Введение к работе
Актуальность проблемы. Вопросы повышение качества, надек -пости и долговечности узлов и механизмов являются первостепенными во всех отраслях машиностроения. Создание современных технологий предусматривает: повышение экономичности и производи -тельности выпускаемой продукции; применение наиболее дешевых и распространенных в природе материалов; экологическуя чистоту разработанных технологических решений.
В этой связи особый интерес представляют алюминиевые сплавы. В автотракторном машиностроении для изготовления корпусных деталей типа корпуса масляного . насоса, крыльчатки, подаипников скольжения и других деталей сложной формы, широко применяются литейннэ алюминиевые сплавы. Износ рабочих поверхностей алюминиевых дета -лей, при котором производится их выбраковка, обычно не превышает 0,1 мм., что свидетельствует о целесообразности применения способов искусственного формирования упрочняющих покрытий.
В настоящее время существует множество различных технологий упрочнения основными недостатками которых являются:
низкая сцепляемость, малая толщина /до 20 мкм / при химическом оксидировании, металлопокрытиях;
незначительная твердость в случае термообработки поверхностного слоя,
высокая энергоемкость при дуговых и плазменных процессах.-
Одним из наиболее перспективных методов упрочнения является метод электрохимического оксидирования, позволяющий формировать . твердые покрытия толщиной до 250 мкм с достаточно высокой адге-чі'рй оксида с основным материалом. Процесс ведется при напряжении на электродах," как правило, не превышением 120 В. Скскдиро-ряние при технологическом напряжении более ЮС Б (жесткий.режим)
позволяет формировать твердые покрытия, однако требует охлаждения электролита до отрицательных значений температур, либо использования в качестве рабочего раствора сложных недостаточно стабильных многокомпонентных электролитов. Ведение процесса при более высоких температурах рабочей среды требует поэтапного изменения алектрических параметров по мере роста пленки, что понижает производительность оксидирования. Поэтому, исследоваг-ния, направленные на формирование твердых, толстослойных покрытий в оксидировочных средах не сложных по составу, в скорост -ньк режимах при снижении агрессивности раствора являются актуальными.
Цель работы. Исследование и разработка высокопроизводительной технологии для формирования оксидного покрытия повышенной твердости на автотракторных деталях из литейных алюминиевых сплавов в озононаеыценной среде.
.Методы исследования. Теоретические и экспериментальные разработки основывались на использовании современных методов металлографического, и рентгеноструктурного анализа, теория планирования эксперимента, методов статистической обработки экспериментальных данных. В экспериментальной установке использовались современная контрольно-измерительная аппаратура и ряд разработанных оригинальных устройств.
Научная новизна. Найдены закономерности влияния компонентного состава озонированного вовдого раствора серной кислоты, ис -пользованного в качестве среды оксидирования, на фазовое состояние конверсионных пленок на алюминиевых сплавах. Предложена технология формирования толстослойного покрытия на алюминиеных сплавах в условиях доминирования ионов кислорода в околоанодном пространстве.
Практическая ценность. Разработанная технология формирования
оксидних іиепок дія craopn ЛЛ9 в условиях озононасицокіїя позволяет получать покрытия, микротвердость которік достигает 7000 МПя (положительное решение о выдаче авторского свидетельства по заявке № 4G16I29/26 от 2G.09.9I г.). Изменения условий окисления увеличивает производительность процесса на 40$ - 70$, дает возможность его ведения при снижении концентрации сернокислотного электролита с 20 до 2,5$. При пропускании озона через рабочий раствор электролита установлен эффект ионного удвления, что позволяет стабилизировать технологический процесс оксидирования.
На защиту выносятся: \, Теоретические и пкспериментальные исследования процесса оксидирования с целый определения влияния 'омпонентного состава озонированного годного раствора серной кислоты на фазовое состояние упрочненного слоя.
-
Результаты влияния режимов оксидироганил на основнне показатели качества покрытия.
-
Особенности формирования структурі оксида в условиях озоно -насыщения рабочего раствора.
-
Модель Факторного взаимодействия основных, показателей упрочнения с режимами нанесения оксидного слоя.
-
С.чемы технологических процессов оксидирования и результаты рлилния озонирования на качество электролита.
Реализация работы. Результаты исследований внедрена на Тю -менском леподе автотракторного электрооборудования. Проведены производственные испытания на Квлининском ремтехпредприлтии и технология упрочнения принята .для внедрения.
Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертационной работы докладывались на втором и третьем неуч-ло-тсхничрсних семинарах по проблемам машиностроения, г. Ты -нень 1991-1992 гг.; на конференции молодых ученых 1993 г.,
Темень; на совещании ведущих специалистов КБ по проектирование озонаторов завода Курганхишаш, Курган 1992; на семинаре по использованию оэонаторних установок в Инженерностроительном институте, Тюмень 1993.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 печатных работы, из них I решение о вццаче авторского свидетельства.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов основного текста, общих выводов списка литературы включакщего 100 наименовании, 9 приложений и содержит 133 страницы машинописного текста, 30 иллюстраций, 4 таблицы.
