CC BY
15
УДК 620.197;669;621.794
Егоршин П.Е. студент магистрант гр. 16 МТм1 факультет «Машиностроения и транспорта»
Гуськов Д.О. студент магистрант гр. 16 МТм1 факультет «Машиностроения и транспорта»
Семунин В.В. студент магистрант гр. 16 МТм1 факультет «Машиностроения и транспорта» ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет»
Россия, г. Пенза
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ
Аннотация: Микродуговое оксидирование это технология обработки поверхности и упрочнения металлов вентильной группы, начинает развитие от аналогичного процесса анодирования, является электрохимических процессом. Технологией микродугового оксидирования (МДО) получают универсальные покрытия аналогичные керамическим со стабильными свойствами, в том числе износостойкие, коррозионностойкие, теплостойкие, электроизоляционные, декоративные и пр.
Ключевые слова: микродуговое оксидирование, покрытие, технология, свойства, упрочнение.
Yegorshin P.E.
Graduate student gr. 16 МТм1, faculty of "Machine building and transport" FSBEIHE "Penza State University"
Russia, Penza Guskov D.O.
Graduate student gr. 16 МТм1, faculty of "Machine building and transport" FSBEI HE "Penza State University"
Russia, Penza Semunin V. V.
Graduate student gr. 16 МТм1, faculty of "Machine building and transport" FSBEI HE "Penza State University"
Russia, Penza
ANALYTICAL REVIEW OF THE CURRENT STATE OF DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY OF MICRO-ARC OXIDATION
Abstract: Micro-arc oxidation is a technology of surface treatment and hardening of metals of the valve group, begins the development of a similar process of anodizing, is electrochemical process. Technology micro-arc oxidation (MAO) with a universal coating similar to ceramic with stable properties including abrasion resistant, corrosion resistant, heat resistant, insulating,
decorative, etc.
Keywords: micro-arc oxidation, coating, technology, properties, hardening.
Началом развития и освоения технологии микродугового оксидирования и применения в промышленности считают 70-е годы. К этому времени появилось множество публикаций, научных статей и патентов исследователей многих институтов и школ и стран, число которых продолжает расти и сегодня. Особый вклад в развитие технологии внесли: американские ученые Брауна и Тран Бао Вана (осаждения в анодной искре). Новосибирские исследователи группы Маркова Г.А. (МДО и микроплазменная обработка), днепропетровские ученые Снежко Л.А. и Черненко В.И. (анодно-искровой электролиз), школы Гордиенко П.С. из ДВО РАН, Федорова В.А., Саакиян Л.С. и Ефремова А.П., из московской академии нефти и газа по процессу микродугового оксидирования; японские ученые Ямада и Мита; немецкие ученые Крисманна и Кюрце по анодному оксидированию искровым разрядом, американские патенты Крейга Храдковского и Козака и множество других работ.
Большое количество разработок, патентов и публикаций наблюдается с 2005 года. И.В. Суминовым, А.В. Эпельфельдом, В.Б. Людиным, Б.Л. Критом, А.М. Борисовым систематизированы данные о современном методе поверхностной обработки и упрочнения металлов, позволяющем получать многофункциональные защитные покрытия - микродуговое оксидирование (МДО). Даны основные представления о процессе МДО и его механизме, роли разряда и динамики его развития при формировании МДО-покрытий. Рассмотрены классификация микроплазменных методов, основы технологии МДО (электролиты, режимы), оборудование микродугового оксидирования. Много внимания уделено сравнительному анализу различных методов анодирования и микродугового оксидирования, а также практике микродугового оксидирования. Подробно рассмотрены состав, структура и свойства МДО - покрытий [1].
Б. В. Шандровым, Е. М. Морозовым, А. В. Жуковским изложены физико-химические основы процесса микродугового оксидирования. Рассмотрены структура, фазовый состав и технология покрытия. Предоставлены результаты экспериментальных исследований влияния технологических режимов и состава электролита на качество покрытия. Особое внимание в книге уделено разработке и применению оборудования и в частности, источников технологического тока для процесса микродугового оксидирования. Обобщен материал, полученный в лаборатории упрочняющих технологий кафедры «Технология машиностроения» МГТУ «МАМИ», который может служить основой для дальнейших исследований в этой области. [2].
Малышева В.Н. исследовал, разработал совершенствовал новый метод формирования износостойких покрытий - метода микродугового
оксидирования (МДО). На основе применения единичного методологического подхода к изучению процессов формирования и изнашивания МДО - покрытий, базирующегося на принципах синергетики и теории фракталов, разработаны модели, описывающие кинетику пробоя и роста покрытия в условиях микродуговых разрядов. Изучены состав, особенности микроструктуры, физико-механические свойства МДО -покрытий. Установлены закономерности изнашивания МДО - покрытий в условиях абразивного и неабразивного трения. Изучена взаимосвязь механических характеристик МДО - покрытий с износостойкостью и предложены критерии износостойкости. Выявлены и предложены оптимальные режимы формирования и составы электролитов для получения износостойких МДО - покрытий. Реализация результатов работы в промышленности позволила отработать технологию, провести широкую опытно-промышленную проверку и испытания упрочненных деталей, создать проектную, техническую документацию и осуществить внедрение разработок на ряде предприятий нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей, легкой и других отраслей промышленности [3].
А.Н. Новиковым и В.В. Жуковым рассмотрено влияние продолжительности работы ванны при формировании МДО - покрытий на рН электролита, а также на концентрацию растворенного в электролите алюминия. Исследования показали, что оптимальные покрытия удается получить при работе ванны в течение 4...12 ч [4].
А.Е. Розеном, А.О Кривенковым и другими в 2016 году рассмотрены особенности создания многофункциональных покрытий на композиционных металлических материалах методом МДО, даны рекомендации по подбору оборудования и подготовки поверхности детали при нанесении покрытия. Описаны методы повышения равномерности распределения покрытия и основные виды дефектов возникающих в процессе нанесения покрытия. Разработаны электролиты для получения оксидокерамических покрытий на основе титана, алюминия и их сплавов [5].
А.Н. Новиковым и В.В. Жуковым приведены сведения о микродуговом оксидировании, как одном из перспективных способов упрочнения восстановленных деталей машин из алюминиевых сплавов. Дана краткая характеристика алюминиевых сплавов, применяемых в транспортном и сельскохозяйственном машиностроении. На основании теоретических расчетов обоснована необходимая толщина МДО - покрытий. Представлены результаты исследований влияния условий МДО на физико-механические свойства покрытий, сформированных на восстановленных деталях машин из алюминиевых сплавов, а также технологический процесс упрочнения восстановленной головки блока цилиндров ДВС. Рассмотрены вопросы утилизации электролитов при МДО [6].
Так же в работах А.Н. Новикова и В.В. Жукова проведено исследование влияния состава электролита и плотности тока на сквозную
пористость МДО - покрытий, сформированных на напыленных алюминиевых сплавах с целью восстановления электродуговой металлизацией изношенных поверхностей корпусных деталей. Установлено, что пористость МДО - покрытий зависит как от марки напыленного сплава, так и от режимов сформированных покрытий [7].
В настоящее время отработаны технологии нанесения МДО покрытий на медицинский инструмент из алюминиевых сплавов для предотвращения коррозии. Успешно применяется технология получения неотторгаемой биокерамики на базе титана и циркония для имплантатов. Технология МДО успешно применяется для создания декоративных покрытий.
Универсальность и высокое качество покрытий полученных методом микродугового оксидирования делает возможным применение технологии в различных областях, таких как машиностроение, нефтехимическая и газодобывающая промышленность и многих других.
Использованные источники:
1. И.В. Суминов, А.В. Эпельфельд, В.Б. Людин, Б.Л. Крит, А.М. Борисов. Микродуговое оксидирование. М.: «ЭКОМЕТ», 2005. - 368 с.
2. Б. В. Шандров, Е. М. Морозов, А. В. Жуковский. Основы технологии микродугового оксидирования М: «Альянс», 2011. - 275 с.
3. Малышев В.Н. Трибология поверхностей, упрочненных микродуговым оксидированием. «Palmarium Academic Publishing», 2012, 410 c.
4. Долговечность электролита при формировании МДО - покрытий / А.Н. Новиков, В.В. Жуков .- Ремонт, восстановление, модернизация .- 2016 .- 2 с. - №9. - С.31-32
5. Способы получения композиционных материалов методами высокоэнергетического воздействия / А.Е. Розен, А.О Кривенков, Д.Б. Крюков, С.Н. Чугунов, О.Л. Первухина, М.С. Гуськов - Пенза : ПГУ, 2016. -3 с. - 8 с.
6. Упрочнение восстановленных головок блоков цилиндров из алюминиевых сплавов микродуговым оксидированием / А.Н. Новиков, В.В. Жуков - Орел : ОрелГТУ, 2011 .- 82 с. - 83 с.
7. Пористость МДО - покрытий на восстановленных поверхностях деталей из алюминиевых сплавов / А.Н. Новиков, В.В. Жуков .- Ремонт, восстановление, модернизация .- 2015 .- 3 с. - №6. - С.7-9.
