автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Влияние дисперсности микроструктуры покрытий, получаемых методом электроакустического напыления, на износостойкость режущего инструмента

На правах рукописи

АЛЬ-ТИББИ Висам Хусамович

ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСНОСТИ МИКРОСТРУКТУРЫ ПОКРЫТИЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ, НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Специальность: 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону - 2006

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Донском государственном техническом университете (ДГТУ) на кафедре «Автоматизация производственных процессов».

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Минаков В.С.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Краплин М.А. кандидат технических наук, Хачатурян Ф.З.

Ведущая организация: ОАО НПП КП «Квант»

Защита состоится 28 ноября 2006 г. в 10ш часов на заседании диссертационного совета Д.212.058.02 в ГОУ ВПО Донском государственном техническом университете (ДГТУ) по адресу:

344010, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина 1, ауд. 252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГТУ

Отзыв в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью организации, просим выслать в диссертационный совет по указанному адресу.

Автореферат разослан » октября 2006 г.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Сидоренко В.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Несмотря на значительный прогресс, достигнутый в последнее время в машиностроении, задача повышения износостойкости режущего инструмента является по-прежнему актуальной.

В процессе работы режущего инструмента наиболее нагруженным является поверхностный слой. Поэтому, одним из путей повышения износостойкости является нанесение покрытий из материалов, обладающих высокими прочностными характеристиками. Одним из направлений получения износостойких покрытий является получение покрытий, обладающих ультрадисперсной кристаллической структурой. В последнее время интерес к исследованиям в этой области значительно вырос, т.к. было выяснено, что уменьшение размера кристаллитов ниже некоторого порогового значения приводит к значительному изменению свойств материала. Новые материалы обладают высокой прочностью и твердостью, имеют повышенную износостойкость.

Перспективным в этом направлении является использование высококонцентрированных потоков "энергий (ВКПЭ): лазерное излучение, электроискровое воздействие, ультразвуковые колебания (УЗК).

Одним из таких методов является электроакустическое напыление (ЭЛАН). В данном способе синхронно используется два вида ВКПЭ: электрической и ультразвуковой, что позволяет говорить о возможности получения ультрадисперсных материалов в покрытии.

Исследования, проведейные ранее в лаборатории ультразвуковые процессы и технологии позволили выявить некоторые особенности влияния процесса ЭЛАН на обрабатываемый материал и свойства получаемых покрытий. В работах Минакова B.C., Дымочкина Д.Д, Кочетова А.Н., Сугеры А,А., раскрываются Закономерности диффузии при ЭЛАН, механизмы упрочняющих свойств покрытий. Тем не менее, физические процессы, сопутствующие методу ЭЛАН, протекают в весьма неравновесных условиях, усложняющих их аналитическое описание. Задача затрудняется еще и тем, что до настоящего времени не выработано универсального подхода для оценки склонности металлов и сплавов к образованию ультрадисперсной структуры. Поэтому актуальным является разработка такого метода применительно к процессу ЭЛАН.

Актуальность предстаблейной работы обусловлена также практической значимостью и перспективностью использования метода электроакустического напыления для нанесения покрытий с прогнозируемыми свойствами и получения новых материалов; а также недостаточной изученностью и теоретической обоснованностью явлений, возникающих в

процессе ЭЛАН. Исходя из этого, были сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Цель работы: улучшение эксплуатационных характеристик и параметров качества изделий машиностроения за счет увеличения износостойкости режущего инструмента путем разработки и исследования метода получения покрытий с ультрадисперсной структурой и с использованием технологии электроакустического напыления (ЭЛАН). Для достижения цели работы необходимо решить следующие задачи:

- выявить возможные факторы, влияющие на структуру и размер элементов, получаемого покрытия на основе имеющихся данных о параметрах процессе ЭЛАН;

- разработать методику оценки склонности металла к образованию ультрадисперсной структуры для процесса ЭЛАН;

- произвести теоретический расчет скорости охлаждения расплава, скорости зарождения центров кристаллизации, а также их размеров, на основе чего выявить диапазон изменения параметров технологического процесса, в котором теоретически возможно получение ультрадисперсных структур для различных материалов;

- выполнить ряд экспериментальных исследований, направленных на определение фактических размеров элементов структуры покрытия;

- выдвинуть рекомендации по технологическим режимам, на которых возможно образованию ультрадисперсных структур в покрытии;

- по указанным рекомендациям провести экспериментальное исследование влияния микроструктуры нанесенных покрытий на износостойкость режущего инструмента.

- разработать промышленную установку электроакустического напыления, произвести её опытно-промышленные испытания на рекомендованных режимах.

Автор защищает:

- Аналитическую методику оценки склонности металла к образованию ультрадисперсной кристаллической структуры для процесса ЭЛАН.

- Результаты экспериментальных исследований влияния режимов электроакустического напыления на параметры микроструктуры покрытий.

- Результаты экспериментальных исследований влияния параметров микроструктуры покрытий, получаемых методом ЭЛАН, на износостойкость режущего инструмента.

- Технологию и режимы электроакустического напыления режущего инструмента.

Методы исследований. Для достижения поставленной цели в работе проводились теоретические и экспериментальные исследования

влияния процесса ЭЛАН на микроструктуру получаемых покрытий, исследование влияния микроструктуры покрытий на износостойкость режущего инструмента.

Теоретические исследования проводились путём математического моделирования процессов плавления/затвердевания материалов электродов с расчетом критических скоростей охлаждения микрованны расплава, необходимых для образования ультрадисперсной кристаллической структуры. Моделирование осуществлялось на основе алгоритма численного решения уравнений математической физики, отражающих динамику перемещения фронта плавления/затвердевания, а также статистического подхода, позволяющего определить долю закристаллизовавшегося материала и рассчитать приблизительные размеры кристаллитов.

Экспериментальные исследования проводились методом рентгеност-руктурного анализа с использованием рентгеновского дифрактометра ДРОН-ЗМ, а также растровой электронной микроскопии на РЭМ Philips.

Для визуального наблюдения износа инструмента использовался металлографический микроскоп МИМ-7. Результаты испытаний режущего инструмента (сверл) сравнивались с данными, полученными по нормативной и справочной литературе, а также с данными предыдущих исследований.

Научная новизна.

- на основе подхода Дэвиса-Ульмана, а также кинетических уравнений кристаллизации, предложенных A.A. Якуниным, разработана методика аналитической оценки склонности металлов к образованию ультрадисперсной структуры для процесса ЭЛАН.

- теоретически показана возможность получения покрытий с ультрадисперсной и аморфной структурами методом ЭЛАН.

- по данным теоретических расчетов установлен диапазон изменения параметров технологического процесса, позволяющий получать ультрадисперсные структуры при нанесении покрытий из меди и железа.

- экспериментальные исследования позволили оценить размеры элементов структуры, получаемых методом ЭЛАН покрытий на различных режимах для электродов из меди МО, твердого сплава ВК8 и стали 45. .

- экспериментально установлено влияние различных материалов электродов (медь МО, твердый сплав ВК8, сталь 45) на износостойкость режущего инструмента (сверл) и проведен сравнительный анализ износостойкости на рекомендованных режимах.

Практическая ценность.

Состоит в создании базы для исследования физических процессов проходящих при ЭЛАН, решения задачи интенсификации данного процесса и его использованию для нанесения износостойких.покрытий с

ультрадисперсной структурой на режущий инструмент. Реализация этой практической задачи обеспечивалась:

- рекомендацией режимов электроакустического напыления режущего инструмента (сверл из стали Р6М5) различными материалами (твёрдым сплавом ВК-8, медью МО, сталью 45), обеспечивающих высокую стойкость инструмента за счет получения в покрытии ультрадисперсных структур;

- созданием промышленной установки ЭЛАН для ОАО «Роствертол».

Реализация в промышленности. Результаты исследования внедрены на ОАО «Роствертол», где был организован производственный участок электроакустического упрочнения формообразующего инструмента по договору №78.00.00. «Модернизация установки электроискрового легирования в установку электроакустического напыления» (в котором автор является соисполнителем). По результатам испытаний была разработана технологическая инструкция на упрочнение формообразующего инструмента и деталей машин на установке ЭЛАН-8 на участке электроакустического напыления. Акт принятия установки к внедрению прилагается к диссертационной работе.

Достоверность и обоснованность выводов. Достоверность результатов определяется использованием современных методов экспериментальных исследований и подтверждена соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также подтвержденным экспериментально повышением износостойкости режущего инструмента на рекомендованных режимах. Тем не менее, наблюдаются и некоторые отличия, вызванные вкладом случайных факторов; а также явлениями, изучение которых не входило в цели и задачи работы.

Апробация. Основные положения диссертации докладывались на:

- международной научно-технической конференции «Современная электротехнология в машиностроении», Тула, ТулГУ, 4-5 июня 2002 г;

- международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - Технология-2003», Орел, 25-27 сентября, 2003.

- научно-технической конференции «Прогрессивные технологические процессы в металлургии и машиностроении. Экология и жизнеобеспечение. Информационные технологии в промышленности и образовании», Ростов-на-Дону, 7-9 сентября 2005 г.

- международной научно-технической конференции «Обеспечение и повышение качества машин на этапах их жизненного цикла», Брянск, 19-21 октября, 2005.

Всего по теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературных источников, приложений. Основная часть содержит 172 страниц машинописного текста, включая 70 рисунков и 22 таблицы. В приложениях приведены алгоритмы численного решения и оценки ошибки использованных в работе уравнении, примеры программ расчета уравнений и расчета рентгенограмм, подробные сведения о режимах испытаний режущего инструмента и величине износа.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, направленной на решение, задачи повышения износостойкости режущего инструмента. Предлагаемый путь решения данной задачи - нанесение покрытий из материалов, обладающих ультрадисперсной кристаллической структурой методом ЭЛАН. Данный метод, сочетающий в себе синхронное воздействие высококонцентрированных потоков энергий (электрической искры и продольно-крутильных УЗК) обеспечивает высокие скорости охлаждения микрованны расплава при электроискровом разряде и интенсивную пластическую микродеформацию, интерпретируемую как удар со. сдвигом. Обосновывается актуальность применения метода ЭЛАН для нанесения покрытий с прогнозируемыми свойствами и получения новых материалов. Формулируются цель диссертационной работы и задачи, решаемые для достижения этой цели; приводятся результаты, полученные при решении поставленных задач и выносимые на защиту; определяется научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе рассматриваются существующие методы получения материалов с ультрадисперсной кристаллической структурой, а также ; • современные методы аттестации таких материалов. -

Методы получения ультрадисперсных материалов можно условно разделить на две основные группы: • . -

1) Методы получения изолированных частиц и кластеров. Например, газофазный и плазмохимический синтез с испарением материала при контролируемой температуре, или механосинтез с измельченем твердых смесей.

2) Методы получения компактных материалов с ультрадисперсной структурой. Например, осаждение на подложку из паров и плазмы, или компактирование порошков.

Методы получения материалов с ультрадисперсной структурой используют различные физические процессы и явления, однако условия, приводящие к получению новых свойств материалов идентичны для всех

способов. Это в первую очередь высокие скорости нагрева/охлаждения и интенсивная пластическая деформация.

Метод ЭЛАН сочетает в себе оба этих фактора, действующих синхронно во времени. Высокие температуры, наблюдаемые при электроискровом разряде, действующем локально, позволяют достичь высоких скоростей нагрева и охлаждения. Интенсивные ультразвуковые продольно-крутильные колебания, которые интерпретируются как удар со сдвигом, приводят к измельчению зерен кристаллитов с диспергированием переносимого материала, а также интенсивной пластической микродеформации, которая позволяет получать большие степени относительной деформации материала, за счет многократной обработки с частотой 1822 кГц.

В плане аттестации ультрадсперсных материалов развиваются дифракционные (рентгеноструктурный, нейтроноструктурный, электроно-графический), -.. спектроскопические (оже-электронная спектроскопия, электронная спектроскопия с рентгеновским возбуждением, ИК-спектроскопия, масс-спектрометрия вторичных ионов), резонансные (электронный парамагнитный, ядерный магнитный, ядерный гамма-резонанс) методы. •

. Не существует метода, удовлетворяющего всем требованиям конкретного исследования. К наиболее удовлетворительным и доступным методам анализа можно отнести рентгеноструктурный анализ и электронную микроскопию, которые и использовались в представленной ра-боте^

Во второй главе Рассмотрена упрощенная физическая модель процесса. С целью разработки аналитической методики расчета критических условий охлаждения, обеспечивающих образование ультрадисперсной структуры, рассмотрены процессы плавления/затвердевания материалов электродов. Производятся расчеты критической скорости охлаждения, при которой образуется аморфная структура для определения ограничения скорости охлаждения сверху и примерного распределения аморфной и кристаллической структур по толщине покрытия, в зависимости от скорости охлаждения. Рассчитывается средний размер зерен/кристаллитов для различных материалов.

3 1

1 - анод

2 - упрочняемая деталь (катод)

3 - волновод

4 • акустическая система

5 - датчик обратной связи

6 - ультразвуковой генератор

7 - система управления в - электронный кпюч

9 - источник питания

Рисунок 1. Структурная схема ЭЛАН

Структурная схема установки электроакустического напыления (ЭЛАН) приведена на рис.1., а рис.2 поясняет этапы процесса. Физическую модель ЭЛАН можно упрощенно представить следующим образом. Волновод, а вместе с ним и электрод совершают продольно-крутильные колебания с частотой подаваемого от ультразвукового генератора сигнала. Система управления, используя сигнал с датчика обратной связи, подает разрядный импульс. В момент подачи разрядного импульса (РИ) поверхности обоих электродов нагреваются (Н), при этом в пространстве между анодом (А) и поверхностью упрочняемой детали образуется мельчайшая «капелька» вещества анода, а на поверхности катода возникает микрометаллургическая ванна расплава материала катода (К). В дальнейшем, за счет энергии удара, а также за счет электрических сил, происходит перенос (П) материала анода на поверхность катода, сопровождаемый интенсивным термодинамическими процессами, с последующим гидродинамическим перемешиванием расплавленного вещества материалов электродов. После окончания процесса переноса начинается фаза кристаллизации на поверхности катода. Этот этап процесса является определяющим при формировании микроструктуры напыленного слоя.

Для оценки склонности металла к образованию аморфной структуры использовался подход Дэвиса-Ульмана. Предполагалось, что охлаждение жидкого металла происходит непрерывно с определенной скоростью и что образуется зародыш, состав которого такой же, как состав жидкости. Используя полученное Колмогоровым выражение для объемной доли зародышей X, образовавшихся за время Ь

0

Рисунок 2. Упрощенная модель ЭЛАН

1 =

1п(1-Х) ' 3

--III

1/4

(1)

/

где /- частота образования зародышей; и- скорость роста зародышей.

Соотношение (1) выражает связь между параметрами так называемой ТВП - диаграммы (температура - время - превращение). Если известна температурная зависимость вязкости ниже точки плавления, то можно найти зависимость времени, необходимого для затвердевания заданной доли объема металла X, от величины переохлаждения.

Форма кривой ТВП определяется наложением двух факторов, действующих в противоположных направлениях: увеличением движущей силы процесса кристаллизации с ростом переохлаждения и снижением подвижности атомов (рис.3).

Для^получения аморфной структуры ' кривая, характеризующая скорость

охлаждения должна находиться левее выступа, соответственно для получения кристаллической структуры - правее. Критическая скорость охлаждения И/ох/1жр определяется как.

Гя

Рисунок 3. Схема определения критической скорости охлаждения

Т,

пл

'в

охл.кр.

(2)

в

В условиях непрерывного охлаждения кристаллы будут расти со скоростью и, и при температуре 7} будут иметь размеры:

гк +

■пл \

и

Щ

СПГ

(3)

охл

Для определения скорости охлаждения расплава по всей толщине наносимого материала необходимо, рассмотреть процесс распространения тепла от кратковременно действующего источника на поверхности электродов. Динамика процесса плавления/кристаллизации определяется перемещением во времени границы фазового превращения. Такая задача известна в математической физике как задача Стефана. С ,точки зрения построения эффективных вычислительных алгоритмов важно, что

1П

задача Стефана допускает обобщенную формулировку, при которой рассматривается единое уравнение теплопроводности для жидкой и твердой фазы. Искомое уравнение в таком случае запишется следующим образом

* дТ

(с/> + ЬУ(Т - Т ))— = сНу(к дгасПГ), (х,у../' (4)

дь

где к - коэффициент теплопроводности; с - удельная теплоемкость; р - плотность среды; 7~- температура; t- время; I. - энтальпия фазового

перехода; координаты; С1 - расчетная область; б(Т- Т*) есть 5 -

функция. Коэффициенты теплоемкости и теплопроводности разрывные. Подобная формулировка связана с физическим требованием (4), которое состоит в том, что при температуре фазового перехода энергия, как функция температуры, испытывает скачок величины ¿.

к— = -1-\/п, (х, у,г) е Б (5)

£>п J

где 5- граница раздела фаз; Уп- скорость движения границы фазового перехода по нормали; п- вектор нормали.

Для численного решения задачи Стефана в обобщенной формулировке (4), целесообразнее всего использовать метод сквозного счета. Его применение дает возможность строить вычислительные алгоритмы без явного выделения границы раздела фаз. Простейший подход к численному решению задачи в .такой формулировке состоит в том, что коэффи-. циенты уравнения (4) сглаживаются, т.е. осуществляется переход к обычной задаче теплопроводности.

Из физических соображений ясно, что задача имеет осевую симметрию, т.е. достаточным в нашем случае будет рассмотреть плоскую, двумерную задачу. Значение средней удельной мощности действующей на один из электродов для нашего случая определим как:

• к-Си2 ; ■ '

Ро (6)

'У и : ' • •

где к - коэффициент пропорциональности; С- величина разрядной емкости; и - напряжение между электродами; гг- радиус пятна нагрева; /-„- длительность разрядного импульса.

Указанная задача была решена при помощи специализированных программных средств на ЭВМ конечно-элементными методами/

В качестве модельных материалов при расчетах были взяты медь, вольфрам и железо. Исследовалось влияние величины мощности теплового потока, а через неё и опосредовано напряжения в межэлектродном

промежутке на процессы затвердевания, поскольку именно этот параметр процесса поддается наиболее простому управлению. При расчете напряжение варьировалось в пределах 10-45В.

Наиболее важные результаты расчетов, проведенных в соответствии с выше указной методикой, представлены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты расчетов

Материал и, В И/охп. макс." ю10, °С/с Тмакс. °с ^^ОХЛ. кр " ю10, °С/с тв, °С 10"8, С /макс./ Нм Па, %

Яе 30 4.1 6821 3.136 1100 1.4 60 50

20 1 4298 60 0

30 2.1 4428 44.65 2230 0.39 10000 0

40 15 6916 1000 0

Си 20 3.1 5695 0.789 880 11 10 70

12 0.58 1514 10 0

В таблице 1: И^хл.макс - максимальная скорость охлаждения расплава; г„акс - максимальный размер кристаллитов; г/а - объемное содержание аморфной фазы.

Кроме воздействия электрической искры в методе Э/1АН используется высокоинтенсивное, ультразвуковое ударное воздействие, интерпретируемое как удар со сдвигом. Такое воздействие может приводить к формированию в поверхностном слое как ультрамелкозернистых неравновесных структур, так и к укрупнению зерен. Изменение микроструктуры может быть следствием двух основных факторов. Во-первых, за счет роста плотности дефектов создаются дальнодействующие поля напряжений, что может привести к измельчению зерен. Во-вторых, за счет нагрева материалов электродов при ударе инициируются процессы рекристаллизации, что может привести к росту зерен. Термически активируемый рост зерен начинаются при относительно низких температурах, близких к (0.4 - 0.6) Тпл. Была рассчитана максимальная температуру, до которой может нагреться обрабатываемая поверхность в результате удара. Для этого были сделаны несколько существенных допущений:

- акустическая мощность, передаваемая акустической системой подложке полностью (100%) переходит в тепло;

- размер и форма области, подвергаемой ударному воздействию, совпадает с размером и геометрией пятна нагрева, указанными в предыдущем параграфе.

Такие допущения являются преувеличением и естественно не соблюдаются. Однако они позволили оценить максимально возможную теоретически температуру нагрева. Она составили около 85°С, что го-

раздо ниже необходимых для начала рекристаллизации значений порядка 600 °С. Таким образом, говорить о росте зерен в результате рекристаллизации, вызванной температурным воздействием в случае одного удара не представляется возможным. Поскольку глубина температурного воздействия соизмерима с глубиной проплавления, то можно утверждать, что время охлаждения подложки до температуры окружающей среды в указанных условиях меньше времени, проходящего до следующего удара, т.е. нагрев в результате многократной обработки также не происходит.

По результатам расчетов были сделаны следующие выводы:

- для железа значения скорости охлаждения в зоне плавления превышают критические и есть возможность образования аморфной фазы в течение всего времени охлаждения. Средний размер кристаллитов не превышает 60 им. Полностью кристаллические покрытия образуются при напряжениях менее 20 В.

- для вольфрама возможности образования аморфной фазы в течение всего времени охлаждения нет. Средний размер кристаллитов составил от 1 - 10 мкм. Т.е. образование ультрадисперсных структур в покрытии маловероятно.

- для меди имеется возможность образования аморфной фазы в течение всего времени охлаждения. Средний размер кристаллитов не превышает 10 нм. Полностью кристаллические покрытия образуются при напряжениях менее 12 В.

- в процессе действия продольно-крутильных ультразвуковых колебаний (удар со сдвигом) на поверхность обрабатываемого материала, непосредственное влияние на микроструктуру напыленного слоя будет оказывать интенсивная пластическая деформация, а рекристаллизация в результате нагрева наблюдаться не будет.

В третьей главе описывается методика, особенности и оборудование для проведения экспериментальных исследований. Электроакустическое напыление образцов для экспериментальных исследований осуществлялось в лаборатории «Ультразвуковые процессы и технологии» при ДГТУ, возглавляемой д.т.н., проф. B.C. Минаковым. Для этого была специально собрана лабораторная установка ЭЛАН. Особенностью использованной в установке системы управления являлось то, что в ней была реализована возможность использования регулируемых рабочих напряжений менее от 5 до 45 В, а также возможность изменения фазы и частоты подачи разрядных импульсов.

Рентгенострукгурный анализ производился на рентгеновском ди-фрактометре для структурного анализа с ионизационной регистрацией ДРОН-ЗМ на FeKa - излучении. Образцы для исследования изготовлялись

из стального (сталь 40Х) круглого прутка и имели форму цилиндра с диаметром 6 мм и высотой 5 мм.. Торцевая, поверхность каждого образца подвергалась напылению методом ЭЛАН. Осуществлялась съемка образцов, при непрерывном сканировании образца и детектора по методу фокусировки Брэгга-Брентано. Профиль дифракционной линии регистрировался на диаграммную ленту. Интервал углов сканирования 20 варьировался в пределах от 30 до 170° в зависимости от материала покрытия образца, В дальнейшем диаграммная лента сканировалась на планшетном сканере для ввода информации в персональный компьютер и проведения необходимых расчетов в автоматизированном режиме. Рассчитывалось физическое уширение линий рентгенограммы и выявлялась его основная, причина методом ГАПРЛ (гармонического анализа профиля рентгеновской линии). . .

Для получения фотографий микроструктуры напыленного слоя использовался сканирующий (растровый) электронный микроскоп XL-30CP фирмы Philips.-Образцы для исследования изготовлялись из квадратного прутка (сталь 4ОХ) со стороной 8 мм, с последующей нарезкой на заточном станке алмазным кругом. После нарезки производилась небольшая доводка поверхности под напыление на шлифовальном круге. А также ее полировка с использованием алмазной пасты. Затем на одну из граней . образца наносилось покрытие методом ЭЛАН. Дальнейшая подготовка была аналогична методике приготовления образцов для обычного металлографического исследования с изготовлением бокового шлифа и травлением в течение 30 секунд в 4% растворе азотной кислоты. Съемка велась в отраженных электронах с установленным LaB6 катодом.

В четвёртой главе Представлены результаты экспериментальных исследований микроструктуры покрытий образцов при напылении электродом из твердого сплава марки ВК8, электродной меди марки МО и стали 45 на подложку из стали 40Х. Оценивалось влияние изменения напряжения в межэлектродном промежутке и амплитуды ультразвуковых колебаний, на,параметры микроструктуры покрытия (см. табл. 2). Фотографии микроструктуры были выполнены на режимах, оптимальных для получения ультрадисперсной структуры по данным теоретических расчетов и рентгеносгруктурного анализа. По данным рентгеноструктурно-го анализа было выяснено:

- в случае напыления электродом из стали 45, основной фазой, присутствующей в материале покрытия, является a-Fe. Наблюдаемое на рентгенограммах уширение дифракционных пиков, чувствительно к обоим значимым факторам. - величине микродеформаций (МКД) кристаллической решетки и размеру областей когерентного рассеяния (ОКР). Удалось разделить вклад этих факторов в общее уширение, в результате

0.8

чего было выяснено, чтр размер ОКР в зависимости от режимов ЭЛАН колеблется в пределах от 50 до 300 нм. Причем с увеличением напряжения, подводимого к электродам, размер ОКР уменьшается, как и с увеличением амплитуды. При достаточно больших, значениях напряжения (40 В и более) в материале покрытия может наблюдаться аморфная фаза (Гало на рентгенограмме), процентное содержание которой достигает

60% (см. рис.3). Кроме того, наблюдалось значительное (порядка Io) смещение рефлексов a-Fe на больших и ма-.лых углах, что является .следствием изменения параметра решетки в пределах ^ 1.15% и может служить по нашему мнению косвенным фактором, свидетельствующим об измельчении зерен (кристаллитов).

0.6

I,

отн сд.

0.4

0.2

20 .

. 27.6

35.2 42 *

20, град

504

Рисунок 3. Рентгенограмма образца, демонстрирующая возможность по-, лучения аморфной фазы (напыление сталь 45, и=40В)

Таблица 2. Режимы ЭЛАН при исследовании микроструктуры.

Материал Образец

1 2 3 4 5

Сталь 45 и=зо В U=20 В U=20 В U=20 В U=15 В

А=15 мкм А=15 мкм А=10 мкм А=5 мкм А=15 мкм

6 7 8 9 10

Медь МО U=20 В U=12 В U=12 В U=12 В U=9 В

А=15 мкм А=15.мкм А=10 мкм А=5 мкм А=15 мкм

Тв. сплав 11 12, 13 14 15

ВК8 . U=40 В и=зо В и=зо В и=зо В U=25 В

А=15 мкм А=15 мкм А=10 мкм А=5 мкм А=15 мкм

- в случае напыления электродом из меди МО в материале покрытия присутствуют две основные фазы - a-Fe и a-Cu. Наблюдаемое на рентгенограммах уширение дифракционных пиков для обеих фаз зависит как от величины МКД, так и от размера ОКР. Размер ОКР в зависимости от режимов ЭЛАН для a-Fe колеблется в пределах от 50 до 200 нм, а для a-Cu

от 20 до 200 нм. Для a-Fe с увеличением напряжения параметр решетки уменьшается, как и с увеличением амплитуды. Для a-Cu с увеличением напряжения параметр решетки также уменьшается, а с увеличением амплитуды - увеличивается. На исследованных режимах аморфная фаза в покрытии обнаружена не была.

- в случае напыления электродом из твердого сплава ВК8 в материале покрытия присутствуют две основные фазы - a-Fe, а также образуется новое соединение - карбид быстрорежущей стали Fe3W3C. Наблюдаемое на рентгенограммах уширение дифракционных пиков для a-Fe зависит как от величины МКД, так и от размера ОКР. Размер ОКР в зависимости от режимов ЭЛАН для a-Fe колеблется а пределах от 100 до 230 нм. Для Fe3W3C было выяснено, что уширение с учетом погрешности вызвано МКД решетки, поэтому при помощи указанной методики определить размер ОКР не удалось. Смещение пиков для карбида Fe3W3C практически нё происходит (по сравнению с исходным веществом). Соответственно параметр кристаллической решетки не претерпевает заметных изменений и ультрадисперсные структуры для сложного карбида не образуются. Для a-Fe с увеличением напряжения параметр решетки имеет тенденцию к уменьшению, как и с увеличением амплитуды.

По данным растровой электронной микроскопии выяснено:

Для всех материалов электродов толщина покрытия не превышает 10-15 мкм. Микроструктура покрытий для всех материалов содержит области со значительной неоднородностью, которые можно трактовать как возникающие диффузионным путем некогерентные включения. Такие включения упрочняют кристалл значительно больше, чем образование, например твердого раствора. Если для исходного образца без напыления из стали 40Х размер этих областей находится в пределах 400 нм, то в напыленных сталью 45 и медью МО покрытиях он ощутимо уменьшется до 100-150 нм. Аналогичные области неоднородности наблюдаются и для случая напыления твердым сплавом ВК8, однако из размер, гораздо больше (порядка 500 нм).

Таким образом, имеются все факты, позволяющие говорить об увеличении дисперсности микроструктуры покрытий получаемых методом ЭЛАН по сравнению с исходным крупнозернистым материалом. Такое увеличение дисперсности может идти на разных структурных уровнях.

Во-первых, происходит измельчение размеров областей совершенства (областей когерентного рассеяния), сопровождающееся ростом плот-¡ носги дефектов (величины микродеформаций кристаллической решетки).

•Во-вторых, уменьшается размер областей неоднородности, представляющих собой включения из отличных от материала основы фаз (диффузионных некогерентных включений).

1 А i и

В-третьих, возможно измельчение структуры непосредственно зерен/кристаллитов металла за счет высоких скоростей охлаждения и интенсивной пластической микродеформации, интерпретируемой как удар со сдвигом, что косвенно подтверждается изменением параметра кристаллической решетки в случае напыления медью МО и сталью 45.

- Пятая глава посвящена технологии упрочнения режущего инструмента методом ЭЛАН, проведение установочных испытаний режущего инструмента, внедрению технологии ЭЛАН на производство.

Основываясь на проведённых теоретических и экспериментальных исследованиях, а также на исследованиях, проводимых ранее в лабора: тории «Ультразвуковые процессы и технологии» под руководством д.т.н., проф. Минакова B.C., была создана опытно-промышленная установка электроакустического напыления для ОАО «Роствертол». Установка предназначалась для упрочнения режущего инструмента на предприятии и отработки режимов упрочнения. Т.к. установка предназначалась для непосредственного внедрения на предприятии, то при её создании ставилась цель минимизации массо-габаритнных характеристик. Также ставилась задача обеспечения возможности изменения в широких пределах режимов обработки.

Отработка режимов ЭЛАН производилась на партии свёрл. В соответствии с исследованиями, проведёнными в гл. 4, видно, что режимы, обеспечивающие получение ультрамелкодисперсных структур в покрытии для различных материалов различны и наблюдаются при максимальной амплитуде ультразвуковых колебаний. Поэтому были приняты следующие режимы напыления: для медного электрода напряжение U=10-12 В, для электрода из стали СтЮ: U=15-18 В, для электрода из твердого сплава ВК8: U=20-25 В. По нашему мнению, указанные режимы будет обеспечивать наилучшую стабильность свойств покрытия и стойкость инструмента, т.к. являются оптимальными для получения ультрадисперсных структур в покрытии по данным предыдущих изысканий.

Для испытаний использовались сверла из- быстрорежущей стали Р6М5 диаметром 9 мм. Сверление производилось с ручной подачей, без использования СОЖ. Величина скорости резания 0.33 м/с, глубина сверления около 5 мм. Средняя величина подачи 0.03 мм/об.

Была упрочнена партия из пятнадцати сверл, по три сверла для каждого из исследованных выше материалов электродов (сталь 45, твердый сплав ВК8 и медь МО), три неупрочненных сверла, и три, обработанных только ультразвуком без искры. Покрытие наносилось по передней и задней грани, а также по части ленточке сверла непосредственно прилегающей к режущим лезвиям (см. рис. 4).

Рисунок 4. Определение износа по задней грани сверла (5): 1 - передняя поверхность; 2 - задняя поверхность; 3 - ленточка; 4 - главное лезвие; 5 - перемычка; 6 - вспомогательное лезвие; 7 - спинка сверла.

Измерение износа сверл производилось при помощи металлографического микроскопа по задней грани путем его визуального наблюдения. Для фотографирования картины износа была использована цифровая

камера Sony с воз-

0.5-

0.4 -

Износ по о. j задней грани, мм

. 0.2

ВК8 1 Неупроч. Медь Сталь УЗК

0 100 200 300 , 400 500

Глубина сверления, мм •

Рисунок 5. Зависимости износа по задней грани от суммарной глубины сверления

можностью макросъемки. Для получения более достоверных данных для каждой группы сверл было рассчитано среднее значение, износа. Зависимость средней величины износа по задней грани для всех пяти видов упрочненных сверл приведена на рисунке 5.

По результатам испытаний можно сделать следующие выводы:

- для сверл, упрочненных твердым сплавом и медью величина износа далека от критической, затупление режущей кромки сверла незначительно и сверла полностью сохранили свою режущую способность.. ..„.. ■

- для сверл упрочненных сталью 45, а также для сверл обработанных ультразвуком износ немного ближе к критическому, однако также находится на рабочем участке (рис. 5).

- для всех неупрочненных сверл величина износа приближается к критической (рис.5).

- для всех упрочненных сверл при одинаковой суммарной глубине сверления наблюдается заметное уменьшение износа по сравнению с неупрочненными сверлами. , -

Напыление испытанных сверл производилось при гораздо меньших, чем обычно напряжениях, оптимальных по результатам предыдущих изысканий для получения в покрытии ультрадисперсных структур. Если при больших напряжениях увеличение износостойкости инструмента можно объяснить за счет большей толщины наносимого слоя, то сохранение высокой износостойкости при уменьшении напряжения и соответственно толщины покрытия логично объяснить происходящим измельчением структуры покрытия. Такое увеличение дисперсности микроструктуры покрытий является следствием двух основных факторов. Во-первых, высоких скоростей охлаждения микрованны расплава, получаемых при искровом разряде. Во-вторых, интенсивным ультразвуковым ударным воздействием, интерпретируемым как удар со сдвигом. Влияние обоих факторов на повышение стойкости инструмента однозначно подтверждается экспериментально. Первого - уменьшением износа для напыленных различными материалами сверл. Второго - уменьшением износа при ультразвуковой обработке без искры.

Основные выводы.

1. На основе подхода Дэвиса-Ульмана, а также кинетических уравнений кристаллизации, предложенных A.A. Якуниным, разработана аналитическая методика оценки склонности металлов к образованию ультрадисперсных структур в покрытиях, полученных методом электроакустического напыления, позволившая указать диапазон изменения параметров технологического процесса, в котором теоретически возможно получение ультра дисперсных структур для различных материалов электродов и существенно сократить объём экспериментов при дальнейших исследованиях процесса ЭЛАН.

2. Экспериментальные исследования с использованием рентгеност-руктурного анализ и растровой электронной микроскопии позволили определить фактические размеры элементов микроструктуры покрытий и указать диапазон изменения параметров технологического процесса, в котором возможно получение ультрадисперсных кристаллических и аморфных структур при напылении медью МО, сталью 45 и твердым сплавом ВК8.

, 3. Экспериментальными исследованиями величины износа режущего инструмента (сверл) установлено влияние дисперсности микроструктуры покрытий из меди МО, стали 45 и твердого сплава ВК8 на износостойкость режущего инструмента. Показана перспективность использования материалов электродов с различными теплофизическими и механически-

ми свойствами для нанесения износостойких защитных покрытий. Так, уменьшение величины износа при напылении медью МО сравнимо с величиной износа для покрытий изЧвердого сплава ВК8. При одинёковой суммарной глубине просверленных отверстий износ уменьшился примерно в 2.5 раза по сравнению с неупрочненными сверлами.

4. По данным экспериментальных и теоретических изысканий приведены рекомендации по технологическим режимам, на которых возможно образованию ультрадисперсных структур в покрытии. Так, величину напряжения, подводимого к электродам можно уменьшить с использовавшихся ранее 30-40 В, до 10-20 В для различных материалов электродов. Это открывает перспективы для снижения энергоёмкости технологии ЭЛАН.

5. Создана промышленная установка ЭЛАН для ОАО «Роствертол», которая внедрена на предприятии. Внедрение этой установки позволяет повысить износостойкость режущего инструмента и, связанные с этим, качество и производительность металлообработки на данном предприятии.

6. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, показавшие возможность получения износостойких покрытий с ультрадисперсной структурой методом ЭЛАН и испытания режущего инструмента говорят о том, что технология ЭЛАН может быть эффективно внедрена не только для упрочнения режущего инструмента, но и для упрочнения деталей машин на предприятиях машиностроения ЮФО, таких как ОАО «Ростсельмаш», ЗАО «Ростовгазоаппарат» и др.

Публикации автора по теме диссертации:

1. Получение наноструктурных материалов при упрочнении формообразующего инструмента методом ЭЛАН / B.C. Минаков, В.Х. Аль-Тибби, Д.Д. Дымочкин, O.E. Тарелов // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии. машиностроения-Технология-2003: материалы междунар. науч.-техн. конф., 25-27 сентября. - Орел, 2003.- С. 505-509.

2. Диффузия материала покрытия в подложку при электроакустическом напылении / B.C. Минаков, Д.Д. Дымочкин, В.Х. Аль-Тибби, O.E. Тарелов // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения-Технология-2003: материалы междунар. науч.-техн. конф., 25-27 сентября. - Орел, 2003.- С.559 - 563.

3. Экспериментальное исследование влияния электроакустического напыления на износостойкость пар трения / В. С. Минаков, О. Е. Тарелов, Д. Д. Дымочкин, В. X. Аль-Тибби // Фундаментальные и прикладные проблему технологии машиностроения-Технология-2003: материалы междунар. науч.-техн. конф., 25-27 сентября. - Орел, 2003. - С.501-504.

4. Получение наноструктурных материалов при упрочнении формообразующего инструмента методом электроакустического напыления

/ B.C. Минаков, А.Н. Кочетов, В.Х. Аль-Тибби, A.A. Сугера // Инновационные и двойные технологии регионального производства: IV Межрегион, науч.-практ. конф.- Ростов н/Д, 2003. - с 86-88.

5. О некоторых физических явлениях, приводящих к образованию износостойких поверхностных структур при электроакустическом напылении/ В. С. Минаков, Д. Д. Дымочкин, В. X. Аль-Тибби, А. Н. Кочетов, В. Н. Анисимов // Современные проблемы машиноведения и высоких технологий: труды междунар. науч.-техн. конф. / ДПГУ. - Ростов-на-Дону, 2005.- Т.2. - С.26-31.

6. О наноразмерном эффекте при упрочнении поверхностей трения методом электроакустического напыления / В.Х. Апь-Тибби, Ю.В. Кабиров, Д.Д. Дымочкин // Электронный журнал "Исследовано в России", 8, 150-158, 2005. http://zhurnal.ape.relarn.ru/artides/2005/015.pdf.

7. Модернизация установки электроискрового легирования «Эпи-трон-10» в установку электроакустического напыления (ЭЛАН) / В, С. Минаков, Д. Д. Дымочкин, В. X. Апь-Тибби // Прогрессивные технологические процессы в металлургии и машиностроении. Экология и жизнеобеспечение. Информационные технологии в промышленности и образовании.: сб. тр. науч.-техн. конф./ ВЦ «ВертолЭкспо»,- Ростов-на-Дону, 2005.- С.54-57.

8. Износостойкость пар трения, упрочненных методом электроакустического напыления / В. С. Минаков, О. Е. Тарелов, Д. Д. Дымочкин, В. X. Аль-Тибби // СТИН. — 2005. — №4. — С. 34 — 35.

9. Интенсификация диффузии при упрочнении деталей машин высококонцентрированными потоками энергии/ В. С. Минаков, Д. Д. Дымочкин, В. X. Аль-Тибби // Обеспечение и повышение качества машин на этапах их жизненного цикла: труды 5-й междунар. науч.-техн. конф./ БГТУ. - Брянск, 2005. - С. 181-184.

10. О возможности получения наноструктурных материалов при упрочнении деталей машин методом электроакустического напыления/ В. С. Минаков, В. X. Аль-Тибби, Д. Д. Дымочкин // Обеспечение и повышение качества машин на этапах их жизненного цикла: труды 5-й междунар. науч.-техн. конф./ БГТУ. - Брянск, 2005. - С. 99-101.

В набор/?. 40.06В печать /9. <4Об.

Объем 4,0 у сл.п.п., ^¿7уч.-изд.л. Офсет. Формат 60x84/16.

Бумага тип №3. Заказ №336. Тираж 400.

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия: 344010, г.Ростов-на-Дону, пл.ГагаринаД.

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1 Методы получения ультрадисперсных материалов

1.1.1 Методы синтеза ультрадисперсных порошков

1.1.1.1 Газофазный синтез (конденсация паров)

1.1.1.2 Плазмохимический синтез

1.1.1.3 Осаждение из коллоидных растворов

1.1.1.4 Термическое разложение и восстановление

1.1.1.5 Механосинтез

1.1.1.6 Детонационный синтез и электровзрыв

1.1.1.7 Упорядочение нестехиометрических соединений

1.1.2 Получение компактных ультрадисперсных материалов

1.1.2.1 Компактирование порошков

1.1.2.2 Осаждение на подложку

1.1.2.3 Кристаллизация аморфных сплавов

1.1.2.4 Интенсивная пластическая деформация

1.1.2.5 Электроакустическое напыление

1.2 Современные методы исследования и принципы аттестации ультрадис- 35 персных частиц

1.2.1 Электронно-микроскопические методы

1.2.2 Дифракционные методы

1.2.3 Методы электронной спектроскопии и масс-спектрометрии

2 НЕКОТОРЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ О ВЛИЯНИИ 50 ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ НА МИКРОСТРУКТУРУ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ОБРАБАТЫВАЕМОГО МАТЕРИАЛА

2.1 Феноменологическая модель процесса

2.2 Аналитическая методика оценки критических условий охлаждения, 52 приводящих к получению ультрадисперсных структур в процессе ЭЛАН

2.2.1 Определение скорости охлаждения

2.2.2 Расчет критических условий охлаждения

2.3 О возможности рекристаллизации получаемых в напыленном слое 88 микроструктур при ударе электрода о поверхность подложки

3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 96 МИКРОСТРУКТУРЫ ПОКРЫТИИЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ

3.1 Экспериментальная установка электроакустического напыления

3.2 Растровая электронная микроскопия

3.3 Рентгеноструктурный анализ

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 116 МИКРОСТРУКТУРЫ ПОКРЫТИИЙ ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ

4.1 Рентгеноструктурный анализ

4.2 Растровая электронная микроскопия

5 ТЕХНОЛОГИЯ УПРОЧНЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА 149 МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ

5.1 Опытно-промышленная установка ЭЛАН

5.2 Режимы электроакустического напыления

5.3 Оценочные исследовательские испытания инструмента на износ

5.3.1 Методика измерения износа

5.3.2 Результаты испытаний 156 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 161 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Несмотря на значительный прогресс, достигнутый в последнее время в машиностроении в области создания новых материалов и технологий, задача повышения стойкости режущего инструмента и деталей машин является по-прежнему актуальной. Увеличение стойкости инструмента, с одной стороны, способствует снижению себестоимости продукции за счёт снижения затрат на приобретение и заточку инструмента. С другой - способствует повышению производительности, качества и экологичности продукции (за счёт снижения потерь времени и точности, связанных с заменой инструмента, и уменьшения расхода таких дефицитных материалов, как вольфрам, молибден и др.).

В процессе работы режущего инструмента и деталей машин наиболее тяжело нагруженным является поверхностный слой. Поэтому, одним из путей повышения стойкости является нанесение покрытий из материалов, обладающих высокими прочностными характеристиками (или легирование поверхностного слоя такими материалами). Одним из направлений получения износостойких покрытий является получение покрытий, обладающих ультрадисперсной кристаллической структурой. В последнее время интерес к исследованиям в этой области значительно возрос, т.к. было выяснено (в первую очередь для металлов), что уменьшение размера кристаллитов ниже некоторого порогового значения приводит к значительному изменению свойств материала. Новые материалы обладают высокой прочностью и твердостью, имеют более высокую вязкость разрушения и повышенную износостойкость.

Способы получения покрытий из таких материалов используют достаточно широкий круг физических процессов и явлений, однако условия, приводящие к получению новых свойств материалов одинаковы для всех способов. Это в первую очередь, высокие скорости нагрева/охлаждения и интенсивная пластическая деформация. Перспективный путь в этом направлении - использование высококонцентрированных потоков энергий (ВКПЭ): лазерное излучение, электроискровое воздействие, ультразвуковые колебания (УЗК), и др.

Одним из таких способов является электроакустическое напыление (ЭЛАН) [1]. В данном способе синхронно используется два вида энергии: электрическая и ультразвуковая, что позволяет говорить о возможности получения ультрамелкодисперсных материалов в покрытии.

Физические процессы и явления, происходящие при ЭЛАН, протекают в высоконеравновесных условиях, обуславливающих сложность их аналитического описания. Основополагающей стадией процесса формирования микроструктуры покрытий в данном случае является кристаллизация. Известно, что при высоких скоростях охлаждения расплава (порядка 106 К/с) образование и рост новых центров кристаллизации значительно замедляется, а при достижении некоторого критического значения и вовсе прекращается. При этом кристаллическая структура не образуется, а материал приобретает структуру, характеризующуюся разупоря-доченным расположением атомов - аморфный материал. В то же время, если скорость охлаждения достаточно высока, но не превышает критического значения, материал будет иметь ультрадисперсное кристаллическое состояние. В ряде случаев можно использовать контролируемый переход материала из одного состояния в другое для получения необходимых свойств. Задача осложняется тем, до настоящего времени не выработано универсального подхода для оценки склонности металлов и сплавов к образованию ультрадисперсной структуры. Поэтому актуальным является разработка такого метода применительно к процессу ЭЛАН.

Актуальность темы также обусловлена практической значимостью и перспективностью использования ВКПЭ для нанесения покрытий с прогнозируемыми свойствами и получения новых материалов; а также недостаточной изученностью и теоретической обоснованностью явлений, возникающих под воздействием ВКПЭ. Исходя из этого, были сформулированы цель и задачи диссертационной работы, которая частично выполнена в рамках научно-технической программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники»; подпрограмма «Производственные технологии»; тема: «Электроакустическое напыление как метод упрочнения изделий машиностроения и формообразующего инструмента» (код 04.01.063) и гранта министерства образования

Дискретное управление износостойкостью формообразующего инструмента» (код 1158).

Цель работы: улучшение эксплуатационных характеристик и параметров качества изделий машиностроения за счет увеличения износостойкости режущего инструмента путем разработки и исследования метода получения покрытий с ультрадисперсной структурой и с использованием технологии электроакустического напыления (ЭЛАН). Для достижения цели работы необходимо решить следующие задачи:

- выявить возможные факторы, влияющие на структуру и размер элементов, получаемого покрытия на основе имеющихся данных о параметрах процесса ЭЛАН;

- разработать методику оценки склонности металла к образованию ультрадисперсной структуры для процесса ЭЛАН;

- произвести теоретический расчет скорости охлаждения расплава, скоро* сти зарождения центров кристаллизации, а также их размеров, на основе чего выявить диапазон изменения параметров технологического процесса, в котором теоретически возможно получение ультрадисперсных структур для различных материалов;

- выполнить ряд экспериментальных исследований, направленных на определение фактических размеров элементов структуры покрытия с применением стандартных методик;

- выдвинуть рекомендации по технологическим режимам, на которых возможно образованию ультрадисперсных структур в покрытии;

- по указанным рекомендациям провести экспериментальное исследование влияния режимов напыления на износостойкость режущего инструмента и сравнительный анализ износостойкости для различных материалов покрытия.

- разработать промышленную установку электроакустического напыления, произвести её опытно-промышленные испытания на рекомендованных режимах.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- на основе подхода Дэвиса-Ульмана, а также кинетических уравнений кристаллизации, предложенных A.A. Якуниным, разработана методика аналитической оценки склонности металлов к образованию ультрадисперсной структуры для процесса ЭЛАН.

- теоретически показана возможность получения покрытий с ультрадисперсной и аморфной структурами методом ЭЛАН.

- по данным теоретических расчетов установлен диапазон изменения параметров технологического процесса, позволяющий получать ультрадисперсные структуры при нанесении покрытий из меди и железа.

- экспериментальные исследования позволили оценить размеры элементов структуры, получаемых методом ЭЛАН покрытий на различных режимах для электродов из меди МО, твердого сплава ВК8 и стали 45.

- экспериментально установлено влияние различных материалов электродов (медь МО, твердый сплав ВК8, сталь 45) на износостойкость режущего инструмента (сверл) и проведен сравнительный анализ износостойкости на рекомендованных режимах.

Практическая ценность работы состоит в создании базы для исследования физических процессов проходящих при ЭЛАН, решения задачи интенсификации данного процесса и его использованию для нанесения износостойких покрытий с ультрадисперсной структурой на режущий инструмент. Реализация этой практической задачи обеспечивалась:

- рекомендацией режимов электроакустического напыления режущего инструмента различными материалами (твёрдым сплавом ВК-8, медью, конструкционной сталью), обеспечивающих высокую износостойкость инструмента за счет получения в покрытии ультрадисперсных структур;

- созданием промышленной установки ЭЛАН для ОАО «Роствертол».

Основные положения диссертационной работы докладывались на:

• международной научно-технической конференции «Современная электротехнология в машиностроении», Тула, ТулГУ, 4-5 июня 2002 г;

• международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - Технология - 2003», Орел, 25-27 сентября, 2003.

• научно-технической конференции «Прогрессивные технологические процессы в металлургии и машиностроении. Экология и жизнеобеспечение. Информационные технологии в промышленности и образовании», Ростов-на-Дону, 7-9 сентября 2005 г.

• международной научно-технической конференции «Обеспечение и повышение качества машин на этапах их жизненного цикла», Брянск, 19-21 октября, 2005.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и основных выводов, списка использованной литературы и приложений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Диссертационная работа посвящена решению проблемы улучшения эксплуатационных характеристик режущего инструмента за счет увеличения его износостойкости путем разработки и исследования метода получения покрытий с ультрадисперсной структурой и с использованием технологии электроакустического напыления (ЭЛАН).

Окончательно результаты работы можно представить следующими основными выводами:

1. На основе подхода Дэвиса-Ульмана, а также кинетических уравнений кристаллизации, предложенных A.A. Якуниным, разработана аналитическая методика оценки склонности металлов к образованию ультрадисперсных структур в покрытиях, полученных методом электроакустического напыления, позволившая указать диапазон изменения параметров технологического процесса, в котором теоретически возможно получение ультрадисперсных структур для различных материалов электродов и существенно сократить объём экспериментов при дальнейших исследованиях процесса ЭЛАН.

2. Экспериментальные исследования с использованием рентгеноструктурного анализ и растровой электронной микроскопии позволили определить фактические размеры элементов микроструктуры покрытий и указать диапазон изменения параметров технологического процесса, в котором возможно получение ультрадисперсных кристаллических и аморфных структур при напылении медью МО, сталью 45 и твердым сплавом ВК8.

3. Экспериментальными исследованиями величины износа режущего инструмента (сверл) установлено влияние дисперсности микроструктуры покрытий из меди МО, стали 45 и твердого сплава ВК8 на износостойкость режущего инструмента. Показана перспективность использования материалов электродов с различными теплофизическими и механическими свойствами для нанесения износостойких защитных покрытий. Так, уменьшение величины износа при напылении медью МО сравнимо с величиной износа для покрытий из твердого сплава ВК8. При одинаковой суммарной глубине просверленных отверстий износ уменьшился примерно в 2.5 раза по сравнению с неупрочненными сверлами.

4. По данным экспериментальных и теоретических изысканий приведены рекомендации по технологическим режимам, на которых возможно образованию ультрадисперсных структур в покрытии. Так, величину напряжения, подводимого к электродам можно уменьшить с использовавшихся ранее 30-40 В, до 10-20 В для различных материалов электродов. Это открывает перспективы для снижения энергоёмкости технологии ЭЛАН.

5. Создана промышленная установка ЭЛАН для ОАО «Роствертол», которая внедрена на предприятии. Внедрение этой установки позволяет повысить износостойкость режущего инструмента и, связанные с этим, качество и производительность металлообработки на данном предприятии.

6. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, показавшие возможность получения износостойких покрытий с ультрадисперсной структурой методом ЭЛАН и испытания режущего инструмента говорят о том, что технология ЭЛАН может быть эффективно внедрена не только для упрочнения режущего инструмента, но и для упрочнения деталей машин на предприятиях машиностроения ЮФО, таких как ОАО «Ростсельмаш», ЗАО «Ростовгазоаппа-рат» и др.

163

1. Ген М.Я., Петров Ю.И.// Успехи химии. 1969. Т.38, №12. С.721.

2. Смирнов Б.М.//УФН. 1992. Т.162,№1.С. 119.

3. Владимиров В.И., Романов А.Е. Дисклинации в кристаллах. Ленинград: Наука, 1986., 224 с.

4. Петров Ю.И. Кластеры и малые частицы. М.: Наука, 1986, 368 с.

5. Петров Ю.И.// Оптика и спектроскопия. 1969. Т.27, №4. С.665.

6. Kimoto К., Nishida I.// J. Phys. Soc. Japan. 1977. V.42, No 6., P.2071.

7. Gunther В., Kampmann A.// Nanostruct. Mater. 1992. V.l, No 1. P.27.

8. Троицкий В.И., Гуров B.C., Берестенко В.И.// Химия высоких энергий. 1979. Т.13, №3. С.267.

9. Миллер Т.Н.// Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1979. Т.15, №4. С.557; 595.

10. Косолапова Т.Я., Макаренко Г.Н., Зятеевич Д.П.// Журн. ВХО им. Д.И. Менделеева. 1979. Т.24, №3. С228.

11. Миллер Т.Н., Грабис Я.П.// В кн.: Методы получения, свойства и области применения нитридов. Рига: Зинатне, 1980. С.5.

12. Миллер Т.Н.// В кн.: Нитриды методы получения, свойства и области применения. В 2-х т. Рига: Зинатне, 1984. Т.1. С.8.

13. Chorley R.W., Lednor P.W.// Advanced Mater. 1991. V.3, No 10. P.474.

14. UyedaR.//Progr. Mater. Sei. 1991. V.35,No l.P.l.

15. Петрунин Ф.В., Погонин В.А., Трусов Л.И. и др.// Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1981. Т. 17, №1. С.59.

16. Петрунин Ф.В., Андреев Ю.Г., Миллер Т.Н., Грабис Я.П.// Порошковая металлургия. 1981. №9. С.90.

17. Петрунин Ф.В., Андреев Ю.Г., Троицкий В.Н., Гребцов О.М.// Поверхность. 1982. №11. С. 143.

18. Блинков И.В., Иванов A.B., Орехов И.Е.// Физика и химия обработки материалов. 1992. №2. С.73.

19. Kijima К., Nogushi H., Konishi МЛ J. Mater. Sci. 1989. V.24, No 8. P.2929.

20. Thevenot F.// In: The Physics and Chemistry of Carbides, Nitrides and Borides/ Ed. R. Freer. Netherlands, Dordrecht: Kluwer Academic Press, 1990. P.87

21. Rosetti R., Ellison J.L., Gibson J.M, Brus I.E. // J. Chem. Phys. 1984. V.80, No 9. P.44.64.

22. Herron N., Calabrese J.C, Forneth W.E., Wang Y. // Science. 1993. V.259, No 5100. P.1426.

23. Kuczynski J., Thomas J.K. // J. Phys. Chem. 1983. V.87, No 26. P.5498.

24. Wang Y., Suna A.J, Mchugh J. et al. // J. Chem. Phys. 1990. V.92, 11. P.6927.

25. Herron N., Wang Y., Eddy M. et. al. // J. Amer. Chem. Soc. 1989. V.lll, No 2. P.530.

26. Wang Y., Herron N. //J. Phys. Chem. 1987. V.91, No 1. P.257; 1988. V.92, No 18. P.4988.

27. Schmid G. Nanostruct. Mater. 1995. V.6, No 1-4. P.15.

28. Морохов И.Д., Трусов Л.И., Чижик С.П. Ультрадисперсные металлические среды. М.: Атомиздат, 1977.

29. Андриевский Р.А.// Успехи химии. 1994. Т.63, С.431.

30. Gonsalves К.Е., Kembaiyan К.Т. // Solid State Ionics. 1989. V.32/33, No 2. P.661.

31. Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. Новосибирск: Наука, 1988.

32. Механохимический синтез в неорганической химии / Под ред. Е.Г. Аввакумова. Новосибирск: Наука, 1991.

33. Mechanical Alloying / Ed. Р.Н. Shingu. Switzerland: Trans. Tech. Publications, 1992.

34. Yavari A.R., Desre P.J., Benameur T. // Phys. Rev. Lett. 1992. V.68, No 14. P.2235.

35. Fecht H.-J.// Nanostruct. Mater. 1995. V.6, No 1-4. P.33.

36. Ставер A.M., Губарева H.B., Лямкин А.И., Петров E.A. // Физ. горения и взрыва. 1984. Т.20, №5. с. 100.

37. Лямкин А.И., Петров Е.А., Ершов А.П. и др. //ДАН СССР 1988. Т.302, № 3. С.611.

38. Мальков И.Ю., Титов В.М. // Физ. горения и взрыва. 1993, Т.29, № 4. С.131.

39. Алексенский А.Е., Байдакова М.В., Буль А.Я. и др. // ФТТ. 1997. Т.39, №6. С.1125.

40. Kuznetsov V.L., Aleksandrov М.Х., Zagoruiko I. V. et. al. // Carbon. 1991. V.29, No 4-5. P.665.

41. Yoshikawa M., Mori Y., Obata H. et al // Appl. Phys. Lett. 1995. V.67, No 5. P.694.

42. Мартынюк M.M. // ЖТФ. T.13, № 7. C.1262.

43. Котов Ю.А., Яворский E.A. // Физика и химия обработки материалов. 1978. №4. С.24.

44. Гусев А.И. Физическая химия нестехиометрических тугоплавких соединений. М.: Наука, 1991. 286 с.

45. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений: Справочник /Под ред. Т.Я.Косолаповой. М.: Металлургия, 1986. 928 с.

46. Гусев А.И., Ремпель A.A. Структурные фазовые переходы в нестехиометрических соединениях. М.: Наука, 1988. 308 с.

47. Ремпель A.A. Эффекты упорядочения в нестехиометрических соединениях внедрения. Екатеринбург: Наука, 1992. 232 с.

48. Ремпель A.A. // УФН. 1996. Т. 166, № 1. С.ЗЗ.

49. Gusev A.I., Rempel A.A. //Phys. Stat. Sol. (a). 1993. V.135, No 1. P.15.

50. Athanassiadis Т., Lorenzelli N., de Novion C.H. // Ann. Chim. France. 1987. V.12, No 2. P.129.

51. Ремпель A.A., Гусев A.M. // Письма в ЖЭТФ. 1999. Т.69, № 6. С.436.

52. Гусев А.И. // УФН. 1998. Т. 168, № 1. С.55.

53. Gleiter Н. // In: Deformation of Poly crystals: Mechanisms and Microstructures / Eds. N. Hansen et al. Roskilde: Rise Nat. Laboratory, 1981. P.15.

54. Gleiter H., Marquardt P. // Ztschr. Metallkunde. 1984. V.75, No 4 S.263.

55. Birringer R., Herr U., Gleiter H. // Trans. Japan. Inst. Met. Suppl. 1986. V.27. P.43.

56. Siegel R.W., Hahn H. // In: Current Trends in Physics of Materials / Eds. M. Yussouff. Singapore: World Sei. Publ. Co, 1987. P.403.

57. Gleiter H. // Progr. Mater. Sei. 1989. V.33, No 4. P.233.

58. Siegel R. W. // J. Phys. and Chem. Solids. 1994. V.55, No 10. P.1097.

59. Иванов В.В., Яворский H.A., Котов Ю.А. и др. // ДАН СССР. 1984. Т.275, №4. С.873.

60. Иванов В.В., Паранин С.Н., Гаврилин Е.А. и др. // СФХТ. 1992. Т.5, № 6. С.1112.

61. Ivanov V.V., Kotov Yu.A., Samatov O.M. et al. // Nanostruct. Mater. 1995. V.6, No 1-4. P.287.

62. Иванов B.B., Вихрев A.H., Ноздрин A.A. // Физика и химия обработки материалов. 1997. №3. С.67.

63. Андриевский P.A., Вихрев А.Н., Иванов В.В. и др. // ФММ. 1996. Т.81, № 1.С. 137.

64. HoeHer H.J., Hahn Н, Averback R.S. // Defect and Diffusion Forum. 1991. V.75, No 1.P.99.

65. Okada S., Tany F., Tanumoto H. et al. // J. Alloys and Сотр. 1994. V.211/212. P.494.

66. Андриевский P.A. // Успехи химии. 1997. Т.66, № 1. С.57.

67. Hotchandani S., Kamat P. V. // J. Phys. Chem. 1992. V.96, No 16. P.6834.

68. Bedjia I., Hotchandani S., Kamat P.V. // J. Phys. Chem. 1993. V.97. No 42. P. 1064; 1994.V.98, No 15.P.4133.

69. O'Regan В., Grätzel M., Fitzmaurice D. // Chem. Phys. Letters. 1991. V. 183. No 1.P.89.

70. Yoshiki H.K., Fujishima A. // Electrochem. Soc. 1995. V.142. No 2. P.428.

71. Kavan L., Stoto Т., Grätzel M. et al. // J. Phys. Chem. 1993. V.97, No 37. P.9493.

72. Yamada К, Chow T.Y., Horihata T., Nagata M. // J. Non-Cryst. Solids. 1988. V.100, No 1-3.P.316.

73. Андриевский P.A. // Успехи химии. 1994. T.63, № 5. C.431.

74. Lu К., Wang J.T., Wei W.D. // Scripta Metal. Mater. 1991. V.25, No 3. P.619.

75. Cheng T. Nanostruct. Mater. //1992. V.2, No 1. P. 19.

76. Hoffmann H. // Thin Solid Films. 1979. V.58. P.223.

77. Носкова Н.И., Вилъданова Н.Ф., Потапов А.П., Глазер A.A. // ФММ. 1992. Т.73, № 2. С. 102.

78. Носкова Н.И., Пономарева Е.Г., Глазер A.A. и др. // ФММ. 1993. Т.76, № 5. С.171.

79. Смирнов H.A., Левит В.И., Пилюгин В.П. и др. // ФММ. 1993. Т.76, №5. С.71.

80. Валиев Р.З., Кайбышев O.A., Кузнецов Р.Н. и др. // ДАН СССР. 1988. Т.301, №4. С.864.

81. Valiev R.Z., Krasilnikov N.A., Tsenev N.K. // Mater. Sei. and Engineering.1991. V.A137.P.35.

82. Валиев P.3., Корзников A.B., Мулюков P.P. // ФММ. 1992. Т.73, № 4. С.70.

83. Сегал В.М. Автореф. дис. д-ра техн. наук. Минск: Физико-техн. инс-т АН БССР, 1974.

84. Сегал В.М., Резников В.И., Дробышевский Ф.Е., Копылов В.П. // Изв. АН СССР. Металлы. 1981. № 1. С. 115.

85. Копылов В.И., Резников В.И. Механика пластического деформирования металлов простым сдвигом. Деп. в ВИНИТИ, № 4599-В89. М., 1989. 42 с.

86. Сегал В.М., Резников В.И., Копылов В.И., Павлик Д.А., Малышев В.Ф. Процессы пластического структурообразования металлов. Минск: Наука и техника, 1994. 232 с.

87. Ахмадеев H.A., Валиев Р.З., Копылов В.И., Мулюков P.P. // Металлы.1992. № 5. С.96.

88. Ремпель A.A., Гусев А.И., Назарова С.З., Мулюков P.P. //ДАН. 1996. Т.347, № 6. С.750.

89. Cziraki A., Geracs I., Toth-Kadar E., Bakonyi I. // Nanostruct. Mater. 1995. V.6.N0 5-8. P.547.

90. Ремпель A.A., Гусев A.M., Мулкжов P.P., Амирханов H.M. // Металлофизика и новейшие технологии. 1996. Т. 18, № 7. С. 14.

91. Rempel A.A., Gusev A.I. // Phys. stat. sol.(b). 1996. V.196, No 1. P.251.

92. Rempel A.A., Gusev A.I., Mulyukov R.R., Amirkhanov N.M. // Nanostruct. Mater. 1996. V.7, No 6. P.667.

93. Ремпель A.A., Гусев А.И., Назарова C.3., Мулюков P.P. // ДАН. 1995. Т.345, № 3. С.330.

94. Валиев Р.З., Мулюков P.P., Овчинников В.В. и др. // Металлофизика. 1990. Т. 12, №5. С. 124.

95. Valiev R.Z., Mulyukov R.R., Ovchinnikov V.V. // Phil. Mag. Letters. 1990. V.62, No 4. P.253.

96. Valiev R.Z., Mulyukov R.R., Ovchinnikov V. V., Shabashov V.A., // Scripta Metal. Mater. 1991. V.25, No 12. P.2717.

97. Валиев P.3., Мулюков P.P., Мулюков Х.Я. и др. // Письма в ЖТФ. 1989. Т. 15, № 1. С.78.

98. Valiev R.Z., Vishnyakov Ya.D., Mulyukov R.R., Fainstein G.S, // Phys. stat. sol. (a). 1990. V.l 17, No2. P.549.

99. Mulyukov Kh.Ya., Korznikova G.F., Abdulov R.Z., Valiev R.Z. // J. Magn. and Magn. Mater. 1990. V.89, No 1.P.207.

100. Mulyukov Kh.Ya., Korznikova G.F., Valiev R.Z. //Phys. stat. sol. (a). 1991. V.125, No 2. P.609.

101. Abdulov R.Z., Valiev R.Z., Krasilnikov N.A. // Mater. Sei. Letters. 1990. V.9, No 12. P.1445.

102. Галеев P.M., Валиахметов O.P., Салищев Г.A. // Изв. АН СССР. Металлы. 1990. №4. С. 97.

103. Валиахметов O.P., Галеев P.M., Салищев Г.А.// ФММ. 1990. Т.70, № 10. С.204.

104. Ремпель A.A., Гусев А.И., Мулюков P.P. // В кн.: Химия твердого тела и новые материалы. В 2-х т. Екатеринбург: Институт химии твердого тела УрО РАН, 1996. T.I. С.244.

105. Ремпель A.A., Гусев А.И., Мулюков P.P. // В кн.: Ультрадисперсные порошки, материалы и наноструктуры / Под ред. В.Е.Редькина. Красноярск: КГТУ, 1996. С.131.

106. Морохов И.Д., Трусов Л.И., Лаповок В.Н. и др. Методы получения, свойства и области применения нитридов. Рига: Зинатне, 1980.

107. Морохов И. Д., Трусов Л.И., Чижик С.П. Ультрадиспсрсные металлические среды. М.: Атомиздат, 1977.

108. Иевлев В.М., Трусов Л.И., Холмянский В. А. Структурные превращения в тонких пленках. М.: Металлургия, 1982.

109. Hayashi Т., Saito Y., Yatsaya S.e.a. -J. Phys. F, 1977, v. 38, № 7, p. 191.

110. Трусов Л.И., Холмянский В.А. Островковые металлические пленки. М.: Металлургия, 1973.

111. Морохов И.Д., Трусов Л.И. Физические явления в ультрадисперсных средах. М.: Металлургия, 1986.

112. Solliard С., Buffat Р., Fast F. J. Cryst. Growth, 1976, v.32, p. 123.

113. Cargill G.S. Sol. St. Phys., 1975, v. 30, p. 227.

114. Matsuo S., Sugiyama H., Noguchi S. J. Low. Temp. Phys., 1974, v. 15, p. 481.

115. Петрунин В.Ф., Погонин B.A., Трусов Л.И. и др. Порошковая металлургия, 1980, №6, с. 33.

116. Морозов Ю.Г., Костыгов А.Н., Петров А.Е. и др. Физика твердого тела, 1976, т. 18, с.1394.

117. Трусов Л.И., Леманов В.В., Шерман А.Б. и др. — Письма в журнал техн. физики, 1979, т. 5, с. 641.

118. Бакланов A.M., Горбунов Б.З., Кахуткина И.А. и др. Кристаллография, 1978, т. 23, с. 178.

119. Горбунов Б.З., Кокуткин H.A., Куценогий К.П. и др. Кристаллография, 1979, т.24, с. 334.

120. Морохов И.Д, Трусов Л.И., Лаповок В.Н. и др. Докл. АН СССР. 1980, т. 251, с.603.

121. Иванов A.C., Борисов С.А. Поверхность, 1982, № 10, с. 140.

122. Иванов A.C., Лаповок В.Н., Трусов Л.И. и др. Поверхность, 1982, № 8, с. 144.

123. Трусов Л.И., Петрунин В.Ф., Кац Е.И. Физика металлов и металловедение, 1979, т.47, с. 1229.

124. Горелик С.С. и др. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. -М.: МИСИС, 2002., 358 с.

125. Минаков B.C. Разработка комплексных механических и электрофизических процессов обработки на основе использования энергии трансформируемых ультразвуковых колебаний: дис.д-ра техн. наук: 05.03.01 / B.C. Минаков. Ростов н/Д, 1989. - 516 с.

126. Усманский Я.С., Скаков Ю.А. Физика металлов. М., Атомиздат, 1978.

127. В.Е. Панин, Г. А. Клемёнов. Новые материалы и технологии. Новосибирск, Наука, 1993. 180 с.

128. Минаков B.C., Кочетов А.Н. Диагностика и управление в технических системах.// Физическая модель электроакустического напыления. Межвуз. сб. науч. тр., Ростов-на-Дону, 1998.

129. Гитлевич А.Е., Михайлов В.В., Парканский Н.Я., Ревуцкий В.М. Электроискровое легирование металлических поверхностей. Кишинев, «Штиинца», 1985,196 с.

130. Кочетов А.Н. Барьерно-дислокационный механизм упрочнения деталей машин методом электроакустического напыления: дис. . к-та техн. наук: 05.03.01 / А.Н. Кочетов; ДГТУ. Ростов н/Д, 1998. - 241 с.

131. Аморфные (стеклообразные) металлические сплавы: Сб. науч. тр., РАН, Ин-т металлургии им. A.A. Байкова, М.: Наука, 1992.

132. Колмогоров А.Н. К статистической теории кристаллизации металлов // Изв. АН СССР. Сер. мат. 1937. №3. С. 355-358.

133. Самарский A.A., Выбищевич П.Н. Вычислительная теплопередача., М., «Едиториал УРСС», 2003, 784 с.

134. Самарский A.A. Теория разностных схем., М.: Наука, 1983., 616 с.

135. Самарский A.A., Моисеенко Б.Д. Экономичная схема сквозного счета для многомерной задачи Стефана, ЖВМ и МФ. 1965. Т.5, №5. С. 816-827.

136. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов / H.H. Рыкалин, A.A. Углов, И.В. Зуев, А.Н. Кокора. М.: Машиностроение, 1985., 496 с.

137. Б.Н. Золотых. О физической природе электроискровой обработки материалов. В сб. Электроискровая обработка металлов, М., Изд-во АНССР, 1957, С. 39- 69.

138. Быстрозакаленные металлы, Сб. научн. трудов. Под ред. Б. Кантора. Пер. с англ. Под ред. А.Ф. Прокошина. М, Металлургия, 1983, 470 с.

139. Быстрозакаленные металлические сплавы: Тр. конф, сент. 1984, Вюрцбург (ФРГ) / Под ред. С. Штиба, Г. Варлимонта; Перевод с англ. A.B. Ревякина и др.; Под ред. Ю. К. Ковнеристого.-М.: Металлургия, 1989, 373 с.

140. А.И. Манохин, Б.С. Митин, В.А. Васильев, A.B. Ревякин. Аморфные сплавы, М, Металлургия, 1984, 160 с.

141. Смитлз К. Дж. Металлы: Спр. изд. Пер. с англ, М, Металлургия, 1980, 446 с.

142. Донской A.B., Келлер O.K., Кратыш Г.С. Ультразвуковые электротехнологические установки, Л:, Энергия, 1984, 188 с.

143. Д. Брандон, У. Каплан. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля, М, Техносфера, 2004, 384 с.

144. Приборы и методы физического металловедения, выпуск 2. Под ред. Ф. Вейнберга, М., Изд-во «Мир», 1974., 364 с.

145. М. Беккерт, X. Клемм. Справочник по металлографическому травлению, М., Металлургия, 1988., 400 с.147 http://vsvetl.chat.ru/.

146. Сугера A.A. Влияние параметров электроакустического напыления на стойкость формообразующего инструмента: дис. .к-та техн. наук: 05.03.01 / A.A. Сугера; ДГТУ. Ростов н/Д, 2005., 197 с.

147. Кудряшёв С.Б. Разработка динамики продольно-крутильных волноводов применительно к процессу электроакустического напыления при упрочнении режущего инструмента: дис. . к-та техн. наук: 05.03.01 / С.Б. Кудряшёв; ДГТУ. Ростов н/Д, 1998., 188 с.

148. Гусев А.И., Ремпель A.A. Нанокристаллические материалы. Москва, Физматлит, 2000., 224 с.

149. Р.З. Валиев, И.В. Александров. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.:, Логос, 2000., 272 с.

150. Кофанов Н.Б., Куприна Ю.А., Куприянов М.Ф. О размерных эффектах в титанате бария. Изв. АН, сер. физ., 2002, т.66, №6, с. 839-841.

151. Дымочкин Д.Д. Влияние режимов электроакустического напыления на прочность сцепления покрытия с основой: дис. . к-та техн. наук: 05.03.01 / Д.Д. Дымочкин; ДГТУ. Ростов н/Д, 2005., 177 с.

152. Ж. Фрид ель. /Дислокации. М., Мир, 1967., 643 с.

153. Бобров В.Ф. / Основы теории резания металлов. М., Машиностроение, 1975 г., 343 с.

154. Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах. Т.2. Изд.4. / Под ред. А.Г. Косиловой. М., Машиностроение, 1985., 686 с.173