WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

Объявление о защите кандидатской диссертации

Ф.И.О.:

Жуков Сергей Владимирович

Название диссертации:

«Исследование процессов и разработка

технологии формирования

многофункциональных покрытий методом

микродугового оксидирования на

титановых сплавах в приборостроении»

Специальность

05.11.14 – Технология приборостроения

Отрасль науки:

технические науки

Шифр совета:

Д.212.110.01

Тел.уч. секретаря

диссертационного совета

915-54-41

E-mail ученого секретаря диссертационного совета:

baranovp@mail.ru

Дата защиты диссертации

23 апреля 2009

Место защиты диссертации:

г. Москва, Берниковская набережная, д. 14,

аудитория 602

Дата размещение на сайте Университета www.mati.ru

20 марта 2009

Дата принятия диссертации к защите

06 марта 2009

Председатель диссертационного совета Суминов И.В. Д.212.110.01

Ученый секретарь диссертационного совета Баранов П.Н. Д.212.110.01

На правах рукописи

Жуков Сергей Владимирович

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ НА ТИТАНОВЫХ СПЛАВАХ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ

Специальность 05.11.14 «Технология приборостроения»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2009

Работа выполнена в «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского на кафедре «Технология обработки материалов потоками высоких энергий».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Суминов Игорь Вячеславович

Официальные оппоненты:

профессор, доктор технических наук Белкин Павел Николаевич

кандидат технических наук Абдулин Рашид Раисович

Ведущая организация: ОАО «Раменский приборостроительный завод»

Защита диссертации состоится 23 апреля 2009 года в 15 часов 00 минут на заседании Диссертационного Совета Д212.110.01 в «МАТИ»-Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского по адресу: 109240 г. Москва, Берниковская набережная, д. 14, аудитория 602.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «МАТИ» - Российского государственного технологического университета имени К.Э.Циолковского.

Автореферат разослан «20» марта 2009 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета Д 212.110.01

кандидат технических наук, профессор Баранов Павел Николаевич

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Одной из задач, стоящих перед современным приборостроением, является разработка перспективных технологий с целью повышения эксплуатационной надежности приборов. Создание новых материалов и модификация их физико-механических характеристик открывает широкие возможности для решения данной задачи. За последнее время в области приборостроения для изделий авиационно-космической промышленности и судостроения получил применение титан и его сплавы, благодаря высокой коррозионной стойкости, удельной прочности, легкости, жаростойкости.

Однако во многих случаях применение титановых сплавов для изготовления элементов приборов сдерживается из-за низких антифрикционных свойств, а также склонности данных сплавов к поглощению газов, обуславливающих изменение физико-механических характеристик изделий в процессе эксплуатации.

Как показали исследования, устранение данных недостатков и расширение конструкторско-технологических возможностей применения титановых сплавов в области приборостроения может быть достигнуто за счет микродугового оксидирования (МДО). МДО является электрохимическим процессом, позволяющим формировать в поверхностных слоях титановых сплавов керамикоподобные структуры без изменения геометрических параметров деталей, которые по своим многофункциональным характеристикам превосходят технологические возможности покрытий, получаемых традиционными методами. МДО-покрытия обладают высокой твердостью, износостойкостью, высокими тепло- и электроизоляционными свойствами.

Помимо этого, МДО позволяет формировать покрытия на изделиях сложной формы с внутренними поверхностями, автоматизировать процесс обработки, обеспечить экологическую чистоту электрохимического процесса.

В «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского в течение ряда лет проводятся широкие научно-исследовательские работы по изучению механизма метода МДО, его технологических возможностей, а также созданию и внедрению в промышленность технологического оборудования.

Однако, данные работы, в основном, связаны с модификацией поверхностных слоев таких вентильных материалов как алюминиевые и магниевые сплавы.

Ввиду того, что микродуговое оксидирование представляет сложный физико-химический процесс, зависящий от многих факторов, разработка технологических процессов формирования МДО-покрытий на титановых сплавах требует дополнительных экспериментально-теоретических исследований.

В этой связи, в диссертации для расширения возможностей применения титановых сплавов с МДО-покрытиями в приборостроении исследованы механизм формирования оксидного слоя (ОС) в зависимости от технологических параметров процесса (ТПП), физико-механические, электрофизические и эксплуатационные характеристики МДО-покрытий; разработана математическая модель управления и прогнозирования технологическим процессом МДО; предложен регламент и рекомендации по использованию многофункциональных МДО-покрытий на титановых сплавах для деталей оптических, авиационных и медицинских приборов, что обуславливает актуальность и перспективность работы для приборостроения и других отраслей промышленности.

Цель работы. Разработка и исследование технологий для модификации поверхностных слоев титановых сплавов методом микродугового оксидирования с целью повышения эксплуатационных характеристик приборов.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить следующие задачи:

- изучить влияние ТПП микродугового оксидирования, а именно изменения общей плотности и соотношения катодного и анодного токов, состава и температуры алюминатно-щелочного электролита, на характеристики получаемых на титановых сплавах ОС;

- исследовать кинетику формирования оксидного слоя на титановых сплавах при МДО;

- расширить представления о механизме формирования оксидного слоя на титановых сплавах в анодно-катодном режиме микродугового оксидирования;

- сформулировать основные принципы разработки технологии получения многофункциональных МДО-покрытий с учетом предъявляемых к ним требований;

- разработать технологические процессы формирования многофункциональных МДО-покрытий для защиты типовых деталей приборов с учетом реальных условий эксплуатации;

- разработать рекомендации по использованию многофункциональных МДО-покрытий для защиты деталей и узлов приборов различного назначения.

Положения, выносимые на защиту

1. Алгоритм проведения экспериментальных исследований с выходом на механизм формирования оксидного слоя при МДО.

2. Результаты изучения влияния ТПП микродугового оксидирования на характеристики получаемых оксидных слоев на титановых сплавах ВТ1-0 и ВТ3-1.

3. Кинетика формирования оксидных слоев, получаемых на титановых сплавах, и ее зависимость от ТПП микродугового оксидирования.

4. Механизм (физическая модель) формирования оксидного слоя в алюминатно-щелочном электролите на титановых сплавах при анодно-катодном микродуговом оксидировании.

5. Математическая модель формирования оксидного слоя в алюминатно-щелочном электролите на титановых сплавах при анодно-катодном микродуговом оксидировании.

6. Основные принципы разработки технологии получения многофункциональных МДО-покрытий с учетом предъявляемых к ним требований.

7. Технологические процессы формирования многофункциональных МДО-покрытий на типовых элементах деталей приборов из титановых сплавов.

8. Рекомендации по использованию многофункциональных МДО-покрытий на титановых сплавах для защиты деталей и узлов приборов различного назначения.

Методы исследований

Экспериментальные данные были получены как на специально созданном, так и на стандартном лабораторном оборудовании с помощью современных методик исследования физико-химических, физико-механических и электрофизических характеристик МДО-покрытий на титановых сплавах. Разработана оригинальная программно-аппаратная система мониторинга для оптимизации ТПП микродугового оксидирования.

Научная новизна

1. Впервые проведены исследования фазового состава, физико-механических, электрофизических и геометрических характеристик оксидных слоев, получаемых на титановых сплавах, и установлена взаимосвязь между ними, в частности выявлена корреляция фазового состава и микротвердости, сквозной пористости и электрической прочности.

2. Теоретически обоснованы и экспериментально установлены закономерности влияния технологических параметров процесса МДО на характеристики получаемых оксидных слоев на титановых сплавах. Впервые определено, что посредством изменения технологических параметров процесса микродугового оксидирования через влияние на основные физико-химические процессы МДО обеспечивается управление формированием широкого комплекса свойств оксидных слоев на титановых сплавах.

3. Развиты представления о механизме и кинетике формирования оксидных слоев с заданными характеристиками в их связи с технологическими параметрами процесса микродугового оксидирования. Впервые установлено, что в диапазоне исследуемых технологических параметров процесса МДО возможен дифференциальный подход к управлению свойствами многофункциональных МДО-покрытий на базе оксидных слоев, получаемых на титановых сплавах.

Практическая ценность

Проведенные исследования позволили:

- разработать рекомендации по использованию многофункциональных МДО-покрытий на титановых сплавах для защиты деталей и узлов приборов различного назначения для работы в реальных условиях эксплуатации;

- решить проблему моделирования и прогнозирования комплекса свойств и эксплуатационных характеристик МДО-покрытий на деталях приборов с помощью разработанной программно-аппаратной системы мониторинга;

- разработать технологию получения многофункциональных покрытий на титановых сплавах методом микродугового оксидирования и способы ее оптимизации для различных условий эксплуатации.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях: XXXI Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, МГУ, 2001 г.; X и XI Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», Москва, МЭИ, 2004, 2005 г.г.; Всероссийская научно-техническая конференция «Новые материалы и технологии – НМТ», Москва, МАТИ, 2004 г.; Международная научно-практическая конференция «Защита от коррозии в строительстве и городском хозяйстве», Москва, 2005 г.; Российская школа-конференция молодых ученых и преподавателей «Биосовместимые наноструктурные материалы и покрытия медицинского назначения», Белгород, 2006 г.; Всероссийская с международным участием научно-техническая конференция «Быстрозакаленные материалы и покрытия», МАТИ, 2006 г.; Международная конференция «Ti – 2006 в СНГ», Суздаль, 2006 г.; Международная конференция «Ti – 2007 в СНГ», Ялта, 2007 г.; II Международная научно-техническая конференция «Электрохимические и электролитно-плазменные методы модификации металлических поверхностей», Кострома, КГУ, 2007 г.; XXXIII Международная молодежная научная конференция «Гагаринские чтения», Москва, МАТИ, 2007 г.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 12 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, отражены научная новизна и практическая ценность работы.

Первая глава посвящена анализу состояния вопроса, определению цели и задач исследования. Нанесение покрытий и модифицирование поверхности материалов позволяет не только повышать технико-экономические показатели изделий, но и получать принципиально новые композиции, обладающие более высокими свойствами, чем просто сумма характеристик материала основы и модифицированного слоя или покрытия.

В главе рассмотрены различные способы и их эффективность для получения защитных модифицированных слоев, прежде всего оксидных, с целью повышения износо- и коррозионной стойкости, электроизоляционных свойств, теплостойкости изделий и др.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»