IV-VI групп / А.Д. Верхоторов, И.С. Анфимов // Физика и химия обработки материалов. 1978. №3. С. 93 - 98.

19. Верхотуров А.Д. Формирование поверхностного слоя металлов при электроискровом легировании // Владивосток: Дальнаука, 1995. 323 с.

20. Верхотуров А.Д. Формирование упрочненного слоя при электроискровом легировании сталей и титановых сплавов,/ А.Д. Верхотуров, A.A. Рогозинская, И.И. Тимофеева// Киев: Знание, 1979. -27с.

21. Газотермическое напыление покрытий / Под ред. Антонова И.А. и Глизманенко Д.А. // М.: Машиностроение, 1974. 97 с.

22. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник / Под ред. М.А. Шлугера // Т.2. М.: Машиностроение, 1985. 240 с.

23. Гинберг A.M. Повышение антикоррозионных свойств металлических покрытий //М.: Металлургия, 1984. -168 с.

24. Грибанов A.C. Защита средств технологического оснащения от коррозии / A.C. Грибанов, A.B. Перова // Совершенствование производства поршневых двигателей для малой авиации: труды отраслевой науч.-техн. конф. М.: Машиностроение, 2008 С.97 - 104.

25. Грилихес С Я. Защита металлов оксидными и фосфатными пленками / Под ред. П.М. Вячеславова // М.: Машгиз, ,1961. 80 с.

26. Грилихес С .Я Оксидные и фосфатные покрытия металлов // JL: Машиностроение, 1978 104 с.

27. Закгейм JI.H. Электролитические* конденсаторы // M.-JL: Госэнергоиздат, 1963:- 294 с.

28. Золотых Б.Н. Исследование структуры монокристаллов вольфрама, подвергнутых электроэрозионной обработке / Б.Н. Золотых, А.И, Марчук,B.Д. Хвостикова и др. // В, кн.: Металлические монокристаллы. М.: Наука, 1976.-С. 175 180.

29. Золотых Б.Н. К вопросу.о;механизме электрической эрозии в жидкой диэлектрической среде // Журнал технической физики: 1959. Т. 29. № 12.C. 1484 1486.

30. Золотых Б.И. О роли механических факторов в процессе эрозии в импульсном разряде / Б.И.Золотых, И.П. Коробова, Э.М. Стрыгин // Физические основы электроискровой обработки материалов. М.: Наука, 1966. -С. 63 74.

31. Золотых Б.Н. Основные вопросы качественной теории электроискровой обработки в жидкой диэлектрической среде // В- кн.: Проблемы электрической обработки материалов. М.: АН СССР, 1962. -С. 5-43.

32. Золотых: Б.Н. Основные вопросы теории электрической,-эрозии в импульсном разряде в жидкой- диэлектрической, среде: автореф; дис д-ра техн. наук / Б.Н; Золотых. М.: МИЭМ, 1968. 52 с.

33. Золотых Б.И. Физические основы электроэрозионной обработки / Б.И. Золотых, P.P. Мельдер // М.: Машиностроение, 1977. 43 с.

34. Иванов Г.П. Технология электроискрового упрочнения инструментов и деталей машин // М.: Машгиз, 1961. 303 с.

35. Исследование и применение вибродуговой наплавки. / Под ред. к.т.н. И.Р. Пациевича// М.: Машиностроение, 1965. 232 с.

36. Кабышев A.B. Влияние имплантации ионов титана и газовой среды на электрофизические свойства оксида алюминия / A.B. Кабышев, Ф.В. Конусов // Журнал технической физики. 2007. Т. 77, № 6. — С. 57 61.

37. Кабышев A.B. Электрофизические и оптические свойства облученного ионами титана оксида алюминия / A.B. Кабышев, Ф.В. Конусов // Физика и химия обработки материалов. 2002. № 6. — С. 15 20.

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

39. Калашников А.И. Восстановление и упрочнение деталей машин автоматической наплавкой в среде защитных газов III Саратов: Издательство Сарат. ун-та, 1978.-184 с.

40. Канарчук В.Е. Электроискровое легирование деталей из алюминиевых сплавов / В.Е. Канарчук, А.Д.Чирринец, В.И. Шевченко и др. // Технология и организация производства. 1990. №2. С. 48 - 43.

41. Карпман ^ М.Г. Материаловедение и технология металлов / М.Г. Карпман, В.М. Матюнин., B.C. Гаврилюк и др. // М.: Высшая школа, 2002. -638 с.

42. Каськова Э.Г. Электроискровое легирование порошками в магнитном поле деталей, работавших в условиях абразивного износа // Передовой производственный опыт в тяжелом и транспортном машиностроении. М.: ЦНИИТЭИ Тяжмаш, 1987. Сер. 3. Вып. 9. 24 с.

43. Клименко В.Н. Кинетика нанесения покрытия из корбидохромовых сплавов методом электроискрового легирования / В.Н. Клименко, В.Г. Канж, А.Д. Верхотуров и др. // Порошковая металлургия. 1992. №2. С. 32,- 37.

44. Клименко Ю. В': Электроконтактная наплавка / Под. ред. Э.С. Каракозова//М.: Металлургия, 1978. 127 с.

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

46. Коваленко B.C. О напряженном состоянии поверхностных слоев материалов, упрочненных излучением лазера / B.C. Коваленко, А.И. Безыкорнов, Л.Ф. Головко // Электронная обработка материалов. 1980. № 2. С. 34 - 37.

47. Конищев Б.П. Сварочные материалы для дуговой сварки. Т1. Защитные газы и сварочные флюсы / Б.П. Конищев, С.А. Курланов, H.H. Потапов, В. Д. Ходаков; Под общ. редакцией H.H. Потапова // М.: Машиностроение, 1989. 544с.

48. Корниенко А.И. Установки для электроискрового легирования поверхностей / А.И. Корниенко, А.Г. Базылько // Станки и инструмент. 1981. №2. С. 29 - 32.

49. Красюк Е.А. О физических процессах, лежащих в основе электрических методов обработки // М.: Машгиз, 1951. 42'с.

50. Кудинов В.В. Нанесение покрытий плазмой / В.В Кудинов, П.Ю. Пекшев, В.Е. Белащенко и др. // АН СССР, Ин-т металлургии, им' A.A. Байкова. М.: Наука, 1990. 406 с.

51. Лазаренко Н.И. Изменение исходных свойств поверхности катода под действием искровых электрических импульсов,, протекающих в газовой среде // В кн.: Электроискровая' обработка металлов. М.: АН СССР, 1957. Вып. 1.-С. 70-94.

52. Лазаренко Б.Р. Об электроискровом легировании металлических поверхностей в вакууме / Б.Р.Лазаренко, Н.И. Лазаренко, С.З. Бакал, Т.Л. Мастика // Электронная обработка материалов. 1973. №6. С. 34 - 36.

53. Лазаренко Н.И. О механизме образования покрытий при электроискровом легировании металлических поверхностей // Электронная обработка материалов. 1965. №1. С. 49 - 53.

54. Лазаренко Б.Р. Распределение элементов в поверхностных слоях при электроискровом легировании / Б.Р. Лазаренко, В.В. Михайлов, А.Е. Гитлевич и др: // Электронная обработка материалов. 1977. №3. С.23 - 33.

55. Лазаренко Н.И. Современный, уровень и перспективы развития электроискрового легирования металлических поверхностей / Электронная обработка материалов. 1967. №5. — С. 46 58.

56. Лазаренко Н.И. Электроискровое легирование металлических поверхностей // М.: Машиностроение, 1976. 46 с.

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

58. Лайнер В.И. Защитные покрытия металлов // М.: Металлургия, 1974.-259 с.

59. Лернер М.М. Электротехнические материалы электрические конденсаторы, провода и кабели. Т6. Конденсаторы на основе оксидной изоляции // М.: ВИНИТИ, 1973.- 180 с.

60. Левин A.B. Технология' неразъемного соединения биметаллов // Производство специальной техники:.сб. науч. тр. Воронеж: ВГУ, 2003 100 с.

61. Медовар Б.И. Металлургия электрошлакового процесса / Б.И. Медовар, А.К. Цыкуленко, В.Л. Шевцов // Киев: Наукова думка, 1986: 248 с.

62. Миндюк А.К. О природе-и свойствах белых слоев / А.К. Миндюк, Ю.К. Бабей, И.П. Выговский // Физ.-хим. механика материалов. 1974. №9. -С. 81 84.

63. Мирзоев P.A. Диэлектрические анодные пленки на металлах / P.A. Мирзоев, А.Д. Давыдов // В кн.: Итоги науки и техники. Коррозия и защита от коррозии. Т. 16. М.: ВИНИТИ, 1990. С. 89 - 143.

64. Мицкевич М.К. Изучение динамики процесса переноса материала электродов в сильноточном импульсном разряде / М.К. Мицкевич, А.И. Бунин, И.А. Бакуто и др. // Электронная обработка материалов. 1977. № 4. С. 18-19.

65. Могилевский И.З. Металлографическое исследование поверхностного слоя стали после электроискровой обработки / ИЗ. Могилевский, С.А. Чеповая // В кн.: Электроискровая обработка,металлов. М.: АН СССР, 1957. Вып. 1.-С. 95-116.

66. Могилевский И.З. Структурные изменения в железе и стали после электроискровой обработки поверхности графитом // В сб.: Проблемы электрической обработки материалов. М.: АН СССР, 1960. С. 86 - 97.

67. Молодых Н.В. Восстановление деталей машин. Справочник. / Н.В. Молодых, A.C. Зенкин // М.: Машиностроение, 1989. 480 с.

68. Морозенко В.Н. Получение полиметаллических композиций электроискровым способом / В.Н. Морозенко, И.Н. Онуфриенко, Л.И. Гасик и др. // Электронная обработка материалов. 1972. №4. — С. 8 12.

69. Морозенко В.Н. Термосиловое действие электрического разряда при электроискровом легировании / В.Н. Морозенко, B.C. Назарец, Б.И. Тимошенко и др. // Электронная обработка материалов. 1973. №4. С. 24 - 26.

70. Нассонов B.C. Автоматическая вибродуговая наплавка // М.: Колос, 1972.-136 с.

71. Невский О.И. Барьерные оксидные пленки на алюминии / О.И. Невский, Е.П. Гришина // Иваново: ИГХТУ, 2003'. 84 с.

72. Невский- О.И. Электрохимическая* размерная обработка металлов и сплавов / О.И. Невский, В.М. Буркова, Е.П. Гришина и др. // Иваново: ИГХТУ, 2006.-282 с.

73. Немилов Е.Ф. Справочник по электроэрозионной обработке материалов // Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1986. 164 с.

74. Нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении // сб. науч. тр. Вып. 1. Воронеж: ВГТУ, 1996. 191 с. •

75. Нижник С.Б. Отпуск вторичных структур углеродистой стали, образованных при сверхскоростном действии высоких температур и давлений // Физика металлов и металловедение. 1960. Т 13. №6. С. 879 - 886.

76. Оборудование специальных методов обработки / С.Ю.Жачкин, А.П.Сергеев, В.П.Смоленцев, А.И.Болдырев и др. // Учеб. Пособие, Воронеж: ВГТУ, 2000. 73 с.

77. Окисление металлов / Под ред. Ж. Бенара // М.: Металлургия, 1969.-444 с.

78. Палатник Л.С. Фазовые превращения при электроискровой обработки метолов, и опыт установления- критериев наблюдаемых взаимодействий // М.: ДАН СССР, 1953. Т. 89. №3. С. 455 - 489.

79. Патент 2173731, Российская Федерация, МПК7 С23С 4/12, С23С 26/00. Способ восстановления отверстий деталей из чугунов / Ф.Х. Бурумкулов, П.В. Сенин, С.А. Величко и др.; 2000110512/02; заявл. 24.04.2000; опубл. 20.09.2001.

80. Патент 2240910, Российская Федерация, МПК7 В23Р 6/00. Способ восстановления изделий из немагнитных материалов / В.П. Смоленцев, Г.П. Смоленцев, А.Н. Некрасов; 2003135531; заявл. 05.12.2003; опубл.27.11.2004, Бюл. №33, 2004.

81. Патент 2318637, Российская Федерация, МПК7 Способ электроэрозионного восстановления чугунных деталей / В.П. Смоленцев, О.Н. Кириллов, C.B. Дульцев, М.В. Щипанов; Бюл. №7, 2008.

82. Патент по заявке № 2009116031 от 27.04.2009s положительное решение о выдаче патента от 26.05.2010. Способ' нанесения' покрытий на алюминиевые сплавы / В.П. Смоленцев, А.В: Перова, Б.И. Омигов, М.А. Уваров.

83. Паустовский A.B. Повышение износостойкости инструментальных сталей электроискровым легированием / A.B. Паустовский, Т.В. Куринная, И.А. Руденко // Станки и инструмент. 1983. №2. С. 29 - 30.

84. Пацкевич И.Р. Поверхностные явления при сварке металлов / И.Р. Пацкевич, В.Р. Рябов, Г.Ф Деев; Отв. ред. Д.М. Рабкин // Киев: Наукова думка, 1991.-240 с.

85. A.B. Перова Методика определения режимов нанесения покрытий электроэрозионным методом // Нетрадиционные методы обработки: межвуз. сб. науч. тр. М.: Машиностроение, 2010. Вып. 9. Ч. 3. С. 70 - 78.

86. Перова A.B. Механизм нанесения покрытий на алюминиевые сплавы электроэрозионным методом / A.B. Перова, В.П. Смоленцев // Орел: Известия ОрелГТУ. 2008. №4-4/272(550). С. 8 - 12.

87. Перова A.B. Повышение защитных свойств деталей путем химического никелирования // Нетрадиционные методы обработки: межвуз. сб. науч. тр.-М.: Машиностроение, 2009. Вып. 9. Ч. 2. С. 139 - 145.

88. Перова A.B. Повышение качества оснастки для электрохимической обработки / A.B. Перова, В.П. Смоленцев // Проблемы качества машин и их конкурентоспособности: материалы VI Междунар. .науч.-техн. конф., Брянск: Издательство БГТУ, 2008. С. 389 - 391.

89. Перова A.B. Формирование защитных покрытий на основе металлов электроэрозионным методом // Нетрадиционные методы обработки: межвуз. сб. науч. тр. М.: Машиностроение, 2009. Вып. 9. Ч. 2. С. 54 - 60.

90. Петров Ю.Н. Структурные изменения металла после электроискрового легирования / Ю.Н. Петров, И.И. Сафронов, Ю.П. Келоглу // Электронная обработка металлов. 1956. №2. С. 29 - 34.

91. Петрунин И.Е. Пайка металлов / И.Е. Петрунин, С.И. Лоцманов, Г.А. Николаев / М.: Металлургия, 1973. 281 с.

92. Подгаецкий В.В. Сварочные флюсы / В.В. Подгаецкий, И.И. Люборец // Киев: Техника, 1984. 167 с.

93. Пячин С.А. Оценка коэффициентов взаимной диффузии переходных металлов при электроискровом легировании тантала / С.А. Пячин,B.Г. Заводинский, A.A. Гниденко, Ю.А. Чебиряк // Физика и химия обработки материалов. 2004. №3. С. 59 - 65.

94. Ревуцкий В.М. О распределении элементов в поверхностных слоях при электроискровом легировании / В.М. Ревуцкий, В.Ф. Душенко,A.Е. Гитлевич, В.В. Михайлов // Электронная обработка материалов. 1980. №5.-С. 41 -43.

95. Рискин И.В. Анодное поведение титана с покрытиями, полученными электроискровым легированием в хлоридно-щелочных растворах / И.В. Рискин,B.А. Тимонин, А.Е. Гитлевич, В.В. Михайлов // Защита металлов. 1982. Т. 8. Вып. 3,-С. 410-413.

96. Рыкалин H.H. Основы электронно-лучевой обработкиматериалов / H.H. Рыкалин, И.В.Зуев, A.A. Углов // М.: Машиностроение, 1978. 239 с.

97. Самсонов В.Г. Электроискровое легирование металлических поверхностей / В.Г. Самсонов, А.Д. Верхотуров, Г.А. Бовкун, B.C. Сычёв // Киев: Наукова думка, 1976. — 220 с.

98. Сладков Г.А. Гальванопластика // Справочное пособие. М.: Машиностроение, 2004 400 с.

99. Смоленцев В.П. Применение алюминиевых сплавов с покрытием при изготовлении технологической оснастки. / В.П. Смоленцев, A.B. Перова, A.B. Бондарь // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. № 9. С. 39 - 42.

100. Смоленцев В.П. Технология^ машиностроения / В.П. Смоленцев, A.B. Кузовкин, А.И. Болдырев и др. // Воронеж: ВГУ, 2002. 310 с.

101. Смоленцев Е.В. Проектирование электрических и комбинированных методов обработки // М.: Машиностроение, 2005; — 511 с.

102. Снежков В.А. Восстановление эксплуатационных свойств деталей при капитальном ремонте / В.А. Снежков, Ю.В. Полоскин, И.И. Лазаренко // Электронная обработка материалов. 1977. №3. С. 83 - 86.

103. Тарельник В.Б. Закономерности зависимостей характеристик электроэрозионно-легированных слоев от технологических параметров процесса// Вестник СумДУ. 1999. №2(13). С. 69 - 74.

104. Тимошенко В.А. Направления повышения износостойкости штампов и инструментов на предприятиях Республики Молдова / В.А. Тимошенко,B.И. Иванов, В.Н. Просяник // Обзорная информация. Кишинев: МолдНИИТЭИ, 1991. 54 с.

105. Тимошенко В.А. Повышение износостойкости штампов для горячей объемной штамповки // Вестник машиностроения. 1993. №9. — С. 37 39;

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

107. Томашев Н.Д. Толстослойное анодирование алюминия и его сплавов / Н.Д. Томашев, Ф.П. Заливалов, М.М. Тюкина // М.: Машиностроение, 1968. -220 с.

108. Федорова Е.А. Формирование оксидных пленок с;, заданными функциональными свойствами на алюминиевых, сплавах // Физика' и химия обработки материалов. 2002. № 1. — С. 77 80.

109. Хромом В.Н. Влияние; электрических режимов электроискрового легирования на толщину упрочненного слоя / В.Н. Хромом, A.C. Петрашов, И.С. Кузнецов // Известия ОрелГТУ.,2008. №3-2/271(546). С. 23 - 26.

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

111. Шехтер С.Я. Наплавка металлов / С.Я: Шехтер, A.M. Резницкий // М.: Машиностроение, 1982. 72 с.

112. Эйчис А.П. Технология поверхностной обработки алюминия и его сплавов / А.П: Эйчис, Б.Я.Темкина; Под ред. Д.Б. Рикберга // М.: Машгиз, 1963.- 255 с.

113. Электрошлаковая сварка и наплавка / Под ред. Б.Е. Патона // М.: Машиностроение, 1980.-511 с.

114. Hunt Margaret. The promise of intermetallics // Eng.: Mater. 1990. №3-107.-P. 36-39.

115. Moriss D.G. Creep resistance in a new alloy based on Fe3Al / D.G. Moriss, M. Mazmy, C. Noseda // Scr. Met et Mater. 1994. №2 31. - P. 173 - 178.

116. Sikka V.K. Development and commercialization status of Fe3Al based intermetallic alloys / V.K. Sikka, S. Viswanathan, C.G. McKaamey // Struct. Intermetallics: Champion. 1993. - P. 26 - 30.