Введение к работе
Актуальность темы исследования» Развитие современной пауки и промышленного производства обусловило постановку задачи создания новых материалов, способных работать в сложных условиях внешнего воздействия, в том числе при высоких градиентах температур, в агрессивных средах, при интенсивных ударных нагрузках, в тяжелых режимах трения и изнашивания. Эффективное решение этой задачи реализуется посредством разработки специальных композиционных материалов и покрытий. Одним из возможных способов нанесения композиционных покрытий на поверхности трения деталей машин является их формирование методом микродугового оксидирования в электролитах-суспензиях.
Это перспективное направление, которому посвящена настоящая работа, позволяет создавать на поверхности обрабатываемых деталей композиционные материалы (композиционные электрохимические покрытия (КЭП), в состав которых входят соединения порошковых материалов, введенных в электролит.
Микродуговая обработка рабочих поверхностей деталей в электролитах-суспензиях, содержащих материалы дисперсной фазы различной природы и размера, позволяет влиять на свойства получаемых покрытий, поскольку при этом реализуется хорошо известный принцип, заимствованный у природы. Суть его заключается в том, что совместная работа разнородных материалов дает эффект, равносильный созданию нового материала, свойства которого отличаются от свойств каждой из его составляющих. Данная технология представлена отдельной группой электролитов, которая на сегодняшний день является наиболее сложной по составу и в то же время наименее изученной. Поэтому исследования в этом направлении являются весьма актуальными. Цель работы — повышение износостойкости трибосопряжений за счет формирования на поверхностях трения композиционных электрохимических покрытий.
В работе в соответствии с целью исследования ставятся н решаются следующие задачи: У Разработать технологию формирования износостойких композиционных электрохимических покрытий методом микродугового оксидирования в электролитах-суспензиях.
С привлечением современных методов анализа материалов изучить фазовый состав и физико-механические свойства композиционных покрытий на алюминиевых сплавах.
Исследовать основные закономерности процессов трения и изнашивания подвижных сопряжений с композиционными покрытиями.
У Разработать практические рекомендации по увеличению срока службы трибосопряжений за счет формирования на поверхностях трения композиционных электрохимических покрытий и выполнить опытно-промышленные испытания.
Научная новизна
1. Предложены новые составы композиционных электрохимических покрытий на поверхностях трения подвижных сопряжений и электролиты для их получения.
2. Разработана модель формирования износостойких композиционных электрохимических покрытий на основе изучения процессов микродугового оксидирования в электролитах-суспензиях.
3. Проведены исследования состава, физико-механических свойств композиционных электрохимических покрытий и установлены зависимости интенсивности изнашивания и микротвердости от режимов микродугового оксидирования.
4. Установлены величины критической плотности тока для электролитов с мелко- и ультрадисперсной фазой вводимых соединений, при которых дисперсная фаза входит в состав композиционного покрытия без изменения свойств.
Практическая значимость
1. Разработана технология получения композиционных электрохимических покрытий методом микродугового оксидирования в электролитах-суспензиях, позволяющая получать покрытия с заданной износостойкостью.
2. Экспериментальные исследования процессов трения и изнашивания подвижных сопряжений с композиционными керамическими покрытиями показали, что формирование покрытии на поверхностях трения трибосопряжений обеспечивает повышение износостойкости.
3. Разработаны практические рекомендации по составам дисперсной фазы, электролитов и критической плотности тока для получения износостойких композиционных электрохимических покрытий на поверхностях трения деталей машин с сокращенным временем формирования оптимального технологического слоя.
4. Проведены опытно-промышленные испытания композиционных электрохимических покрытий на поверхностях трения подвижных сопряжений, которые показали повышение износостойкости торцовых уплотнений насосов до 2 раз и уплотнительных элементов шаровых кранов в условиях газоабразивного изнашивания в 3...4 раза.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы представлялись и докладывались: на IV Международном симпозиуме «Фракталы и прикладная синергетика» (Москва, 2005); на Щ Международной научно-технической конференции «Проблемы исследования и проектирования машин» (Пенза, 2007); па П Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (Москва, 2007); на Между народной научно-технической конференции «Новые и нетрадиционные технологии в ресурсо- и энергосбережении» (Одесса, 2007); на lV-ой Международной научно-технической конференции "Проблемы исследования и проектирования машин" (Пенза, 2008); на IV-ой Международной научно-технической конференции «Новые материалы, неразрушаюший контроль и наукоемкие технологии в машиностроении» (Тюмень, 2008).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 185 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, основных выводов и рекомендаций, приложения, содержит 48 рисунков, 25 таблиц и список литературы из 267 наименований,
Похожие диссертации на авторефПовышение износостойкости подвижных сопряжений формированием на поверхностях трения композиционных электрохимических покрытий
