Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Общее состояние вопроса, цель и задачи исследования
1.1 Основные материалы, применяемые в приборостроении для изготовления корпусных деталей и требования к ним 8
1.2 Обоснование возможности использования алюминиевых сплавов для изготовления корпусных деталей с изоляционными покрытиями 13
1.2.1 Технологичность применения алюминиевых сплавов 13
1.2.2 Микродуговое оксидирование, как способ получения изоляционных покрытий на алюминиевых сплавах 14
1.3 Электролиты, используемые при микродуговой обработке 22
1.4 Характеристика электрических параметров 25
1.5 Выводы. Цель и задачи исследования 29
Глава 2. Теоретическое обоснование зависимости тока формирования покрытия от времени обработки
2.1 Модель тока пробоя при микродуговом оксидировании 31
2.2 Определение оптимального токового режима формирования покрытия 39
2.3 Выводы 43
Глава 3. Методики экспериментальных исследований
3.1 Материалы и оборудование для проведения исследований 44
3.2 Выбор и приготовление электролита 50
3.3 Методика измерения толщины покрытий 52
3.4 Методика измерения стойкости покрытий к образованию токоведущих мостиков (трекингостойкость) 53
3.5 Методика измерения удельного поверхностного сопротивления покрытий 55
3.6 Методика измерения удельного объемного сопротивления покрытий 56
3.7 Методика измерения электрической прочности покрытий 57
3.8 Методика определения сквозной пористости 60
3.9 Методика пропитки в суспензии фторопласта 61
3.10 Планирование полнофакторного эксперимента 62
Глава 4. Результаты исследований и их обсуждение
4.1 Исследование влияния условий процесса микродугового оксидирования на толщину покрытия, скорость его формирования и равномерность распределения по поверхности 68
4.1.1 Исследование зависимости толщины покрытия от условий процесса 68
4.1.2 Исследование влияния условий процесса микродугового оксидирования на скорость формирования покрытия и равномерность его распределения по поверхности 78
4.2 Исследование влияния условий формирования покрытий на электрическую прочность 84
4.3 Исследование зависимости электросопротивления от условий формирования покрытия 92
4.4 Исследование влияния электрических параметров обработки на сквозную пористость покрытий 96
4.5 Исследование трекингостойкости покрытий 98
4.6 Выводы 100
Глава 5. Практическая апробация результатов и технология формирования изоляционного покрытия
5.1 Практическая апробация результатов исследования 102
5.1.1 Обоснование выбора типа приборов для практической апробации результатов исследования 102
5.1.2 Методика испытания датчика-реле температуры ТАД101 106
5.1.2.1 Контроль точности настройки на уставку, зоны возврата, разброса срабатываний 106
5.1.2.2 Измерение электрического сопротивления изоляции прибора
при нормальных условиях 107
5.1.2.3 Испытание изоляции прибора на электрическую прочность при нормальных условиях 107
5.1.3 Методика испытания датчика-реле температуры ТАМ 124 108
5.1.3.1 Измерение электрического сопротивления изоляции прибора при нормальных условиях 108
5.1.3.2 Испытание изоляции прибора на электрическую прочность при нормальных условиях 108
5.2 Производственные испытания приборов 109
5.3 Технология изготовления изоляционных покрытий на деталях из алюминиевых сплавов 112
5.4 Технологические рекомендации 116
5.5 Выводы 120
Общие выводы и результаты работы 121
Список литературы 123
Приложение
- Обоснование возможности использования алюминиевых сплавов для изготовления корпусных деталей с изоляционными покрытиями
- Определение оптимального токового режима формирования покрытия
- Методика измерения стойкости покрытий к образованию токоведущих мостиков (трекингостойкость)
- Исследование влияния условий формирования покрытий на электрическую прочность
Введение к работе
За последние 15 лет большинство предприятий приборостроения в России отстали в своем технологическом развитии, что не позволяет им не только конкурировать с ведущими западными предприятиями, но даже обеспечить внутренний рынок страны качественной и недорогой приборной продукцией. Одним из факторов, сдерживающим их технологическое развитие, является отсутствие новых материалов, качественно отличающихся от применяемых ранее и способных удовлетворить потребности конструкторов, как для усовершенствования уже существующих изделий, так и для создания принципиально новых.
Приборостроительная промышленность является крупным потребителем изоляционных материалов, физико-механические свойства которых определяются конструкцией и условиями эксплуатации прибора, а также регламентированы стандартами по электробезопасности. Как правило, возникают сложности при подборе материалов способных совместить в себе все необходимые характеристики. Одной из таких проблем является подбор материала для несущих конструктивных деталей приборов контроля и регулирования температуры, поскольку многие из этих приборов подвергаются различным температурным воздействиям (от -50С до 250С и более), их транспортировка и эксплуатация может происходить при высокой влажности (до 95%), приборы могут подвергаться повышенной вибрации и механико-динамическим нагрузкам (удары с ускорением до 98 м/с ) и т.д., при этом качественные показатели работы прибора напрямую зависят от точности каждого элемента и сборки в целом. Каждый из применяемых в настоящий момент материалов, будь то керамика или полимеры, обладает каким-либо изъяном. Все это говорит о том, насколько высоки требования и как остро может стоять вопрос о наличии качественного изоляционного материала. Выше ска-
занное обусловливает необходимость поиска новых материалов, в том числе композиционных, созданных на основе существующих.
В настоящее время с целью улучшения физико-механических свойств материала часто обращаются к методам позволяющим модифицировать его поверхностный слой, как к наиболее простому и быстрому получению нового композитного материала с необходимыми свойствами. Одним из таких методов является микродуговое оксидирование (МДО).
Существенный вклад в развитие метода МДО внесли Г.А. Марков, П.С. Гордиенко, В.А. Федоров, Л.С. Саакиян, Л.А. Снежко, В.И. Черненко, А.В., Эпельфельд, В.Б. Людин, Б.Л. Крит, А.Л. Ерохин, В.В. Любимов, А.Н. Новиков и др.
Метод МДО позволяет наносить на поверхность алюминиевых сплавов оксидное покрытие. Поскольку оксид алюминия AI2O3 обладают хорошими изоляционными свойствами (при t=14 С электросопротивление 1014 Ом м), то имеется хорошая возможность получить изделие, лишенное тех недостатков, которыми обладают используемые в настоящее время материалы. Кроме того, алюминий является технологичным и широко используемым материалом.
Таким образом, создание на деталях из алюминиевых сплавов покрытий,
обладающих хорошими защитными характеристиками, способных обеспечить
электроизоляционные свойства в сочетании с высокой точностью линейных
размеров, прочностью и невосприимчивостью к воздействиям влаги и темпе-
9 ратуры является актуальной задачей.
Данная работа выполнена на кафедре "Сервис и ремонт машин" в рамках научно-исследовательской работы Орловского государственного технического университета проведенной на основе хоздоговора № 450/4-01 с приборостроительным предприятием ЗАО "ОРЛЭКС" г. Орел по теме "Разработка технологии получения диэлектрических покрытий на алюминиевых сплавах", инв.№ 5037.
7 Практическая ценность работы:
Разработана технология изготовления нетокопроводящих деталей на основе алюминиевых сплавов методом МДО, с диапазоном температуры эксплуатации от -50С до 200С, напряжением пробоя до 1200 В и соответствующих требованиям ГОСТ 27570.0, ГОСТ 17516.1, ГОСТ 12997, ГОСТ Р МЭК 730-1, техническим условиям на датчик-реле температуры ТАД101 ТУ 311-02274-50.097-94, техническим условиям на датчик-реле температуры ТАМ 124 ТУ 4218-166-00227459-99.
Разработан способ получения термостойких изоляционных покрытий на изделиях из алюминиевых сплавов, включающий обработку изделий в электролите на основе гидроокиси калия и жидкого стекла с последующей термической обработкой изделия и пропиткой в суспензии фторопласта. Патент № 2237758 Российской Федерации С 26 D 11/06,11/18.
Установлены закономерности изменения линейных размеров деталей при формировании оксидных покрытий, позволяющие обоснованно назначать допуски при механической обработке заготовок.
Разработаны технологические рекомендации, позволяющие повысить эффективность технологии МДО в области формирования защитных покрытий на алюминиевых сплавах.
Обоснование возможности использования алюминиевых сплавов для изготовления корпусных деталей с изоляционными покрытиями
Как было сказано выше, существующие на данный момент материалы, имеют некоторые недостатки, ограничивающие диапазон их применения. Несущие элементы электромеханических датчиков-реле должны выполнять одновременно две основные функции: во-первых, осуществлять функцию основания, на котором крепятся все детали прибора, для чего данный элемент должен быть изготовлен из прочного материала и с высокой степенью точности; во-вторых, выполнять функцию изолятора между токопроводящи-ми элементами. В связи с этим возникает необходимость по устранению недостатков и объединении преимуществ различных материалов в одном.
Эффективно устранить большинство нежелательных свойств подобных изделий можно путем использования такого материала как алюминий. Алюминий является технологичным материалом, из него изготавливают детали литьем, штамповкой, вытяжкой, резаньем, что позволяет в серийном производстве добиться минимальной себестоимости. Алюминиевые сплавы обладают низкой твердостью, которая находится в пределах 40...130 НВ [5]. Это позволяет получать детали сложной формы с минимальными затратами. Однако чтобы использовать изделия из алюминиевых сплавов необходимо осваивать технологии, позволяющие формировать на их поверхности изоляционное покрытие.
Этого можно добиться путем преобразования поверхности детали из алюминиевого сплава с использованием анодного оксидирования, позволяющего формировать покрытие с напряжением пробоя до 1500 В [6]. Однако толщина подобного покрытия чрезвычайна мала и не превышает значения ЗОмкм, что, безусловно, мало из-за легкости его нарушения при проведении сборочных работ. Формировать изоляционное покрытие большей толщины, на алюминиевых сплавах, можно используя технологию микродугового оксидирования (МДО). Покрытия, полученные по данной технологии, обладают широким спектром свойств, одним из которых является хорошая изоляционная способность [7-10].
Впервые световые явления на электродах при прохождении электрического тока через электролиты в условиях электролиза наблюдали в начале XIX века [11-14]. Позднее явление искрения при анодировании в области повышенных напряжений, сопровождаемое характерным шумом, отмечали ученые А. Гюнтершульце и Г. Бетц [15-17]. Они ввели понятие "вентильно-сти" для металлов, которые в системе "металл-оксид-электролит" располагают электролитическим вентильным действием, иначе говоря, асимметрией проводимости. Запирающее направление создается при наложении на металл (проводник) с образовавшейся анодной оксидной пленкой (АОП) положительного потенциала, а проводящее направление при наложении отрицательного потенциала. При этом в зависимости от растворимости АОП в электролите введен термин полного и неполного вентильного действия. Наиболее полное действие проявляется у тантала, оксидная пленка которого почти нигде не растворяется. К вентильным металлам относятся Al, Nb, Та, Ті, Zr, Hf, W, Bi, Sb, Be, Mg, U. Правда необходимо принять во внимание, что в системе металл-оксид-электролит оксиды всех металлов проявляют вентильный эффект [15]. Гюнтершульце и Бетц показали, что пленки, получаемые в результате искрения на поверхности металлов, менее однородны и более пористые, чем обычные анодные; отмечалось также разрушающее действие искровых разрядов на алюминий в электролитах, растворяющих оксидную пленку. Длительное время этот процесс считался отрицательным [15, 18], что снизило практическую значимость явления искрения. Но в 50-60-х годах прошлого столетия была показана перспективность использования реакций, протекающих в анодной искре, для получения сложных оксидных покрытий из компонентов электролита и металла основы [19-22]. В этот период были получены первые патенты [23-26]. 70-е годы стали началом интенсивного изучения процесса МДО, появилось множество публикаций и патентов. Наиболее заметными исследователями в этой области стали работы американских ученых Тран Бао Вана, К.Дж. Куна и С.Д. Брауна [27-29], новосибирских ученых, в том числе родоначальника МДО в нашей стране Г.А. Маркова [30-34], П.С. Горди-енко из ДВО РАН [35-39], японских ученых М. Ямада и Д. Мита [40], ученых В.А. Федорова [41-45] и Л.С. Саакиян [46-48] из Московской академии нефти и газа им. И.М. Губкина, ученых из Днепропетровска Л.А. Снежко и В.И. Черненко [10, 49-56], ученых А.Л. Ерохина, В.В. Любимова, немецких ученых В. Крисмана и П. Кюрце [57-59], американских исследователей Р. Радковский [60-62], X. Крейга [63], О. Козак [61, 64] и др.
В настоящее время процесс МДО интенсивно развивается, о чем свидетельствует большое число публикаций, в том числе монографий [10, 38, 65].
Основными преимуществами МДО являются: доступность химических реактивов; получение покрытий заданного состава, структуры и толщины; нанесение покрытий, относительно однородных по качеству и толщине на поверхности любой формы; регулирование скорости процесса в широком диапазоне; экологичность процесса, выражающаяся в отсутствии токсичных химических компонентов и специальных очистных сооружений для отработанных электролитов.
Определение оптимального токового режима формирования покрытия
Электрические параметры процесса МДО оказывают большое влияние на качественный и количественный состав покрытия изменяя его структуру и свойства [32, 41, 43, 46, 87, 94, 95-100].
Известно, что при анодном окислении алюминия очень сложно получить равномерное распределение покрытия на обрабатываемой детали. При обработке методом МДО достичь этого значительно сложнее даже в тех случаях, когда обработке подвергаются детали простого профиля (пластины и цилиндры). При обработке сложнопрофильных деталей (рисунок 2.3) проблема неравномерности распределения покрытия по поверхности становится одной из самых трудно решаемых. Ранее уже делались попытки разработки практических рекомендаций по ряду технологических аспектов нанесения МДО-покрытий, но они применимы к относительно простым деталям [75, 82, 88-90, 101]. При условии постоянной геометрии электролитической ячейки на равномерность формируемого слоя влияет плотность тока, форма токовых импульсов и выход вещества по току (при условии использования однотипного электролита). Поскольку стадии анодирования и искрения при обработке имеют очень сходный характер, то основные различия качественных характеристик покрытия происходят именно на стадии МДР.
Для получения равномерного по толщине и свойствам покрытия необходимо наличие стабильного токового режима обработки детали. Для стадии МДО это в первую очередь означает, что значение плотности тока в канале пробоя должна быть максимально приближенно к постоянной величине (это основное положение последующего расчета базируется на общеизвестном факте — любой физико-химический процесс наиболее оптимально проходит при строго определенных значениях параметров, характерных для данного конкретного процесса. Для процесса МДО основными такими параметрами будут являться температура (Т, К) и напрюїсенность электрического поля (Е, В/м). Но поскольку температура зависит от тока Т=/(Г), а ток от напряженности поля I=f(E) (при прочих равных условиях), основным параметром процесса остается Е. В итоге допустимо предполоэ/сить, что оптимальное значение Еопт лежит в промежутке между минимальной напряженностью электрического поля Ет[п, необходимой для протекания процесса МДО и максимальной Етах, при которой МДР переходят в ДР, т.е. Еопт є Emiif-Ещах)- В результате, данное условие можно записать в следующем виде: N- количество пробоев оксидной пленки в единицу времени, с-1; Si - площадь канала пробоя, м . Поскольку значение 5/ можно считать постоянной величиной на протяжении всей стадии процесса МДО, то выражение (2.32) можно представить как В монографии Черненко В.И. [10] показано, что количество пробоев оксидной пленки в единицу времени при МДО с течением времени снижается по экспоненте, что, в общем виде, можно записать как N = е (рисунок 2.4) и подставив это выражение в (2.33) получим Рассчитанную динамику изменения формовочного тока (2.36) можно классифицировать как гальванодинамический принудительно падающий (ГДГТП) режим. Если представить данное выражение графически (рисунок 2.5), то мы получим зависимость идентичную той, которая имеется для числа пробоев в единицу времени (рисунок 2.4). Ранее уже отмечалось, что авторы работы [87] пришли к выводу, что прирост вещества (т) и толщины пленки (д) определяются только количеством q прошедшего электричества и не зависит от соотношения анодной и катодной плотности тока. Это подтверждают авторы работы [102], сделавшие вывод о допустимости рассмотрения процесса МДО, в первом приближении, как обычной электрохимической реакции, поскольку зависимость прироста массы кислорода Шо2 от количества пропущенного через электролитическую ячейку электричества q линейная и подчиняется закону Фарадея. Количество электричества, прошедшего через систему МОЭ будет определяться выражением что эквивалентно площади фигуры под экспонентой (рисунок 2.5). Меняя значения коэффициентов к и Я можно добиваться необходимого значения q за разное время. Но поскольку различные значения коэффициентов могут приводить к различным итоговым результатам, то их требуется определить экспериментально с учетом наилучшего сочетания эксплуатационных характеристик формируемого покрытия. ГДПП режим позволяет начинать процесс при большем значении формовочного тока (в сравнении с ГС режимом), обеспечивая повышенную скорость изменения толщины оксидного слоя dh/dt, что сокращает основное время обработки изделия. На завершающей стадии обработки при малом значении формовочного тока будут создаваться условия для электрохимического заращивания дефектов покрытия (сквозных пор). Тем самым будут устраняться диэлектрически слабые места, что должно повысить электрофизические свойства формируемой изоляции. При этом ток формовки необходимо будет снижать принудительно, в соответствии с уравнением (2.36), поскольку скорость изменения тока dl/dt при естественном снижении, в результате повышения сопротивления растущего оксидного покрытия, значительно ниже и это грозило бы переходом МДР в ДР и повторными тепловыми пробоями в одних и тех же точках покрытия, серьезно ухудшая его качество. Именно с этой проблемой сталкивались авторы работы [75].
Обобщив выше изложенное можно сказать следующее. 1. Доработана модель изменения тока пробоя при МДО, отличающаяся учетом электрофизических параметров сквозной пористости и электродвижущей силы источника питания, позволяющая оценить эксплуатационные характеристики покрытия. 2. Установлено, что для формирования качественного изоляционного покрытия с низкой пористостью и более равномерным распределением по поверхности обрабатываемой детали, как самого покрытия, так и его электрофизических свойств, необходимо использовать ГДПП режим, подчиняющийся экспоненциальному закону Ці) =к-е и.
Методика измерения стойкости покрытий к образованию токоведущих мостиков (трекингостойкость)
В соответствии с ГОСТ 27570.0 изоляционные материалы, вдоль которых возможно образование токоведущих мостиков между токоведущими частями различной полярности, должны быть стойкими к их образованию с учетом жесткости условий эксплуатации этих материалов. Последовательность проведения испытаний была следующая. Образец 1 укладывается на опору 2 установки (рисунок 3.8). Сверху образец прижимают двумя платиновыми электродами 3. Сечение электродов 5x2 мм, при этом их нижние концы срезаны под углом 30. Относительно образца электроды устанавливаются симметрично в вертикальной плоскости, угол между ними равен 60. Поверхности срезов электродов должны быть вертикальными, и удалены друг от друга по плоской горизонтальной поверхности образца на 4±0,1 мм (рисунок 3.9). Нажимное усилие каждого электрода на поверхность образца должно составлять 1±0,5 Н. На электроды подается напряжение частотой 50 Гц. Внешний вид установки показан на рисунке ЗЛО. Значение напряжения зависит от условий эксплуатации изделия. Части из изоляционных материалов, работающих в жестких условиях, испытывают при напряжении 175 В, а работающих в сверхжестких условиях при напряжении 250 В. Через капельницу 4 на поверхность образца подается 0,1% раствор хлорида аммония в дистиллированной воде.
В результате электролитической эрозии поверхность изделия разъедается, что приводит к замыканию электрической цепи. Материал считается выдержавшим испытание, если он выдержал 50 капель без образования токопроводящих мостиков. Удельное поверхностное сопротивление позволяет оценить величину сопротивления материала при протекании постоянного тока по его поверхности. Измерение удельного поверхностного сопротивления покрытий ps проводили в соответствии с ГОСТ 6433.2. При этом измерение проводили, используя параллельно расположенные прямоугольные латунные электроды 1 и 2, схема расположения которых указаны на рисунке 3.11. Площадь контакта каждого электрода составляла 5 х 16 мм. Параметр шероховатости рабочих поверхностей электродов на базовой длине 1 = 0,25 мм по ГОСТ 2789 был Ra 0,20 мкм. Усилие контакта электродов с образцом составляло 1 Н/см . Измерение сводится к измерению тока поверхностной утечки Is в зависимости от приложенного напряжения. В качестве измерительного прибора использовался мегаомметр модели Ф4101. Напряжение, при котором производится измерение сопротивления, составляло 500 В. Данное значение, из рекомендуемого перечня, выбиралось потому, что большая часть приборной продукции проходит подобную проверку именно при этом значении напряжения. Отсчет измерения производили на 60-й секунде после приложения напряжения. Условия нормализации и кондиционирования образцов, а также условия испытания соответствуют ГОСТ 6433.1. При использовании параллельных электродов удельное поверхностное сопротивление вычисляли по формуле: где ps — удельное поверхностное сопротивление покрытия, Ом; Rs - общее сопротивление части поверхности изоляционного покрытия, ограниченной двумя металлическими электродами, Ом; а - расстояние между электродами, см; Ъ - длина электрода, см.
Удельное объемное сопротивление pv позволяет оценить величину сопротивления материала при протекании через его объем постоянного тока. Измерения проводили в соответствии с ГОСТ 6433.2. При проведении измерений, использовали прямоугольный электрод 1 с площадью контакта 5x16 мм, в качестве второго электрода 2 использовали металл основы образца (рисунок 3.12). Усилие контакта электродов с об-разцом составляло 1 Н/см . Измерение сводится к измерению тока объемной утечки Iv в зависимости от приложенного напряжения. Измерение проводили мегаомметром модели Ф4101. Напряжение измерения составляло 500 В. Отсчет измерения производили на 60-й секунде после приложения напряжения. Условия нормализации и кондиционирования образцов, а также условия испытания соответствуют ГОСТ 6433.1. Удельное объемное сопротивление определяется по формуле: где pv — удельное объемное сопротивление покрытия, Ом-см; Rv — общее электрическое сопротивление объема изоляционного покрытия, ограниченного двумя металлическими электродами, Ом; S — площадь сечения электрода, см ; d - толщина покрытия, см.
Исследование влияния условий формирования покрытий на электрическую прочность
Рассматривая вопрос эффективности применения МДО-покрытий при изготовлении изделий, используемых в приборостроении в качестве несущих изоляционных элементов, напряжение пробоя формируемого покрытия является важнейшей характеристикой, так как должен обеспечиваться 8...И кратный запас прочности изоляции.
При проведении испытаний наибольшие показатели напряжения пробоя выявлены на образцах с большей толщиной покрытия, формируемой при повышенных концентрациях в электролите Na2SiC 3 и малом содержании щелочи. Кривые зависимости пробойного напряжения от концентрации компонентов электролита, представленные на рисунке 4.17, показывают рост значений и„р с увеличением CNa2sio3. При увеличении Скон показатели интенсивно снижаются. Приняв во внимание изменение показателей толщины покрытия от концентрации компонентов электролита, можно сказать, что показатели Unp формируются в первую очередь за счет количественных показателей толщины оксидного слоя. Зависимости показывают большое различие результатов при малой концентрации Na2SiC 3. Ее увеличение свыше 15 г/л ощутимо нивелирует разницу между показателями. Это можно объяснить увеличением количества вещества в канале разряда при МДР, что способствует интенсивному образованию окиси кремния. Следствием роста толщины покрытия становится повышение электрической прочности за счет относительно хороших изоляционных свойств силикатных образований, и это подтверждают результаты исследований других авторов [9, 10, 51].
На сплаве АМгЗ при схожих условиях обработки формируется покрытие большей толщины, позволяя формировать покрытие с большим напряжением пробоя (рисунок 4.18).
Однако более явно проявляется и ряд отрицательных факторов: повышенная шероховатость, объемная пористость и неоднородность электрической прочности различных участков покрытия. Все это отражается на качественных характеристиках покрытия, о которых можно судить по удельным показателям.
Удельные показатели пробойного напряжения на сплаве Д16Т выше при большей концентрации щелочи (рисунок 4.19). Именно при повышенных концентрациях щелочи (или более низкой концентрации Na2SiC 3) формируются более плотные покрытия с меньшим количеством дефектов и с более монотонным распределением электрофизических свойств. Основным дефектом такого типа покрытия является сквозная пористость. Повышенное содержание в электролите Na2SK 3 приводит к формированию покрытия с большим количеством дефектов, резко снижающих удельное пробойное напряжение. Более того, наблюдается более заметная неоднородность электрической прочности различных участков покрытия. Рисунок 4.19 - Зависимость электрической прочности покрытия от концентрации Na2Si03 и КОН на сплаве Д16Т в ГДПП режиме при начальной плотности тока Ь =20 А/дм2 и времени оксидирования Т=2 ч.
Удельные показатели электрической прочности сплава АМгЗ заметно ниже при всех комбинациях концентрации компонентов электролита (рисунок 4.20). Рассматривая эти зависимости можно наблюдать совпадение кривых для концентрации щелочи !,2и 5 г/л, и располагающуюся значительно ниже зависимость для 3 г/л. Это объясняется тем, что значения кривых 1 и 2 формируются за счет количественных (Л), а кривой 4 за счет качественных параметров покрытия (почти полное отсутствие наружного технологического слоя).
Результаты факторного эксперимента исследования зависимости напряжения пробоя формируемого покрытия для обоих сплавов представлены в таблице 4.3. Зависимость "состав электролита - напряжение пробоя" для сплава Д16Т (рисунок 4.17) описывается уравнением: Для сплава АМгЗ зависимость, представленная на рисунке 4.18 описывается уравнением: где для обоих уравнений Анализируя полученные зависимости можно сказать, что значение напряжения пробоя в основном зависит от показателей толщины формируемого покрытия, поскольку тенденция изменения h от концентрации компонентов электролита имеет аналогичный характер. Как видно из рисунка 4.21 напряжение пробоя при концентрации жидкого стекла в 30 г/л значительно больше (среднее значение составляет Unp = 1192 В). Однако неоднородность распределения показателей при этом значительно возрастает Ку 66,7%. Данный показатель можно повысить до 80 % при обработке в ГДПП режиме в течении 4,5 ч. Для сплава АМгЗ также характерна большая неоднородность распределения качественных показателей (рисунок 4w22). Кроме того, именно на участках с большой толщиной покрытия при оксидировании могут создаваться условия для перехода отдельных МДР в ДР, плотность тока в которых очень высока, что может привести к сквозным прогарам. За небольшое время обработки на подобных дефектах может осесть рыхлый муллитный слой покрытия, и это затрудняет их обнаружение. Поскольку электрическая прочность на участке с дефектом будет низка, то изделие после сборки может оказаться бракованным. ГДГШ режим позволяет избежать подобной ситуации, что определяет его преимущество перед другими режимами при формировании изоляционных покрытий.
