CC BY
4ТЕХНОЛОГИЯ
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
'Получение оксидно-керамических покрытий методом микроплозменного оксидирования о водных растворах
электролитов
Ю.В. МАГУ РОВ А, канд. техн. наук, н.с. МИ Си С, В. В. ХОХЛОВ, канд. техн. наук, ген. директор ЗАО «НАМИП», А.Г. РАКОЧ, профессор, доктор хим. наук, МИСиС, В.А. БАУТИН, аспирант, МИСиС, Е.С. ДЕМЕНТЬЕВА, аспирант, МИСиС, г.Москва
Одним из наиболее перспективных методов нанесения защитных и декоративных покрытий с заданными механическими свойствами на изделия и детали из алюминия, магния и титана является метод микроплазменного оксидирования (МПО). Первоначально, в 1977 году Марковым Г.А. этот метод был назван микродуговым оксидированием (МДО), но затем стал называться микроплазменным оксидированием.
В процессе МПО рабочим электродом, как и в процессе традиционного анодирования, является деталь или изделие, на поверхность которого в водном растворе электролита наносится оксидное покрытие. Обычно противоэлектродом служит корпус ванны, в которую заливают электролит. При пропускании электрического тока происходит самопроизвольное увеличение анодного формирующего напряжения до напряжения пробоя диэлектрического или полупроводникового слоя (оксидной пленки, газового слоя на поверхности или в порах возникающего оксидного покрытия). В каналах микроразрядов происходит выделение значительного количества тепла, протекают плазмохимические реакции. Это приводит к образованию высокотемпературных модификаций оксидов и шпинельных соединений на поверхности обрабатываемого металлического изделия. В реакциях, протекающих в каналах микроразрядов, могут участвовать составляющие электролита - коллоидные и мелкодисперсные частицы, анионы и катионы, что существенно повышает скорость роста микроплазменного покрытия и изменяет его химический состав.
Преимущества данной технологии перед традиционным анодированием заключаются в следующем:
- не требуется предварительной подготовки поверхности изделия, при этом сокращается ряд технологических операций, и существенно уменьшаются плошади производственных помещений;
- более высокая скорость нанесения покрытий с более высокими механическими свойствами (твердость износостойкость и др.);
- использование экологически безопасных электролитов с низкой концентрацией компонентов и более длительным временем работоспособности.
Основные свойства микроплазменных покрытий представлены в таблице 1.
В настоящее время авторами разработаны модельные представления о протекании процесса МПО, которые являются «инструментом», позволяющим управлять данным процессом и получать, в зависимости от технологической
Таблица 1
№ Определяемые показатели Сплавы на основе магния Сплавы на основе алюминия
1 Толщина покрытия, мкм 10-200 5-200
2 Твердость Ш 450 - 640 800- 1900
3 Производительность процесса, мкм/мин 2-5 0.5-2.5
4 Антикоррозионные свойства. Ускоренные испытания по АЭТМ Отсутствует коррозия Отсутствует коррозия
6 Напряжение пробоя, В 600 до 4500
задачи, равномерные или неравномерные оксидные покрытия на поверхности изделий. В частности, решена проблема нанесения МПО покрытий на внутреннюю и внешнюю поверхности изделия (Рис. 1).
Рис. 1 Процесс нанесения МПО покрытия преимущественно на внешнюю (а) или внутреннюю (б) поверхность трубки, изготовленной из алюминиевого сплава
№ 2 (27)2005
29
*
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ИНСТРУМЕНТ
Таблица 2
Свойства микроплазменных покрытий, полученных на внутренней (68 мм) и внешней (72 мм) поверхностях алюминиевой тэубки, в зависимости от размера противоэлектрода
Диаметр противоэлектрода, ММ ^виеш. МКМ ^внут. МКМ Твердость НУ «-А1203, % объем
внеш. внутр. внеш. внутр.
0 59 ±2 ->0 1450 ±90 - 90 -
12 41 ±1 35 ± 1,5 1270 ±60 1100 ±120 75 70
30 ->0 61 ± 1,5 - 1360 ±110 - 84
Изменение размера противоэлектрода для обработки внутренней поверхности трубки изменяет толщину и состав получаемого покрытия (Таблица 2).
В зависимости от состава электролита можно получать однослойные или двухслойные оксидные покрытия с лег коразличимой границей раздела между ними. Последнее связано с тем, что рост внутреннего слоя, в основном, происходит за счет процессов окисления в каналах микроразрядов, а рост внешнего слоя осуществляется за счет осаждение оксидообразующих компонентов электролита: ионов, мелкодисперсных и коллоидных частиц.
МПО покрытия обладают высокими защитными антикоррозионными свойствами и могут успешно применяться для защиты изделий от коррозии. Хорошая адгезия МПО покрытий к основе позволяет использовать их в качестве рИс. 2 Магниевый диск с МПО покрытием. Часть поверхности грунта для нанесения лакокрасочных покрытий (Рис. 2). впоследствии обработана лакокрасочным покрытием
9
Квалиметрия сменных режущих пластин резьбовых резцов
М.З. ХОСТИКОЕВ, техн. директор, Е.М. ОРЛОВ, ген. директор, ЗАО «Инструментальная техника», г. Москва
Традиционным способом обработки резьб точением с начала 70-х годов прошлого века за рубежом стал способ, основанный на использовании сменных многогранных пластин. Эти пластины теперь повсеместно применяются и в России, их традиционная форма представляет собой преимущественно треугольный режущий элемент, каждая вершина которого имеет формообразующий резьбовой профиль с одним зубом и режущими кромками (стандартная пластина - рис. 1).
V
Рис. 1 Стандартная пластина
Применение таких пластин позволяет осуществлять обработку резьбы за несколько продольных проходов инструмента. В зависимости от шага резьбы, который обычно определяет общую глубину резания, инструмент совершает, как правило, от 4 до 18 продольных проходов.
Наибольшее применение нашли пластины так называемого полного профиля зуба резьбы, обрабатывающие деталь по наружному, внутреннему диаметрам и боковым сторонам профиля резьбы. Отличительным признаком
пластины полного профиля язляется её участие в обработке наружного диаметра резьбы детали, что не имеет места у пластин так называемого неполного профиля. Вершина профиля зуба пластины выполнена с радиусом или плоским участком. Она участвует в резании на каждом пэодольном проходе, в то время как боковые режущие <ромки входят в контакт с металлом заготовки постепенно по высоте от прохода < проходу. Иными словами, ыойкиыь резьбовой пластины определяется способностью вершины профиля зуба пластины противостоять изнашиванию.
Многозубые резьбовые пластины, получающие распространение в последние годы, имеют группу режущих зубьев, каждый из которых больше предыдущего и меньше последующего. Только последний зуб таких пластин имеет окончательный профиль резьбы соответствующий нормативному документу на профиль нарезаемой резьбы детали.
Применение многозубых резьбовых пластин обеспечивает существенное уменьшение необходимого числа продольных проходов инструмента, увеличение срока службы его режущих поверхностей, значительное снижение основного времени на обработку и резкое увеличение её производительности.
Для установления количественного выражения отличительных признаков многозубых резьбовых пластин различного конструктивного исполнения между собой и
30 № 2 (27) 2005
*
