CC BY
12
GETTING HIGHLY JEWELRY
Abstract. The paper discusses the features of the production of classic jewelry that require high quality and high design sketches casting culture. At the present time for these purposes it is widely used three-dimensional computer modeling tools, but for the production of exclusive jewelry is still used sketches made by hand, which allows to obtain a unique art works.
Keywords: sketches, jewelry, design, model, model unit, molds, brass, art castings.
УДК 629.423.31
МИКРОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ЛЕГИРОВАННЫХ ОБРАЗЦОВ МЕДНЫХ ПЛАСТИН КОЛЛЕКТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
МАШИНЫ
Белан Дмитрий Юрьевич, к.т.н., доцент; доцент (e-mail: Baltazar.13@mail.ru) Муравьев Дмитрий Валерьевич, к.т.н., доцент, доцент Гелетюк Юлия Николаевна, студент Хасеинова Сания Барлыбаевна, студент Чекалина Екатерина Константиновна, студент Омский государственный университет путей сообщения Белан Д.Ю., к.т.н., доцент; доцент (e-mail: Baltazar.13@mail.ru)
В данной статье рассматриваются вопросы науглероживания медных пластин коллектора тягового электродвигателя и приготовления микрошлифов для последующего анализа структуры их поверхностного слоя и улучшения физико-механических свойств материалов деталей подвижного состава.
Ключевые слова: тяговый электродвигатель, коллектор, шлифы, электрод.
Ремонтное производство является неотъемлемой частью железнодорожной отрасли. Восстановлению при ремонте подвергается более 80% всех деталей и узлов тягового и нетягового подвижного состава. Это обусловлено жесткими условиями эксплуатации, при которых рабочие поверхности деталей подвергаются интенсивному изнашиванию в процессе трения и накоплению повреждений. Проблема повышения физико-механических и эксплуатационных свойств деталей машин подвижного состава, инструментов, приборов методами поверхностного легирования и упрочнения приобретает все большую актуальность. В настоящее время науке и технике известно более 100 методов поверхностного упрочнения и легирования, каждый из которых имеет свои оптимальные области применения. Все известные на сегодняшний день методы упрочнения поверхностей можно разбить на пять основных групп в зависимости от технологического приема изменения поверхностных или объемных свойств материала: 1 - образование тонких пленок на поверхности; 2 - высокоэнергетические методы,
связанные с изменением химического состава и структуры поверхностного слоя; 3 - механическое воздействие на поверхность; 4 - объемное и поверхностное изменение структуры и свойств термообработкой; 5 - комбинированные методы [1]. Решение многих проблем развития современного производства было найдено на пути создания, разработки и совершенствования электрофизических и электрохимических методов обработки материалов.
Данные методы основаны на использовании различных физико-химических процессов энергетического воздействия на заготовку для формообразования детали при обработке.
Прогрессивным подходом в настоящее время считается исследование, разработка и совершенствование технологий получения поверхностных слоев с заданными составом, структурой и, соответственно, требуемыми свойствами. При этом необходимо учитывать, что решающее значение при формировании структуры слоя имеют энергетическая способность взаимодействия насыщающего элемента, физико-химическая природа насыщаю-
3 - кулачковый патрон; 4 - якорь электрической машины; 5 - коллектор; 6 - задняя бабка; 7 - вихретоковый датчик; 8 - устройства ввода-вывода; 9 - промышленный компьютер; 10 - усилитель сигнала; 11 - механизм
вращения суппорта; 12 - суппорт продольного перемещения; 13 - прокладка; 14 - стойка; 15 - суппорт вертикального перемещения; 16 - электродвигатель; 17 - генератор импульсов; 18 - держатели угольных электродов; 19 - направляющие угольных электродов; 20 - угольные
электроды
Рисунок 1 - Установка для комплексной обработки коллектора электрической машины
Новые методы обработки изменяют не только технологию ремонта коллектора тягового электродвигателя, но и геометрию деталей, способствуют созданию инновационной композиционной структуры рабочей поверхности коллектора ЭМПТ и новых конструкций машин и приборов.
Наиболее перспективным является электроэрозионный метод обработки. При электроэрозионной обработке используется энергия электрических разрядов, возбуждаемых между электродом-инструментом и электродом-заготовкой. За основу предлагаемого метода создания углеродистого слоя на рабочей поверхности медных пластин коллектора принята электроискровая обработка (ЭИО) (рис. 1).
На данное устройство для формирования углеродистого слоя на рабочей поверхности медных пластин коллектора получен патент на полезную модель № 137639 [3].
Предпосылкой для всех металлографических исследований является изготовление шлифов, которые используют для микроскопического исследования с помощью светового и электронного микроскопов, для определения микротвердости, а также количественного измерения структурных составляющих и электронно-зондового микроанализа.
От правильности приготовления шлифов зависит правильность толкования микроструктур [4]. Приготовление состоит из пяти этапов:
Первый этап - вырезка образцов. Для вырезки образцов используют отрезные станки с абразивными кругами. Для резки, обеспечивающей достоверность исследования образца необходимо отсутствие прижогов и значительного деформационного повреждения поверхности. Для этого во всех случаях резку абразивнными кругами проводят с использованием охлаждающей жидкости. Монтирование образцов сопровождается вторым этапом. Образцы после вырезки помещают в пластмассы или легкоплавкие сплавы, используя заливку или запрессовку в цилиндрические обоймы (рис. 2). Для запрессовки образцов используют порошки из фенольных и эпоксидных смол или термопластичных акриловых смол. После закрепления, образец подвергается третьему этапу - шлифованию, важной задачей которого является достижение минимальной толщины слоя деформированного металла, чтобы последние его следы можно было удалить последующим полированием. После каждой ступени шлифования поверхность образца следует тщательно очищать во избежание переноса сравнительно крупных частиц абразива на более мелкозернистый абразивный материал, используемый при последующих ступенях шлифования. Необходимо, чтобы на каждой ступени шлифования происходило полное удаление слоя деформированного металла, образовавшегося на предыдущей ступени, никаких следов царапин от предыдущего шлифования наблюдаться не должно. С такими целями, используют мокрое шлифование на водостойких шлифовальных шкурках, обеспечивающее эффективное охлаждение и постоянную очистку шкурки и образца.
Рисунок 2 - Науглероженные образцы медных пластин коллектора
Также, чтобы свести к минимуму вдавливание абразивных частиц в поверхность шлифов, шкурку предварительно смачивают в керосине или натирают парафином. В связи с тем, что науглероженный поверхностный слой образца отличается от основного металла по структуре и составу целесообразно применять метод косого шлифа, что позволит более точно определить глубину внедрения углерода в образец. Для изготовления косого шлифа нужно изменить поверхность полировки так, чтобы она составляла с поверхностью угол в 5 - 7°. В результате при пересечении плоскости полировки с поверхностью образца наблюдается расширение его сечения.
В качестве финишной операции при приготовлении шлифов служит полирование - четвертый этап. При полировании происходит удаление мелких рисок, оставшихся после шлифования, и получения гладкой зеркальной поверхности шлифа. Полирование производят на вращающемся круге с натянутым полировальным материалом, на который непрерывно или периодически наносят очень мелкий абразив в виде суспензии в воде. В качестве абразивов применяют оксид хрома, оксид алюминия и оксид железа. Все более широкое использование находят полировальные алмазные пасты, которые наносят на специальную ткань. Пятому этапу соответствует операция травление. Реактив взаимодействует с полированной поверхностью шлифа. Поверхность шлифа растворяется или окрашивается тонким слоем продуктов травления. Под действием реактивов в металлах и сплавах, прежде всего, растворяются выделения на границах зерен, имеющие иную химическую природу. Структура становится видимой, при этом отражательная способность шлифа испытывает изменения, которые внутри каждой фазы одинаковы независимо от условно ориентированного воздей-
ствия реактива. Возникает рельеф, который состоит из выступающих фаз. Благодаря этому становятся, видимы контуры структурных составляющих. При применении косого освещения контуры четко различимы благодаря свету и тени [5].
Нами был проведен эксперимент по науглероживанию медного образца марки М1 на специализированной установке для ЭИО с позиционированием электродов относительно поверхности коллектора электрической машины. Образец марки М1 подвергался обработке плоским угольным электродом с определенными режимами: сила тока 1,5 А, время обработки 30 секунд, зазор между катодом и анодом составлял 2 мм. В результате приготовления косого шлифа экспериментального образца были получены следующие результаты (рис. 3).
а) б) в)
г) д)
Рисунок 3 - Микроструктура коллекторной меди после науглероживания: а) на поверхности шлифа; б) на глубине 0,05 мм; в) на глубине 0,1 мм; г) на глубине 0,15 мм; д) на глубине 0,2 мм;
Таким образом, по результатам исследования видно, что при 200*кратном увеличении явно наблюдается наличие легирующих элементов в поверхностном слое медной пластины коллектора электрической машины, а именно углерода, так как прожиг осуществлялся именно угольным электродом. Также результаты атомно-эмиссионного спектрального анализа с использованием стандартных образцов сравнения показали, что массовая доля углерода в науглероженном медном образце составляет на 0,1 % больше, чем в медной пластине неподверженной электроискровой обработке.
Список литературы
1. Белан Д. Ю. Повышение надежности работы коллекторно-щеточного узла тяговых электродвигателей / Д. Ю. Белан, В. М. Лузин // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010. № 4(4). С. 6 - 11.
2. Гадалов В. Н. Локальное избирательное нанесение электрофизических покрытий на металлообрабатывающий инструмент / В.Н. Гадалов, Д.Н. Романенко, И.М. Горякин // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2008. № 4. С. 20-24.
3. Пат. 137639 (РФ), МПК H01R 43/06 (2006.1). Установка для электроискровой обработки с позиционированием электродов относительно поверхности коллектора электрической машины / Д. Ю. Белан, А. А. Кузнецов, Т. В. Кубрина, И. В. Кубрина. - № 2013132790/07; Заявлено 15.07.2013; Опубл. 20.02.2014. Бюл. № 5.
4. Баранова Л. В. Металлографическое травление металлов и сплавов / Л.В. Баранова, Э. Л. Демина // Справочное издание. — М.: Металлургия, 1986. 256 с.
5. Беккерт М. Способы металлографического травления / М. Беккерт, Х. Клемм // Справочное издание. - 2-е изд., перераб. и доп. - Пер. с нем. - М.: Металлургия, 1988. 400 с.: ил.
Belan Dmitry Y., PhDassistant professor; assistant professor
(E-mail: Baltazar.13@mail.ru)
Omsk State Transport University, Omsk, Russia
Muraviev Dmitry V.; PhD.; assistant professor; assistant professor
Geletyuk Yulia N.; student
Haseinova Sania B.; student
Chekalin Catherine K.; student
Omsk State Transport University, Omsk, Russia
MICROSTRUCTURAL ANALYSIS OF DOPED SAMPLES OF THE COPPER PLATE DC ELECTRICAL MACHINES
Abstract: This article deals with the carburizing copper plate collector traction motor and cooking microsections for further analysis of the surface layer of the structure and improve the physical and mechanical properties of materials rolling stock parts.
Keywords: traction motor, collector, thin sections, an electrode.
УДК 626/627(075.8)
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ СТОКОВ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ
ПРОИЗВОДСТВ Будыкина Татьяна Алексеевна, д.тех.н., профессор (e-mail: tbudykina@yandex.ru) Прудников Николай Александрович, студент (e-mail: prudnicovnick@gmail.com) Курский государственный университет, г.Курск, Россия
В данной статье рассматриваются современные технологии обезвреживания гальванических стоков машиностроительных производств с помощью мембранных технологий, погружных электрохимических модулей, новых реагентов.
Ключевые слова: гальваническое производство, ионы тяжелых металлов, сточные воды, погружные электрохимические модули, мембранные технологии, реагент «Аквамаг»
Гальванические производства машиностроительных производств являются серьезными источниками загрязнения окружающей среды, осуществляя воздействия:
