Научная статья на тему 'Механические свойства и особенности формирования покрытий методом микродугового оксидирования в щелочных электролитах на деталях из алюминиевых сплавов'

Механические свойства и особенности формирования покрытий методом микродугового оксидирования в щелочных электролитах на деталях из алюминиевых сплавов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
81
42
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Кучмин И. Б., Нечаев Г. Г.

Приведены методика и результаты исследования процесса МДО и покрытий, полученных в слабоконцентрированном растворе NaOH. Приведены данные о изменении геометрических размеров деталей после формирования покрытий методом МДО. Даны рекомендации по формированию покрытий в растворе NaOH.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Механические свойства и особенности формирования покрытий методом микродугового оксидирования в щелочных электролитах на деталях из алюминиевых сплавов»

Устройство предназначено для использования в студиях звукозаписи и при работе на сцене. Устройство универсально, при необходимости получения звука, наиболее подходящего другим инструментам или стилям музыки (звучание), возможно подключение в схему эквалайзера, компрессора и других цифровых или аналоговых приборов.

Список литературы:

1. Авдуевский А. Mesa Boogie F30 [Электронный ресурс] I А. Авдуев-ский II MesaBoogie. - Электрон. текст. дан. - М., 2004. - Режим доступа: http://www.mesaboogie.ru/file.php7pub_02. - Загл. с экрана.

2. Авдуевский А. Mesa Boogie TriAxis [Электронный ресурс] I А. Авду-евский II MesaBoogie. - Электрон. текст. дан. - М., 2003. - Режим доступа: http://www.mesaboogie.ru/file.php7pub_03. - Загл. с экрана

3. Авдуевский А. Усиление и перегруз [Электронный ресурс] I А. Авду-евский. - Электрон. текст. дан. - М., 2002. - Режим доступа: www.guitars.ruI 01/info.php7z901. - Загл. с экрана.

4. Академия гитарной электроники [Электронный ресурс] // Guitar-Gear.ru. - Электрон. дан. - [М.], 2008-2011. - Режим доступа: www.guitar-gear.ru. - Загл. с экрана.

5. Гитарный усилитель [Электронный ресурс] I/ GuitarWiki: Энциклопедии о гитаре. - Электрон. дан. - [М.], 2011. - Режим доступа: www.guitar-playerru/wiki/Гитарный_усилитель. - Загл. с экрана.

6. Звелто О.Г. Принципы лазеров I О.Г. Звелто. - М.: Мир, 1990. - 559 с.

7. Основы метрологического обеспечения [Электронный ресурс]. - Электрон. текст. дан. - М., 2004. - Режим доступа: www.metrob.ruIHTMLIosnovi-mo.html. - Загл. с экрана.

8. Кондиленко И.И. Физика лазеров I И.И. Кондиленко, П.А. Коротков, А.И. Хижняк. - Киев: Вища школа, 1984. - 232 с.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ В ЩЕЛОЧНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ НА ДЕТАЛЯХ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

© Кучмин И.Б.*, Нечаев Г.Г.

Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Г агарина,

г. Саратов

Приведены методика и результаты исследования процесса МДО и покрытий, полученных в слабоконцентрированном растворе NaOH.

* Аспирант кафедры Технологии электрохимических производств.

Приведены данные о изменении геометрических размеров деталей после формирования покрытий методом МДО. Даны рекомендации по формированию покрытий в растворе №ОН.

Микродуговое оксидирование (МДО) как способ создания функциональных покрытий известно уже более 60 лет. МДО - процесс получения покрытий на поверхности электропроводящего материала, находящегося в электролите, в высоковольтном режиме, обеспечивающем возникновение локальных микроразрядов, пробивающих формируемое покрытие и придающих ему особые свойства. Фазовый состав покрытий можно изменять, варьируя технологические режимы и состав электролита [1] и получать покрытия, содержащие различные модификации оксида алюминия. Такая вариабельность делает привлекательным применение метода МДО для формирования различных функциональных покрытий в самых различных отраслях техники и позволяет придавать материалам новые свойства [2].

Применение однокомпонентных щелочных электролитов малой концентрации представляется весьма перспективным в силу целого ряда причин. К таким причинам можно отнести, в том числе и такие, как простота нейтрализации, низкая агрессивность, дешевизна и простота приготовления.

Алюминий и его сплавы, являясь перспективными и распространенными материалами, обладают вместе с тем многими недостатками: недостаточной износо- и коррозионной стойкостью, низким модулем упругости, малой поверхностной твердостью.

Известно [3-5], что методом МДО можно формировать на алюминии износостойкие, коррозионностойкие, электроизоляционные, декоративные и другие функциональные покрытия.

Формирование оксидных покрытий на алюминиевых сплавах методом МДО и определение соответствия характеристик получаемых покрытий эксплуатационным требованиям, является целью проводимого исследования.

Методика эксперимента. Оксидные покрытия были получены на образцах в форме прямоугольных пластин размерами 15 х 15 х 3 мм из алюминиевого сплава Д16Т. Микродуговое оксидирование проводили в анодном режиме. Время формирования покрытия составляло 20 минут. Процесс проводили в электролите состава: №ОН - 3 г/л. Образцы с покрытием промывали в течение 3-4 минут под струей холодной проточной воды и сушили в сухожаровом шкафу в течение 1 часа. Концентрация электролита была выбрана исходя из результатов предварительных экспериментов. При концентрации №ОН менее 1 г/л процесс с трудом выходит на режим микроразрядов из-за невозможности создать квазикатод с необходимой пространственной концентрацией отрицательных ионов. Процесс необходимо проводить при повышенном напряжении между электродами. При концентрации №ОИ более 6 г/л выход на режим МДО также затруднен из-за высокой скорости растворения образовавшихся оксидов, вследствие чего процесс приходится вести при повышенной плотности тока.

Измерения открытой пористости и визуальный осмотр структуры и строения поверхности сформированного покрытия были выполнены с использованием анализатора изображения микроструктур АГПМ-6М ФУЛК 401 163.001-01.

Измерение микротвёрдости производили в соответствии с требованиями ГОСТ 9450-76 «Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников» с помощью микротвердомера Microhardness tester HVS-2000B с видеоизмерительной системой SP-5 при нагрузке 9.807 Н, время нагрузки 15 секунд.

Контроль изменения геометрических размеров производили микрометром модели МКЦ-0-25-0,001.

Экспериментальные результаты и их обсуждение. При проведении процесса МДО при плотности тока 31,7 Адм2 выход на режим микродуго-вых разрядов произошел в течение 3-5 секунд, величина тока поддерживалась постоянной в течении 2 минут до достижения предела регулировки. После этого процесс продолжался с падением плотности тока. В момент прекращения процесса плотность тока составляла величину 15, 9 Адм2.

Процесс протекал равномерно по всей поверхности и сопровождался интенсивным выделением газа.

При плотности тока 23,8 Адм2 процесс протекал аналогичным образом. Возможность поддержания плотности тока была исчерпана через 3 минуты, конечная плотность тока процесса составила 11,9 Адм2.

Характер протекания процесса при плотности тока 15,87 Адм2 отличался от описанного выше. Выход на режим микродуговых разрядов произошел только через 7 минут после начала процесса. Величина плотности тока поддерживалась до конца процесса.

Контроль толщины образцов до и после процесса МДО показал, что при проведении процесса при плотности тока 31,7 Адм2 толщина образцов увеличивалась на 0,025 мм, при плотности тока 23,8 Адм2 - на 0,018 мм, а при плотности тока 15,87 Адм2 толщина образцов уменьшилась на 0,022 мм.

Уменьшение геометрических размеров образца в последнем случае объясняется тем, что скорость электрохимического растворения становится близкой к скорости окисления металла. Таким образом, дальнейшее уменьшение плотности тока процесса приведет к уравниванию скоростей этих процессов и формирование покрытия происходить не будет.

При рассмотрении поверхности сформированных покрытий с использованием оптического микроскопа было установлено, что в покрытии, сформированном при плотностях тока 31,7 и 23,8 Адм2, имеются крупные поры, являющиеся вероятно не закрытыми каналами микродуговых разрядов. Размеры и количество таких «прогаров» увеличиваются с увеличением плотности тока. Изображения фрагментов поверхности покрытий представлены на рис. 1.

Поверхностная открытая пористость покрытий сформированных при плотностях тока 31,7 Адм2 и 23,8 Адм2 оказалась одинаковой 3-4 %, а пористость покрытия, сформированного при плотности 15,87 Адм2 - 10 %.

в)

Рис. 1. Поверхность покрытий сформированных методом МДО при плотностях тока: а) 31,7 А/дм2; б) 23,8 А/дм2; в) 15,87 А/дм2

Рис. 2. Фото микрошлифа МДО покрытия на сплаве Д16Т

Для определения толщины покрытий были изготовлены микрошлифы. Характерная фотография микрошлифа покрытия представлена на рис. 2.

Толщина покрытий, полученных в результате проведения процесса МДО, составила 15-30 мкм.

Поверхность образцов с покрытием перед измерением микротвердости подвергали полировке на войлочным круге с полировальной пастой для большей точности определения границ отпечатка индентора. При этом покрытия удавалось отполировать до зеркального блеска. Микротвердость покрытий составила НУ Увеличение плотности тока приводит к увеличению твердости покрытия.

Таким образом, для получения методом микродугового оксидирования равномерных по толщине и свойствам твердых защитно-декоративных покрытий целесообразно использовать растворы щелочей с концентрацией 3-4 г/л.

Рекомендуемый диапазон плотности тока 20-30 А/дм2. Уменьшение плотности тока ведет к увеличению пористости покрытия.

Поле допуска при изготовлении деталей под покрытие - 0,02 мм.

Список литературы:

1. Технологические возможности микродугового оксидирования алюминиевых сплавов / А.Е. Михеев, Н.А. Терехин, В.В. Стацура и др. // Вестник машиностроения. - 2003. - № 2. - С. 56-63.

2. Области применения и свойства покрытий, получаемых микродуго-вым оксидированием / Э.С. Атрощенко, И.А. Казанцев, А.Е. Розен, Н.В. Голованова // Физика и химия обработки материалов. - 1996. -№ 3. - С. 8-11.

3. Защитные оксидные слои на алюминии / В.С. Руднев, Т.П. Яровая, П.М. Недозоров // Коррозия: материалы, защита. - 2005. - № 6. - С. 21-27.

4. Влияние условий формирования на характеристики оксидных защитных пленок на алюминии / В.С. Руднев, Т.П. Яровая, А.Е. Лысенко и др. // Коррозия: материалы, защита. - 2007. - № 5. - С. 38-42.

5. Теплофизические свойства материалов, полученных микродуговым оксидированием / И.А. Казанцев, А.О. Кривенков, С.Н. Чугунов, Д.Б. Крюков // Материаловедение. - 2011. - № 3. - С. 22-27.

ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ РОБОТАМИ ДЛЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ РАБОТ

© Логвинов В.И.*, Гальченко Г.А.4

Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону

В статье рассмотрены различные типы дистанционного управления роботов, применяемых на ядерных объектах, в химической промыш-

* Доцент кафедры Робототехники и мехатроники, кандидат технических наук, доцент.

* Доцент кафедры Сервиса и технической эксплуатации автотранспортных средств, кандидат физико-математических наук.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.