автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Технологическое обеспечение работоспособности машиностроительных деталей с плазменно нанесенными покрытиями на базе снижения уровня остаточных напряжений

На правах рукописи

Ню Липин

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ С ПЛАЗМЕННО НАНЕСЕННЫМИ ПОКРЫТИЯМИ НА БАЗЕ СНИЖЕНИЯ УРОВНЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Специальность: 05.02.08 - Технология машиностроения 05.03.06 - Технологии и машины сварочного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005 г.

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана на кафедре «Технологии ракетно-космического машиностроения» и Дмитровском филиале МГТУ им. Н.Э. Баумана

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Тарасов В. А.

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Пузряков А.Ф.

Официальные оппоненты: д. т. н., проф. Моисеев В.А.

к.т.н., доц. Буткевич М.Н. Ведущее предприятие- НПО ТЕХНОМАШ

Защита диссертации состоится « »_2005г. в_часов на заседании диссертационного совета Д212.141.06 при Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана по адресу: 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д.5.

Ваш отзыв на реферат в одном экземпляре, заверенный печатью организации, просим выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Телефон для справок: 267-09-63. Автореферат разослан"_"_2005 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета д.т.н., профессор

№3?

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Интенсификация экономики и повышение ее эффективности во многом определяются применением новых технологических процессов. Оборудование машиностроения, эксплуатирующееся в экстремальных условиях, применение защитных покрытий на рабочих поверхностях деталей машин и механизмов дает наибольший экономический эффект при наименьших дополнительных затратах. Конкретная совокупность этих условий определяет назначение покрытий термостойкие, жаростойкие, эрозионно-стойкие, износостойкие, антифрикционные, коррозионно-стойкие, отражающие или поглощающие различные виды излучения и т.д. Плазменное напыление является одним из перспективных технологических методов получения многофункциональных покрытий. Плазмой можно наносить покрытия практически из любых видов материалов, обладающих заданными физико-механическими свойствами.

К недостаткам метода плазменного напыления следует отнести их недостаточное сцепление с основой. Прочность сцепления газотермических покрытий зависит от многих технологических факторов, физико-химического состояния поверхности, а также в значительной степени зависит от величины и знака остаточных напряжений.

Остаточные напряжения в области, близкой к границе раздела напыляемой поверхности «деталь-покрытие», появляются в результате значительного градиента температур в элементах системы и различия в их коэффициентах линейного расширения. Остаточные напряжения являются одной из основных причин, вызывающих нежелательные структурные изменения в покрытиях - образование трещин и отслоений покрытий, полученных плазменным напылением. Трещина и отслаивание покрытий при последовательном напылении слоев объясняются ростом величины остаточных напряжений до критического уровня, определяющего прочность сцепления покрытия с подложкой.

Несмотря на принципиальное понимание основных физических процессов, приводящих к образованию остаточных напряжений в напыленных покрытиях, еще не разработаны инженерные методы их оценки. Это объясняется не только сложностью, но и многосторонностью теплофизиче-ских, физико-химических и других явлений, влияющих на формирование остаточных напряжений (ОН) в напыленных покрытиях.

Все выше изложенное свидетельствует о том, что вопрос технологических оценок уровня остаточных напряжений в покрытиях при плазменном напылении является актуальной задачей, имеющей научное и большое практическое значение.

РОС МАЦИвНАЛЬНАХ 1 БИБЛИОТЕКА !

Пель и задачи исследования.

Повышение прочности сцепления покрытия с деталью на основе анализа механизма формирования остаточных напряжений и технологического управления ими.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Экспериментальное определение температуры частиц до момента ее удара о деталь.

2. Разработка теплофизической математической модели для оценки температуры покрытия и детали при напылении.

3. Построение термомеханической модели формирования остаточных напряжений в системе деталь-покрытие при плазменном напылении.

4. Разработка инженерной методики обоснованного выбора технологических параметров процессов плазменного напыления покрытий по требованиям к уровню остаточных напряжений.

Признаками научной новизны обладают:

1. Теоретическое и экспериментальное определение температуры нагрева частиц порошка с помощью измерения средней толщины напыленных слоев по шлифам.

2. Термомеханическая модель формирования остаточных напряжений в покрытиях машиностроительных деталей с учетом большого числа технологических параметров.

3. Экспериментальное подтверждение адекватности и точности термомеханической модели формирования остаточных напряжений в системе деталь-покрытие.

4. Научное обоснование области рациональных технологических параметров плазменного напыления многослойных покрытий, обеспечивающих снижение остаточных напряжений в системе деталь-покрытие.

Практической значимостью обладают;

1. Инженерная методика обоснованного выбора технологических параметров процессов плазменного напыления многослойных покрытий по требованиям к уровню остаточных напряжений, позволяющая:

• Определять рациональную толщину слоя покрытия, напыляемого за один проход плазмотрона, количество слоев в покрытии и подачу плазматрона;

• Определять параметры композитных структур промежуточных слоев покрытия, обеспечивающих снижение уровня остаточных напряжений.

2. Рекомендации и технологический процесс плазменного нанесения защитных покрытий из материалов и №Сг на элементы плазмохими-ческого оборудования, которые обеспечили повышение ресурса работы

оборудования на 85% и снижение в 7 раз брака готовой продукции.

3. Разработанные в рамках диссертации программы расчета используются также в учебном процессе для студентов МГТУ им. Н Э. Баумана, проводимом на базе лаборатории плазменных технологий кафедры СМ12 Дмитровского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Достоверность результатов исследования подтверждена корректным использованием математических и экспериментальных методов, сравнением расчетных зависимостей с экспериментальными данными, результатами лабораторных и эксплуатационных испытаний изготовленных натурных деталей.

Апробация работы н публикации.

Материалы диссертации доложены на 2 Российских, международных научно-технических конференциях. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ.

Объем и структура диссертации.

Диссертационная работа изложена на 167 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы.

На защиту выносится:

- Результаты экспериментального определения температуры нагрева частиц порошка в плазменной струе;

- Результаты расчета остаточных напряжений на базе теплофизиче-ского расчета в системе;

- Рекомендации по выбору технологических параметров напыления и выбору толщины при послойном напылении покрытия, а также параметров композитных структур промежуточных слоев между деталью и покрытием.

Основное содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследований, определены методики исследований, показана новизна и практическая ценность, приведены основные положения, выносимые автором на защиту.

В первой главе отмечено, что плазменное напыление является одним из перспективных технологических методов получения функциональных защитных покрытий (жаростойкие, износостойкие и т.д.). Од-

нако широкому внедрению этого метода препятствует ряд проблем, обусловленных отсутствием системы управления качеством плазменных покрытий. Плазменное напыление осуществляется с помощью плазменной струи, способной наносить покрытия практически из всех материалов.

Прочность сцепления газотермических покрытий зависит от многих технологических факторов, физико-химического состояния поверхности, а также непосредственным образом связана с действием остаточных напряжений. Отслаивание покрытий при последовательном напылении слоев объясняют ростом величины остаточных напряжений до критического уровня, определяющего прочность сцепления с подложкой одного слоя частиц. Прочность сцепления ащ покрытия с основой качественно описывается в виде:

асц = ~Кс*ост,

где &адг - прочность адгезионной связи; остаточные напряжения;

К - эмпирический коэффициент, зависящий от условий напыления и свойств напыляемых материалов.

Как выше отмечено, остаточные напряжения являются одной из основных причин разрушения покрытий, полученных плазменным напылением. Управление качеством плазменных покрытий включает в себя выбор технологических параметров процесса, влияющих на показатели качества покрытий, и регулирование ими.

Из-за многообразия причин, влияющих на возникновение остаточных напряжений, сложности их математического описания и решения число публикаций не уменьшается. Кроме того, многие аспекты напряженного состояния покрытия остаются открытыми, особенно в области анализа влияния режимов напыления на величину и знак остаточных напряжений.

Во второй главе представлены результаты теоретических исследований по разработке теплофизической модели процесса нанесения покрытий, описывающей динамику изменения температур в системе деталь-покрытие с учетом технологических параметров процесса плазменного напыления (толщины слоя покрытия, создаваемого за 1-н проход, подача плазмотрона и расход порошка с учетом коэффициента использования материалов, дистанция напыления и т.д.).

Повышение достоверности теплофизической модели достигается за счет разработки методики экспериментальной оценки температуры нагрева частиц порошка в плазме путем измерения параметров деформирования частиц при ударе о поверхность детали.

Суть методики состоит в том, что параметры деформирования частиц порошка легко устанавливаются с помощью микрошлифов структуры материала покрытия. Предложенная в работе модель пластического те-

чения материала частицы позволяет по параметрам деформирования частицы определить предел текучести нагретого материала частицы

-2(,т \ 1 а)

^ 9

где 5т - экспериментально измеренная толщина слоев в структуре материала покрытия; - коэффициент трения на границе деформирующейся частицы и поверхности детали; р - плотность материала частицы; <10 -диаметр частицы; Уч - скорость соударения частицы с деталью.

Последующее использование известных справочных данных о зависимости предел текучести от температуры нагрева материала позволяет определить температуру частиц порошка в плазме. В качестве примера в табл.1 приведены данные оценки температуры частиц порошка вольфрама при плазменном напылении как функции размера частиц и скорости их движения. Расчеты показали, что температура, приобретаемая частицами порошка в плазменной струе, составляет 0,847 + 0,893 от температуры плавления напыляемого материала Т„.

Таблица 1.

Оценка температуры нагрева порошка вольфрама в плазменной струе

с1а[мкм\ 1мкм\ а0[МПа] ТАград] т/ты

100 10,265 11,3 3027 0,893

63 10,265 17,26 2869 0,847

Такой подход обладает рядом преимуществ по сравнению с известными теоретическими и экспериментальными методами оценки температуры частиц порошка. Так по сравнению с теоретическими методами исключается необходимость разработки теплофизической модели теплообмена между частицей порошка и плазмой и решается проблема неопределенности граничных условий. В силу нестационарности и нестабильности параметров частиц порошка, плазменной струи и расхода порошка во времени представляет значительный интерес использование предложенного метода по сравнению с пирометрическим методом измерения температуры частицы, поскольку учитывается неоднородность температуры в различных слоях частицы.

Тегаюфизическая модель составлялась на основе баланса тепла в системе деталь - формируемое покрытие с учетом теплопроводности материалов лучистого теплообмена в окружающее пространство. В качестве параметров процесса теплопередачи выступают температура нагрева частиц в плазме и такие технологические параметры, как: расход порош-

ка; коэффициент использования материала; подача плазмотрона и дистанция напыления покрытия.

Установлено, что динамика изменения температур системы имеет 2 стадии. Начальная стадия соответствует нагреванию материала детали при незначительном изменении температуры покрытия и заканчивается в момент равенства температур детали и покрытия. На завершающей стадии температуры детали и покрытия одинаковы, монотонно увеличиваются до максимальной температуры, определяемой расходом порошка и подачей плазмотрона.

Получены зависимости, описывающие изменение температуры детали и покрытия во времени. Так на завершающей стадии процесса эта зависимость пронимает вид

р+в РН5)о

__л

ехр

л/гТ

(2)

где Р = Та = Тл /100 ; Го=Го/100; 8 = 8^8^; 7 = 5,67-10 'г вт/м2-К4-

постоянная'Стефана - Больцмана; р,р0 - плотности материалов покрытия и детали; с, с„-теплоемкости материалов покрытия и детали; 80- толщина детали; 8^ -толщина слоя покрытия, создаваемого за один проход плазмотрона; А,С -параметры зависимости; Тл- абсолютная температура покрытия; Т0 -исходная температура делали с учетом возможного подогрева; 8, -текущая толщина напыляемого слоя покрытия.

Третья глава посвящена экспериментально-теоретическому анализу механизмов формирования остаточных напряжений в системе «тонкостенная деталь-покрытие» при плазменном напылении. На базе рассмотрения совместного движения материалов покрытия и детали при охлаждении от максимальной температуры нагрева (Г,)^ в завершающей стадии формирования произвольного 1-го слоя покрытия и решения уравнений термомеханики получены соотношения для напряжений в покрытии и детали:

(V. -ч>лттл)^(Г)

(У. = -Е-

=+£Д0

1+ £(«)-<«»>.

(3)

где / -число слоев по1фытия, созданное на поверхности детали; £,Я„(0 модули упругости материалов покрытия и детали соответственно; Уп-Уо(0- коэффициенты термического расширения материалов покрытия

ЕЛШО

и детали соответственно; £(/) =

-- безразмерная величина, исполь-

зуемая в расчете напряженного состояния покрытия и детали. В работе предложены принципы назначения параметров Е„(0 и у/,(/) с учетом влияния свойств ранее нанесенных / -1 слоев покрытия.

На основе анализа экспериментальных исследований величины и характера распределения остаточных напряжений в покрытиях предложена схема суммирования (рис.1) напряжений при послойном нанесении покрытий.

«деталь - многослойное покрытие» На рис.2, 3, 4 представлены результаты расчета (сплошные линии) остаточных напряжений в многослойных покрытиях систем «Ст.З^», «Ст.З-№Сг» и «Ст.З-А1203» с помощью разработанной термомеханической модели и экспериментальные данные (точки, отмеченные крестиками).

Рис.4. Распределение остаточных напряжений в системах Ст.3-\У и Ст.З-А12Оз.

Анализ полученных результатов показывает удовлетворительную согласованность между данными расчета и экспериментальных измерений, что подтверждает адекватность термомеханической модели и указывает на возможность её использования при разработке инженерной методики обоснованного выбора технологических режимов плазменного напыления по требованиям к уровню остаточных напряжений.

В четвертой главе исследованы особенности формирования остаточных напряжений при плазменном нанесении покрытий на толстостенную деталь. Исследование проведено на основе применения метода конечного элемента с использованием среды Ыазй-ап. При расчете использовались тороидальные конечные элементы, представленные на рис.5. Пример расчета компонент напряжений для системы сталь-вольфрам, представленный на рис.6, показывает, что интенсивное изменение напряжений происходит в окрестности границы напыленного покрытия и может явиться причиной его отслоения.

г

4

Рис. 5. Схема описания деформируемой системы "деталь-покрытие" с помощью тороидальных конечных элементов а .- тороидальный конечный элемент с треугольным сечением; 6сетка конечных элементов в сечении системы «деталь-покрытие».

ЕшТ

0000 0 001 0002 0003 0004 0005

г, м

а) б)

Рис. б. Распределение компонент остаточных напряжений в системе Ст.З-'ЭД' а. - напряжения в покрытии; б.- напряжения в детали. Компоненты напряжения <т] принимают обозначения от, <т„, сг2 и т (кривые 1,2,3 и 4)

Полученные результаты позволяют анализировать влияние технологических параметров на уровень компонент напряжений и глубину проникновения этих напряжений в деталь. В качестве примера на рис.7 представлена зависимость максимального касательного напряжения в системе деталь-покрытие от толщины покрытия для различных пар материалов.

—=—JIJO.

GAÍvO",^

130 ISS 1.20 115 110 1ДБ 1.00 Ш 0» 085 0.Л0 0.73

ато

■i ■ '■-' ■ ■ ■ Г"" Л.

л

£

1 А

Л

Д

Д

& ' » * * f •

А V 9 т 1 •

в i § ■ I ■ Wfe

* ' • WA

• Т ■ I л W-Ti •

■ 9 СЫ=в

: FWV

Рис. 7. Зависимость максимального значения касательных напряжений от безразмерной толщины покрытия З/К(Л =0,1724; п =0,5793)

На рис.8 приведен график глубины проникновения остаточных напряжений в деталь.

-оаг am 002 си* охв а® а» аи ли а« аи re

в

Рис. 8. Зависимость глубины проникновения остаточных напряжений h/R

от безразмерной величины x—SE"

REj.

В работе проведено исследование механизмов формирования остаточных напряжений в системе «толстостенная деталь-покрытие» с учетом ряда теплофизических и механических безразмерных критериев, Ю

влияющих на составляющие остаточных напряжений. Получены аналитические соотношения для проведения инженерных оценок уровня остаточных напряжений в системе деталь-покрытие. Например, для максимального касательного напряжения в работе предлагается

где £ = 1,36, - поправочный коэффициент; £,,£„- модули упругости материалов детали и покрытия; цд,ц„- коэффициенты Пуассона материалов детали и покрытия; у и Т- коэффициент термического расширения и температура нагрева материала покрытия. Сравнение с численным расчетом показывает, что погрешность инженерной оценки не превышает 18,3%.

Таким образом, численное исследование формирования остаточных напряжений в системе «толстостенная деталь - покрытие» позволило обосновать и уточнить аналитические зависимости для оценки компонент остаточных напряжений.

Пятая глава посвящена научно-практическому использованию теп-лофизической и термомеханической моделей формирования остаточных напряжений в системе покрытие-деталь при проектировании процессов плазменного напыления покрытий.

Разработана инженерная методика выбора режимов плазменного напыления покрытий, обеспечивающая снижение уровня остаточных напряжений. В основу методики положена использование диаграмм связи между остаточными напряжениями и технологическими параметрами процесса плазменного напыления покрытий, представленных на рис.9 для таких пар материалов в системе деталь- покрытие, как Ст.З-№Сг, Ст.3-\У, Ст.З-А^Оз.

зависимость

1 ЕдЕ„Сг УГ 2(1 + /*Д1-а,2)

(4)

44

46

38-

3 6-

42

4-

0 04 0 06 ООв 0 1 012 014 01В 01В 02

а)

Рис. 9. Зависимость средних окружных остаточных напряжений (ст,м.„)яот

соотношения минимальной толщины к толщине покрытия для систем « Оя.З - МО », « Ст.З - IV » и « Ои.З - Л/20,» при послойном формировании покрытия

Анализ диаграмм, показывает, что существует рациональная толщина слоя покрытия » 0,2мм, создаваемая за один проход зависит от сочетания свойств покрытия и детали и обеспечивает снижение уровня остаточных напряжений.

Рис. 10. Зависимость подачи плазмотрона от расхода порошка напыляемого материала для системы «Ст.З-№Сг»

На рис.10 представлена в графическом виде для системы «Ст.З-МСг» зависимость подачи плазмотрона от расхода порошка напыляемого материала и толщины напыляемого за один проход слоя покрытия.

(cr.„)„xl07

.........<>-„„,

0 1 0 2 0 3 0 4 01 015

a) б)

Рис. 11. Влияние параметров композитной структуры подслоя на уровень напряжений в покрытии.

а) влияние толщины подслоя NiCr для слоистых структур; б) влияние концентрации р материала NiCr в составе подслоя для объемных

Изучение характера изменения остаточных напряжений показал, что применение на границе деталь-покрытие промежуточного слоя с композитной структурой из сочетания материалов с резко отличающимися коэффициентами термического расширения позволяет существенно снизить уровень остаточных напряжений. Указывается, что композитная структура может иметь слоистый и объемно распределенный характер.

Проведенный анализ термомеханической модели показал, что при напылении вольфрама и окиси алюминия на стальные детали существует оптимальная толщина подслоя №Сг (8т =0,05-0,15 мм), которая обеспечивает минимальный уровень остаточных напряжений (рис.11. а).

Установлены также тенденции изменения остаточных напряжений при использовании N¡0 в промежуточном слое с объемным распределением материалов (рис. 11.6).

Применение разработанной инженерной методики и предложенных рекомендаций при выборе технологических параметров нанесения покрытий из XV и АЬО-, на детали плазмохимического оборудования позволило исключить растрескивание покрытия, снизить в 7 раз брак готовой продукции и- повысить ресурс работы деталей на 85%. Фотографии элементов стола реакционных камер и микроструктуры покрытия представлены на рис.12, 13.

Рис.12. Элементы стола реакционных камер с покрытиями из А120з и ^Л^

Рис.13. Микрофотография напыленного покрытия из А1203 и х 125

Выводы

1. На основе анализа пластического деформирования частицы порошка при ударе о деталь разработана методика экспериментальной оценки температуры нагрева частиц путем измерения параметров структуры покрытия на микрошлифах.

Установлено, что температуры нагрева частиц составляет 0,85-0,9 температуры плавления материала покрытия. При оценке температуры нагрева частиц порошка учитывается неоднородность состояния различных слоев частицы.

2. Разработана теплофизическая модель теплообмена в системе деталь-покрытие, где в качестве параметров процесса теплопередачи выступают температура нагрева частиц в плазме и такие технологические параметры, как- расход порошка; коэффициент использования материала; подача плазмотрона и дистанция напыления покрытия.

Установлено, что динамика изменения температур системы имеет 2 стадии. Начальная стадия соответствует нагреванию материала детали при незначительном изменении температуры покрытия и заканчивается в момент равенства температур детали и покрытия. На завершающей стадии температуры детали и покрытия одинаковы, монотонно увеличиваются до максимальной температуры, определяемой расходом порошка и подачей плазмотрона.

3. Разработана термомеханическая модель формирования остаточных напряжений в системе деталь-покрытие.

Установлено, что сцепление материалов покрытия и детали происходит на завершающей стадии процесса теплообмена в системе.

Предложена схема суммирования остаточных напряжений в системе деталь-покрытие при послойном плазменном напылении.

Сравнение с экспериментальными данными подтвердило адекватность теплофизической и термомеханической моделей и высокую точность расчетов с их помощью.

4. Разработана инженерная методика выбора технологических параметров плазменного напыления по уровню допустимых остаточных напряжений в покрытии.

а. Обоснована рациональная толщина слоя покрытия 0,2мм, создаваемого за один проход.

5. Показано, что применение композитных структур в покрытии с рациональным сочетанием коэффициентов термического расширения материалов снижает уровень остаточных напряжений.

а. Для слоистых композитных покрытий определена оптимальная толщина подслоя из материала №Сг 0,05-0,15 мм, обеспечивающая минимальный уровень остаточных напряжений.

б. Для объемных композитных покрытий установлены тенденции изменения уровня остаточных напряжений в зависимости от концентрации материала №Сг в подслое покрытия.

6. Применение разработанной инженерной методики при выборе технологических параметров нанесения покрытий из ¥ и АЬОз на детали плазмохимического оборудования позволило исключить растрескивание покрытия, снизить в 7 раз брак готовой продукции и повысить ресурс работы деталей на 85%.

Список опубликованных работ:

1. Ню Лилии, Тарасов В. А, Пурзяков А. Ф. Модель формирования остаточных напряжений в системе «деталь-покрытие» в процессах плазменного напыления // Сварочное производство. -2004. -№10. -С. 30-34.

2. Ню Липин, Тарасов В. А. Гипотетическая модель формирования остаточных напряжений в системе «деталь-покрытие» в процессах плазменного напыления //Ракетно-космическая техника: фундаментальные и прикладные проблемы. Тезисы докладов 2-ой международной научной конференции. Москва, -2003. - С. 20 - 21.

3. Ню Липин, Тарасов В. А. Роль остаточных напряжений в обеспечении прочности сцепления плазменного напыления деталей РКТ //Актуальные проблемы развития отечественной космонавтики: Труды XXIX академических чтений по космонавтике. -2005. - С. 465 -466.

4. L NYU, V. A. Tarasov and A. F. Puzryakov. A model of the formation of residual stresses in the component-coating system in plasma spraying processes // Welding international. -2005. -№ 19(3). -P. 238-242.

5. А.Ф. Пузряков, B.A. Тарасов, Липин Ню и Балдаев Л.Х Теплофизиче-ская модель и расчет остаточных напряжений в газотермических покрытиях // Сварочное производство. -2005. -№12. - в печати.

Подписано к печати Зак^Юбъем 1.0 п.л. Тир. 100

Типография МГТУ им. Н.Э.Баумана

pi 58 34

РНБ Русский фонд

2006-4 14337

Список основных обозначений, индексов и сокращений

ВВЕДЕНИЕ

1. Роль технологии плазменного напыления в системе обеспечения поверхностного качества и различного функционального назначения деталей в машиностроение.

1.1. Применение функциональных покрытий для повышения эксплуатационных характеристик деталей.

1.2. Анализ технических и технологических возможностей газотермических методов нанесения покрытий

1.3. Влияние остаточных напряжений на качество покрытия при плазменном напылении.

1.4. Распределения энергии в процессе плазменного напыления и выбор технологических параметров, влияющих на формирование остаточных напряжений.

1.5. Постановка задач исследования диссертационной работы.

2. Теплофизическая модель формирования остаточных напряжений

2.1. Экспериментальное определение температуры нагрева частиц порошка в плазменной струе.'.

2.2. Характер изменения температуры системы «деталь-покрытие» в начальной стадии формирования слоя покрытия.

2.3. Температурный эпюр системы «деталь-покрытие» на завершающей стадии формирования слоя покрытия.

2.4. Назначение теплофизических и механических параметров условной детали при формировании i-ro слоя покрытия.

3. Теоретически-экспериментальный анализ механизмов формирования остаточных напряжений на базе теплофизического расчета в системе «тонкостенная деталь-покрытие».

4 3.1. Аналитическая оценка уровня остаточных напряжений напылении i-ro слоя многослойного покрытия на кольцевую тонкостенную деталь.

3.2. Суперпозиция остаточных напряжений при формировании многослойного покрытия.

3.3. Сравнение теоретически определенных распределений остаточных напряжений с экспериментом.

4. Численное исследование механизмов формирования остаточных напряжений в системе «толстостенная деталь-покрытие».

4.1 Выбор конечных элементов для анализа остаточных напряжений в системе «деталь-покрытие».

4.2. Анализ остаточных напряжений на поверхности толстостенных деталей.

4.3. Особенности остаточных напряжений в системе «деталь-покрытие» на поверхности толстостенных деталей.

4.4. Аналитическая оценка остаточных напряжений в центральной части на границы «деталь-покрытие».

5. Научно — практические результаты исследований.

5.1. Инженерная методика выбора технологических параметров напыления покрытий по заданным остаточным напряжениям.

5.1.1. Толщина напыляемого слоя за один проход.

5.1.2. Число проходов плазмотрона.

5.1.3. Подача плазмотрона.

5.1.4. Оценка экспозиции плазмотрона над поверхностью детали в процессе напыления покрытия.

5.1.5. Влияние температуры подогрева и напыляемых частиц подложки на уровень остаточных напряжений в покрытии.

5.2. Конструкторско-технологические решения по снижению остатог чных напряжений.

5.3. Разработка технологического процесса нанесения покрытий на элементы плазмохимического оборудования.

5.4. Использование разработанных расчетных зависимостей в учебном процессе.

4f Актуальность темы.

Интенсификация экономики и повышение ее эффективности во многом определяются применением новых технологических процессов. Оборудование машиностроения, эксплуатирующееся в экстремальных условиях, применение защитных покрытий на рабочих поверхностях деталей машин и механизмов дает наибольший экономический эффект при наименьших дополнительных затратах. Конкретная совокупность этих условий определяет назначение покрытий термостойкие, жаростойкие, эрозионно-стойкие, износостойкие, антифрикционные, коррозионно-стойкие, отражающие или поглощающие различные виды излучения и т.д. Плазменное напыление является одним из перспективных технологических методов получения многофункциональных покрытий. Плазмой можно наносить покрытия практически из любых видов материалов, обладающих заданными физико-механическими * свойствами.

К недостаткам метода плазменного напыления следует отнести их недостаточное сцепление с основой. Прочность сцепления газотермических покрытий зависит от многих технологических факторов, физико-химического состояния поверхности, а также в значительной степени зависит от величины и знака остаточных напряжений.

Остаточные напряжения в области, близкой к границе раздела напыляемой поверхности «деталь-покрытие», появляются в результате значительного градиента температур в элементах системы и различия в их коэффициентах линейного расширения. Остаточные напряжения являются одной из основных причин, вызывающих нежелательные структурные изменения в покрытиях - образование трещин и отслоений покрытий, полученных плазменным напылением. Трещина и отслаивание покрытий при последовательном напылении слоев объясняются ростом величины остаточных напряжений до критического уровня, определяющего прочность сцепления покрытия с подложкой.

Несмотря на принципиальное понимание основных физических про-+ цессов, приводящих к образованию остаточных напряжений в напыленных покрытиях, еще не разработаны инженерные методы их оценки. Это объясняется не только сложностью, но и многосторонностью теплофизических, физико-химических и других явлений, влияющих на формирование остаточных напряжений (ОН) в напыленных покрытиях.

Все выше изложенное свидетельствует о том, что вопрос технологических оценок уровня остаточных напряжений в покрытиях при плазменном напылении является актуальной задачей, имеющей научное и большое практическое значение. Цель и задачи исследования.

Повышение прочности сцепления покрытия с деталью на основе анализа механизма формирования остаточных напряжений и технологического управления ими.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Экспериментальное определение температуры частиц до момента ее удара о деталь.

2. Разработка теплофизической математической модели для оценки температуры покрытия и детали при напылении.

3. Построение термомеханической модели формирования остаточных напряжений в системе деталь-покрытие при плазменном напылении.

4. Разработка инженерной методики обоснованного выбора технологических параметров процессов плазменного напыления покрытий по требованиям к уровню остаточных напряжений.

Признаками научной новизны обладают:

1. Теоретическое и экспериментальное определение температуры нагрева частиц порошка с помощью измерения средней толщины напыленных слоев по шлифам.

2. Термомеханическая модель формирования остаточных напряжений в « покрытиях машиностроительных деталей с учетом большого числа технологических параметров.

3. Экспериментальное подтверждение адекватности и точности термомеханической модели формирования остаточных напряжений в системе деталь-покрытие.

4. Научное обоснование области рациональных технологических параметров плазменного напыления многослойных покрытий, обеспечивающих снижение остаточных напряжений в системе деталь-покрытие. Практической значимостью обладают:

1. Инженерная методика обоснованного выбора технологических параметров процессов плазменного напыления многослойных покрытий по требованиям к уровню остаточных напряжений, позволяющая: а. Определять рациональную толщину слоя покрытия, напыляемого за один проход плазмотрона, количество слоев в покрытии и подачу плазматрона;

Ь. Определять параметры композитных структур промежуточных слоев покрытия, обеспечивающих снижение уровня остаточных напряжений.

2. Рекомендации и технологический процесс плазменного нанесения защитных покрытий из материалов W и NiCr на элементы плазмохимического оборудования, которые обеспечили повышение ресурса работы оборудования на 85% и снижение в 7 раз брака готовой продукции.

3. Разработанные в рамках диссертации программы расчета используются также в учебном процессе для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, проводимом на базе лаборатории плазменных технологий кафедры СМ 12 Дмитровского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Достоверность результатов исследования подтверждена корректным использованием математических и экспериментальных методов, сравнением расчетных зависимостей с экспериментальными данными, результатами лабораторных и эксплуатационных испытаний изготовленных натурных дета-ш лей.

Апробация работы и публикации.

Материалы диссертации доложены на 2 Российских, международных научно-технических конференциях. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ.

Объем и структура диссертации.

Диссертационная работа изложена на 167 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы. На защиту выносится:

Выводы

1. На основе анализа пластического деформирования частицы порошка при ударе о деталь разработана методика экспериментальной оценки температуры нагрева частиц путем измерения параметров структуры покрытия на микрошлифах.

Установлено, что температуры нагрева частиц составляет 0,85-0,9 температуры плавления материала покрытия. При оценке температуры нагрева частиц порошка учитывается неоднородность состояния различных слоев частицы.

2. Разработана теплофизическая модель теплообмена в системе деталь-покрытие, где в качестве параметров процесса теплопередачи выступают температура нагрева частиц в плазме и такие технологические параметры, как: расход порошка; коэффициент использования материала; подача плазмотрона и дистанция напыления покрытия.

Установлено, что динамика изменения температур системы имеет 2 стадии. Начальная стадия соответствует нагреванию материала детали при незначительном изменении температуры покрытия и заканчивается в момент равенства температур детали и покрытия. На завершающей стадии температуры детали и покрытия одинаковы, монотонно увеличиваются до максимальной температуры, определяемой расходом порошка и подачей плазмотрона.

3. Разработана термомеханическая модель формирования остаточных напряжений в системе деталь-покрытие.

Установлено, что сцепление материалов покрытия и детали происходит на завершающей стадии процесса теплообмена в системе.

Предложена схема суммирования остаточных напряжений в системе деталь-покрытие при послойном плазменном напылении.

Сравнение с экспериментальными данными подтвердило адекватность теплофизической и термомеханической моделей и высокую точность расчетов с их помощью.

4. Разработана инженерная методика выбора технологических параметров плазменного напыления по уровню допустимых остаточных напряжений в покрытии. а. Обоснована рациональная толщина слоя покрытия 0,2мм, создаваемого за один проход.

5. Показано, что применение композитных структур в покрытии с рациональным сочетанием коэффициентов термического расширения материалов снижает уровень остаточных напряжений. а. Для слоистых композитных покрытий определена оптимальная толщина подслоя из материала NiCr 0,05-0,15 мм, обеспечивающая минимальный уровень остаточных напряжений. б. Для объемных композитных покрытий установлены тенденции изменения уровня остаточных напряжений в зависимости от концентрации материала NiCr в подслое покрытия.

6. Применение разработанной инженерной методики при выборе технологических параметров нанесения покрытий из W и А12Оз на детали плазмохимического оборудования позволило исключить растрескивание покрытия, снизить в 7 раз брак готовой продукции и повысить ресурс работы деталей на 85%.

1. Пузряков А.Ф., Теоретические основы технологии плазменного напыления М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003.- 360 с.

2. Бобров Г.В., Ильин А.А. Нанесение неорганических покрытий: (теория, технология, оборудование): учеб. Пособие для студентов вузов. М.: Интермет Инжиниринг, 2004. - 624 с.

3. Борисов Ю.С., Харламов Ю.А. Газотермические покрытия из порошковых материалов. Киев.: Наукова думка, 1987. - 544 с.

4. Кудинов В.В., Бобров Г.В. Нанесение покрытий напылением: Теория, технология и оборудование: Учебник. М.: Металлургия, 1992. -432 с.

5. Эпик А.П., Ковальчук Ю.М., Барилович Л.П. Восстановление деталей методами газотермического напыления. Киев: Общество «Знание», УССР, 1980, -20 с.

6. Новые методики исследования механических свойств деталей с покрытиями / В.В. Ришин, В.М. Товт, Н.В. Антракцев и др.// В сб. Жаростойкие покрытия для защиты конструкционных материалов.-Jl.: Наука, 1977. С. 23-29.

7. Кутьков А.А. Износостойкие и антифрикционные покрытия. — М.: Машиностроение, 1976, 152 с.

8. Костиков В.И., Шестерин Ю.А. Плазменные покрытия. М.: Металлургия, 1992. -432 с.

9. Тушинский Л.И., Плохов А.В. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий.- Новосибирск: Наука, 1986. 200 с.

10. Солнцев С.С., Тумаков А.Т. Защитные покрытия металлов при нагреве. М.: Машиностроение, 1976. -240 с.

11. Ройх И.Л., Колтунов Л.Н., Федосов С.Н. Нанесение защитных покрытий в вакууме. -М.: Машиностроение, 1976. -380 с.

12. Пузряков А.Ф., Теоретические основы технологии плазменного напыления М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 310 с.

13. Мовчан Б.А., Малашенко И.С. Жаростойкие покрытия, осажденные в вакууме. Киев: Наукова думка, 1983. - 232 с.

14. Кудрявцев Н.Т. Электролитические покрытия металлами. — М.: Химия, 1979.-352 с.

15. Теория и практика нанесения защитных покрытий / П.А. Витязь, B.C. Ивашко, А.Ф. Ильюшенко и др. Минск: Беларусская навука, 1998. - 583 с.

16. Линник В.А., Пекшев П.Ю. Современная техника газотермического нанесения покрытий. -М.: Машиностроение, 1985. -127 с.

17. Хасуй А. Техника напыления. / Пер. с японского. М.: Машиностроение, 1975. - 288 с.

18. Кречмар Э. Напыление металлов, керамики и пластмасс. / Пер. с нем. Под ред. М.Е. Морозова. М.: Машиностроение, 1966. - 432 с.

19. Пузряков А.Ф., Зурабов В.М. Методика выбора технологических параметров и управление ими в процессе плазменного напыления // Теория и практика газотермического нанесения покрытий. 1985. -Т. 1, - Дмитров, - С. 97 -100.

20. Газотермические покрытия из порошковых материалов : Справочник / Ю.С. Борисов, Ю.А. Харламов, C.JI. Сидоренко, Е.Н. Ардатовская. Киев: Наукова Думка, 1977. - 544 с.

21. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Часть 1 и 2, — М.: Машиностроение, 1974,4.1 472 с. 4.2 - 368 с.

22. Костин П.П. Физико-механические испытания металлов, сплавов и неметаллических материалов. М.: Машиностроение, 1990.-214 с.

23. Кристаллизация тугоплавких металлов из газовой фазы / В.Е. Иванов, Е.П. Нечипоренко, В.М. Криворученко, В.В.Сагалович. М.: Атомизадат, 1974. - 264 с.

24. Мест P.P., Шайй Б.Р. Выращивание эпиктасиальных пленок арсенида и фосфида галлия из газовой фазы с помощью химической реакции // Кристаллизация из газовой фазы, мир, 1965, С. 279-298.

25. Замесова Г.З. // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Электроника. 1960, -№. 2. - 83 с.

26. Эпик А.П. Методы получения покрытий из тугоплавких соединений на металлах // Высокотемпературные покрытия. -Л.: Наука, 1967. С. 30-43.

27. Levinstein М.А., Eisenlohr A., Kramer В.Е. Properties of Plasma-Sprayed Materials // Welding Journal. 1961. - V.40, № 1. - P. 8-13 c.

28. Хасуй А. Моригаки О. Наплавка и напыление. / Пер. с яп. Под ред. B.C. Степина, Н.Г. Шестеркина- М.: Машиностроение, 1985. 239 с.

29. Фридман Я.Б. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1972. - 544 с.

30. Шадричев В.А. Основы выбора рационального способа восстановления автомобильных деталей металлопокрытиями. M.JL: Машгиз, 1962. - 296 с.

31. Шатинский В.Ф., Копылов В.И., Рыбоков С.В. Кинетика формирования металлических плазменных покрытий и оценка их физико-механических свойств. // ФХММ. 1979. -Т.9. - С. 27-30.

32. Влияние условий процесса плазменного напыления на прочность сцепления стальных покрытий / Д.Г. Вадивасов, К.Е. Кубаев, Б.И. Чайка, П.Н. Лапко // Порошковая металлургия. 1970. - № 9. - С. 12-15.

33. Ковальчук Ю.М. Трусков П.Ф., Чайка Б.И., Антифрикционные бранзовые плазменные покрытия. // В сб. «Защитные высокотемпературные покрытия». Л.: Наука. - 1972. - С. 83-89.

34. Алексеев В.И., Ковальченко М.С. Некоторые закономерности изнащивания металлов и металлоподобных корбидов в ваккуме при низких температурах // ФХММ. 1971. - Т.7, №3. - С. 38-42.

35. Взаимодействие между волокнами и матрицей в никелевых сплавах, армированных волокнами вольфрама / С.А. Голованенко, Б.А. Клыпин, A.M. Маслов, С.Б. Масленков // ФХММ. 1975. №4. - С. 144-146.

36. Зверев А.И. Мирошниченко Ю.И. Использование явления детонации для нанесения покрытий // Порошковая металлургия. 1972. № 11. - С. 34-46.

37. Зверев А.И., Шаривкер С.Ю., Астахов Е.А. Детонационное нанесение покрытий. Д.: Судостроение, 1979. -232 с.

38. Бартенев С.С., Федько Ю.П. Детонационные покрытия в машинотроении. J1.: Машиностроение, 1982. -214 с.

39. Шоршоров М.Х. Харламов Ю.А. Физико-химические основы детонационно-газового напыления покрытия. — М.: Наука, 1978. 224 с.

40. Кудинов В.В. Иванов В.М. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий. -М.: Машиностроение, 1981. 192 с.

41. Кудинов В.В. Плазменные покрытия. -М.: Наука, 1977. 270 с.

42. Федорченко И.м. Покрытия как средство защиты от износа и восстановления изношенных деталей // Защитные покрытия на металлах. К.: Наукова думка, 1983. -Вып. 17. - С. 3-9.

43. Влияние условий процесса плазменного напыления на прочность сцепления стальных покрытий / Д.Г. Вадивасов, К.Е. Кубаев, Б.И. Чайка, П.Н. Лапко // Порошковая металлургия, -1970. №9, - С. 12-15.

44. Левингстейн М., Бето Р. Применение плазменных покрытий в авиационной промышленности. // В кн. «получение высокотемпературным напылением», -М.: Атомиздат, 1973, С. 69-76.

45. Готлиб Л.И. Плазменное напыление покрытий. // Защитные высокотемпературные покрытия. Л.: Наука, 1972. - С. 75-78.

46. Барвинок В.А. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных покрытий. М.: Машиностроение, 1990. - 384 с.

47. Нанесение покрытий плазмой / В.В. Кудинов, П.Ю. Пекшев, В.Е.

48. Белащенко, О.П. Сщлоненко, В.А. Сафиуллин. М.: Наука, 1990. - 408 с.

49. Перегудин Б.П. Методы измерения прочности сцепления газотермических покрытий // Сварочное производство. -1988. № 9. -С. 41-42.

50. Balogh A., Molnar A Szorohegesztessel felrakott retegek Kotesi szilardsaga. // Banyaszati es Kohaszati Lapok-Kohaszat. 1982. - evf. 115. №1-2. Old. - C. 38-43.

51. Steffens H.D., Kaeser H., Miller K.N. Flammund plasma-spritzen von mischmetallen, verfahrenstechnische and technologische untersuchungen // Schweissen and Schneiden. 1972. № 4. - P. 118-122.

52. Захаров C.B., Серенко A.H., Роянов В.А. Прочность сцепления покрытий при газотермическом напылении. // Сварочное производство. -2002. № 3. С. 20-25.

53. Пузряков А.Ф. Управление остаточными напряжениями в плазменных •л покрытиях // Сварочное производство. 2004. № 9. - С. 26-30.

54. Роянов В.А. Способ определения адгезионной связи покрытия с подложкой при сложных условиях напряжения // Сварочное производство. — 1986. № 1. С. 4-5.

55. Аппен А.А. Температуроустойчивые неорганические покрытия. Л.: Химия. 1976.-295с.

56. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей машин. М.: Машиностроение, 1987,- 118с.

57. Ришин В.В. Исследование прочности сцепления некоторых защитных неорганических покрытий при комнатной и высоких температурах: Автореф. дис. .канд. техн. наук. Киев, 1973. - 15 с.

58. Рогожин В.М., Смирнов Ю.В., Петров В.Я. Определение адгезионной прочности газотермических покрытий // Порошковая металлургия. 1982. -Вып. 7.-С. 87-91.

59. Пузряков А.Ф., Ефремичев А.Н., Таранов В.А. Механизм разрушения напылённых покрытий при определении их адгезионной прочности штифтовым методом // Порошковая металлургия. 1984. -Вып. 4. - С. 94-98.

60. Зорькин Е.Ф. Определение остаточных напряжений в биметаллических стержнях // Труды ЛПИ. 1967. № 299. -С. 44-49.

61. Howard S.J., Tsui Y.C., Clyne T.W. The effect of residual stresses on the debonding of coatings-1. A model for delamination at a biomaterial interface // Act a Metal 1 Mater. 1994. -№ 42. P. 2823-2836.

62. Tsui Y.C., Clyne T.W. An analytical model for predicting residual stresses in progressively deposited coatings. Part 1: Planar geometry // Thin Solid Films. -1997. № 306. P. 23-33.

63. Clyne T.W., Gill S.C. Residual stresses in thermally sprayed coatings and their effect on interfacial adhesion: f review of recent work // J Thermal Spray Technology. 1996. № 5(4). - P. 401-408.

64. Peng X.L., Tusi Y.C., Clyne T.W. Stiffness, residual stresses and interfacial fracture energy of diamond films on titanium // Diad Relat Mater. 1997. № 6(11). -P. 1612-1621.

65. Корицкий И.Г. Использование ультразвука для измерения внутренних напряжений в металлах // Акустика и ультразвук. МТС. Вып. 2. - С. 87-92.

66. Барвинок В.А., Богданович В.И., Козлов Г.М. Определение остаточных напряжений в многослойных кольцах // Изв. Вузов. Машиностроение. -1980. -№ 4. -С. 31-35.

67. Барвинок В.А., Богданович В.И. Определение остаточных напряжений в напыленны покрытиях // Изв. Вузов. Машиностроение. -1981. № 9. С. 100-103.

68. Барвинок В.А., Богданович В.И. Расчет остаточных напряжений в плазменных покрытиях с учетом процесса наращивания // Физика и химия обработки материалов. 1981. № 4. - С. 95-101.

69. Analysis of deposition phenomena and residual stress in plasma sprayed coatings / B.A. Барвинок, В.И. Богданович, J.D. Lee, H.V. Ra, K.T. Hong, S. K. Hur // Surf Coat Techno1. 1990, № 56. - P.27-37.

70. Hobbs M.K. Reiter H. Residual stresses in Zr-02-8%Y203 plasma sprayed thermal barrier coatings // Surf Coat Technol. 1998. № 34. - C. 33-42.

71. Барвинок B.A., Богданович В.И. Теоретическое и экспериментальное исследование формирования напряженного состояния плазменных покрытий. // Температуроустойчивые покрытия. Л.: Наука, 1985.-С. 141-145.

72. Определение остаточных напряжений в покрытиях плазменного напыления, нанысенных на внутреннюю поверхность кольца / В.А. Барвинок, Ф.И. Китаев, А.Г. Цидулко и др. // Сварочное производство. 1981. № 5. - С. 1115.

73. Дехтярь Л.И. Определение остаточных напряжений в покрытиях и биметаллах. Кишинёв: Картя Молдовеняскэ, 1968. -76 с.

74. Мухин B.C., Саватьев В.Г., Матвеев Л.В. К определению остаточных напряжений в деформированном поверхностном слое // Заводская лаборатория. 1974.-Вып. 6. - С.738-739.

75. Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: Машиностроение, 1963.- 234с.

76. Лузан С.А. Кальянов В.Н. Исследование остаточных напряжений в напыленных покрытиях // Сварочное производство. -1986. № 1. С. 2-4.

77. Определение характеристик упругости и остаточных напряжений в плазменных покрытиях / Л.И. Дехтярь, Б.В. Зильберман, Д.А. Игнатьков В.К. Андрейчук, Б.Н. Горшков // Труды МВТУ: Теория и практика плазменного напыления. 1977. - Вып. 1. - С. 104-110.

78. Residual stresses in plasma sprayed coatings. In: Blum-Sandmeier S, Huber P, Nicoll A.R. eds. Proc 2nd Plasma-Technik Symp / J. Pina, A.M. Dias, V. Costa, A.

79. Goncales, M. Zaouali, S.L. Lebrun // Plasma-Technik. Wohlen. Switzerland. -1991. -P. 99-108.

80. R. Elsing. O. Knotek. And U. Baiting. Calculation of residual thermal stress in plasma-sprayed coatings // Surface and coatings Technology. 1990. № 43/44. -P. 416-425.

81. O. Knotek, R. Elsing and U. Baiting. // Surf. Coat. Technol. -1988. № 36. -P. 99.

82. R. Elsing. O. Knotek and U. Baiting. // prof. Int. Thermal Spraying Conf. -1989. London. -June. -1989.

83. D.S. Rickerby, G. Eckold and I.M. Buckly-Jobbs. // Thin Solid Films, -1987. -№ 154. 125.

84. R.Elsing, O.Knotek and U. Baling // Surf. Coat. Technol. 1990. № 41. - P.147.

85. M.T. Flaman // Experimental Techniques. 1982. January. -P. 26.

86. P. Pantucek. // VDI-Berchte, -№ 679. Verein Deutscher Ingeniture Verlag. Duseldorf. 1988 .

87. Ceramic Coatings for Heat Engine Materials-Status and Future Needs. / W.J. Lackey. D.P. Stinton. G.A. Cerny. L.L. Fehrenbacher and A.C. Schffauser //Proc. Int. Symp. On Ceramic Components for Heat Engines. October 17. 21. -1983. Hakine, Japan.

88. M.Hobbs // Surf. J. -1985. № 16(4). P. 155.

89. P.Hancock // Processes for Ceramic Coatings. E-MRS Conf. on Advanced Materials Research and Development for Transport. Strasbourg. November. -1985.

90. S.Kuroda and T.W. Clynt // Thin solid Films. 1991, № 200. -P. 49-66.

91. R.C. Hendricks. G.McDonald and R.L. Mullen Ceram // Eng. Sci. Proc., -1983.-№ 4. P. 802.

92. S.Kitahara, R. Hyakutake and M.Ishida // Proc. 11th Int. Thermal Spraying conf., MontrealPergamon, New York. 1986. - P. 785.

93. J.W. Watson and S.R. Levine // Thin Solid Films, -1984. № 119. P. 185.

94. R.Kingswell, K.T. Scott and D.T. Gawne // Proc. 1st Int. Conf. on Plasma Surf. Eng. Garmisch Parterkirchen. DGM. 1989. -P. 695.

95. W.E.Ballard // Metal Spraying and the Flame Deposition of ceramics and Plastics. Griffin, London, 4th end, 1963. - P.785.

96. S.J.Harris. R.C. Cobb and H.James // Proc. 10th. Int. Thermal Spraying conf, Essen. 1983, Deutscher Verlag fur schweiBtechnik GmbH. Duseldorf. -1983. -P. 245.

97. J.H. Zaat //Ann. Rev. Mater. Sci. 1983. № 13. - P. 9.

98. R.McPherson // Thin Solid Films. 1981. № 83. - P. 297.

99. W.E.Ballard // Metal Spraying and the Flame Deposition of ceramics and Plastics. Griffin, London, 4th end, 1963. -P. 387-393.

100. S. Kuroda. T. Fukushima and S. Kitahara // Vacuum, 1990. № 41. -P. 1297.

101. C.W. Marynowski. F.A. Halden and E.P. Farley // Electrochen Technol. -* 1965. №3.-P. 109.

102. D. Lee // Int. J. Mech. Sci. -1983. № 25. P. 543.

103. D.S. Rickerby, K.N. Scott, G. Eckold and D. Lloyd-Thomas // Proc. 1st Plasma-Technik-Symp. -Vol.2, Lucerne, -1988.

104. S.C. Gill and T.W. Clyne // Metall. Trans. B, -№ 21. P. 377.

105. Моделирование теплообмена и остаточных напряжений в плазменных покрытиях / А.Н. Кузьменков, С.П. Кундас, В.А. Гуревич, Э. Люгшайдер У. Эритт // Becui Нацианальнай акадэми навук беларусь 2000. № 1. - С. 134-141.

106. Таранов В.А. Дис. канд. тех. наук. Москва. 1989. - 242 с.

107. Вирник A.M., Морозов И.А., Подзей А.В. К оценке остаточных напряжений в покрытиях, нанесенных плазменным напылением // Физика и химия обработки материалов. -1970. № 4, С. 53-58.

108. Никитин М.Д., Кулик А.Я., Захаров Н.И. Теплозащитные износостойкие покрытия деталей дизелей. Л.: Машиностроение, 1977. - 166с.

109. Ройх И.Л., Колтунова Л.Н.Б Федосов С.Н. Нанесение защитных покрытий в вакууме. М.: Машиностроение, 1976. -367 с.

110. Рыбин Б.С., Ройх И.Л. Процессы диффузии и теплопроводности в вакуумных конденсатах // Физика металлов и металловедение. 1970. -Т.30, №2. - С. 276-280.

111. Готт Ю.В. Взаимодействие частиц с веществом в плазменных исследованиях. — М.: Атомиздат, 1978. 271 с.

112. Об условиях синтеза нитридов при конденсации плазменных потоков / И.И. Аксенов, Ю.П. Антуфьев, В.Г. Брень и др. // Физика и химия обработки материалов. 1981. № 4. - С.43-46.

113. З.Донской А.В., Клубникин B.C. Электроплазменные установки в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1979. - 222 с.

114. Жуков М.Ф. Основы расчёта плазмотронов линейной схемы. — Новосибирск, 1979. 146 с.

115. Жуков М.Ф., Коротеев А.С., Урюков Б.А. Прикладная динамика термической плазмы. Новосибирск: Наука, 1978. - 178 с.

116. Жуков М.Ф., Смоляков В.Я., Урюков Б.А. Электродуговые нагреватели газа (плазмотроны). М.: Наука, 1973. - 232 с.

117. Смирнов Н.С., Простаков А.В. Очистка поверхностей сталей. М.: Металлургия, 1965. - 216 с.

118. Карпинос Д.М.,. Зильберберг В.Г, Вяльцев A.M. О дробеструйной подготовке поверхности плазменного напыления // Порошковая металлургия. -1978.-Вып. 9, С.25.28.

119. Саверин М.М. Дробеструйный наклёп. М.: Машгиз, 1986. -187 с.

120. Зилок А.Д. Адгезия планок и покрытий. М.: Химия, 1977.-250 с.

121. Bertagnolli М., Marchese М. And Jacucci G. // J. Of Thermal Spray Thchnologe. March, 1995. Vol. 4(1), - P. 41-49.

122. Bathe K-J. Finite element procedures in engineering analysis. Prentice-Hall, New Jersey, 1982.124.3енкевич О. Метод конечных элементов. М.: 1978.

123. Современные средства связи / С.П. Кундас, U. Schnaut, А. Г. Макаревич, А.Н. Кузьменков // Матер. Междунар. конф. Нарочь, -1995. -С. 184187.

124. Boulos M.I. Fauchais P., Pfender E. Thermal plasmas // Plenum Press, New York, 1994.

125. Lugsheider E., Barimani C., Eritt U., Kuzmenkov A. // 15th Int Thermal spray conference and exhibition. Nice, France, 1998.

126. Барвинок В.А. Определение остаточных напряжений в многослойных пластинах. // Изв. Вузов. Черная металлургия. 1981. № 11. -С. 67-71.

127. Тарасов В.А. Методы анализа в технологии машиностроение. Аналитическое моделирование динамических процессов обработки материалов: учебное пособие. М.: Изд-во. МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 187с.

128. Зарубин B.C., Овчинников А.Г. Природа пластической деформации. — М.: МГТУ. 1990,- 136 с.

129. Машиностроение. Энциклопедия. / Ред. Совет: К.В. Фролов и др. М.: машиностроение. Динамика и прочность машин. Теория механизмов и машин. Т. 1-3. В 2-х Кн. 1. / К.С. Колесников и др. Под общ. Ред. К.С. Колесникова. 1994.-534 с.

130. Polukhin P.I., Gun G.Y., Galkin A.M. Strength of metals and alloys in plastic deformation // Metallurgia publishing, Russian, 1976.

131. L. Vergani. //Mechanics of materials. Mac Graw Hill, Milan. Italey. 2001.

132. Бобылев A.B. Механические и технологические свойства металлов: Справ. М.: Изд. Металлургия, 1987. -208с.

133. Лясников В.Н., Рыженко Б.Ф. Построение математической модели процесса плазменного напыления порошковых материалов/Электронная техника. Электроника СВЧ. 1979.Вып.5.- с. 64-70.

134. Дехтярь Л.И., Определение остаточных напряжений в покрытиях и биметаллах. Кишинев: Картя молдовеняске, 1968. -175 с.

135. Шимкович Д.Г. Расчет конструкций в MSC/NASTRAN for Windows. -М.: ДМК Пресс, 2001. -448с.

136. Румшинский Л.З. Математическая обработка . результатов эксперимента. -М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1971. 192 с.

137. Макарова Н.В., Трофимец В.Я. Статичтика в Excel: Учеб. Пособие. -М.: Финансы и ститистика, 2003. 386 с.

138. Строганов А.И., Гоц А.Б., Дробышевский А.С. Оптимизация процесса напыления покрытий // Известия вузов.- 1986. Вып. 7.- С. 120-124.