CC BY
30
Khmelev Roman Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, aiahayandex. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.9.004
ПРОЦЕССЫ УПРОЧНЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
МАШИН И МЕХАНИЗМОВ ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИМ НАПЫЛЕНИЕМ СМЕСЬЮ САМОФЛЮСУЮЩИХСЯ СПЛАВОВ НА НИКЕЛЕВОЙ И ЖЕЛЕЗНОЙ ОСНОВАХ
В.Н. Гадалов, А.Е. Гвоздев, В.Р. Петренко, А. А. Иванов, А.В. Филонович,
А. А. Калинин, И.А. Макарова
Рассмотрены вопросы реновационной деятельности и ее задачи в условиях современного промышленного производства. Показано, что электроакустическое нанесение покрытий с применением смеси самофлюсующихся сплавов на никелевой и железной основах является прогрессивной технологией для упрочнения и восстановления деталей машин и инструмента. Рассмотренные его возможности и перспективы развития указанной технологии с последующей обработкой электроакустических покрытий поверхностнопластическим деформированием (выглаживанием) или лазерным облучением.
Ключевые слова: электроакустическое нанесение покрытий (ЭЛАНП), выглаживание, лазерная обработка (ЛО), электродные материалы - сплавы на никелевой (ПГ-10Н-01) и железной (ПГ-ФБХ-2) основах, смеси, индентор для выглаживания, нанокристаллическая и аморфные структуры, фазовый состав, физико-механические свойства, износостойкость, шероховатость.
При открытой рыночной экономике расширение промышленного производства невозможно без решения проблемы повышения качества и конкурентоспособности выпускаемых машин. Одним из таких подходов в развитии всех отраслей промышленности является «реновация» - системная деятельность по повторному использованию средств материального производства и модернизации эксплуатируемой технике [1]. Одной из основных задач реновационной деятельности и развития машиностроения является повышение качества, надежности, долговечности и эффективности использования машин и оборудования. Известно, что до 70 % причин выхода из строя машин и механизмов связано с износом узлов трения. Ежегодно огромное количество деталей и узлов выбраковываются и поступают на переплавку из-за износа рабочих поверхностей в доли миллиметра или других дефектов, возникающих в процессе эксплуатации, которые могут быть устранены тем или иным способом обработки.
Восстановление деталей - это комплекс операций по устранению основных дефектов деталей, обеспечивающих возобновлению ее работоспособности и параметров, установленных в нормативно-технической документации, позволяющий повторно, а иногда и многократно использовать исчерпывающий ресурс деталей и узлов в целом.
Восстановление работоспособности узлов и оборудования различной техники достигается ремонтом. Одним из путей улучшения качества является многократное восстановление формы деталей металлопокрытиями и обеспечение их взаимозаменяемости.
Износостойкие покрытия малоресурсных (слабых) деталей - самый быстрый, дешевый и эффективный путь решения проблемы увеличения ресурса машин. Малоресурсные детали являются также главной причиной отказов машин и их простоев, разборки, ремонта. Эти же детали заменяются наиболее часто и их замена или восстановление - главный элемент затрат при ремонте машин, Затраты на упрочнение слабых деталей несоизмеримо меньше расходов, связанных с их недостаточной износостойкостью.
Стоимость восстановления деталей составляет 25...40 % стоимости
новых.
В настоящее время и в будущем проблеме восстановления и упрочнения деталей уделяется большое значение. Восстановление деталей после ремонта экономически выгоднее изготовления новых, так как способствует экономии металла, рабочей силы, материальных и топливноэнергетиче-ских ресурсов. Но сложившаяся технология ремонтных работ, их культура и организация находятся на чрезвычайно низком уровне и не обеспечивают полноценного восстановления работоспособности оборудования. Так средние затраты на ремонт и межремонтное обслуживание в России в 5.7 раз превышают затраты на изготовление новых машин.
Очевидно, что ремонтные процессы нуждаются в коренном изменении технологии и в широком использовании современных упрочняющих технологий и материалов, придания им новых свойств. Повышение надежности отремонтированной техники (станков, автомобилей, тракторов и др.) за счет применения прогрессивных технологий имеет первостепенное значение и требует глубоких познаний в физике старения и износа конструкционных материалов, а также знанием прогрессивных методов отделки и упрочнения поверхностного слоя деталей. Совершенствование технологии упрочнения материалов, придание им антифрикционных, износокоррози-онностойких свойств повышенных эксплуатационных характеристик всегда было и остается перспективным направлением в машиностроении [2].
В связи с вышеуказанным технически и экономически целесообразно реализовать новый подход к выбору материалов для покрытий. Механическая прочность деталей или инструмента гарантируется за счет применения одного материала, а сопротивление воздействию внешних (износу, коррозии и др.) - обеспечивается локальным формированием на их поверхности тонких слоев со специальными функциональными свойствами. В результате обеспечивается повышенная работоспособность детали и инструмента. При этом возможно создание изделий с уникальным сочетанием свойств, недостижимых при использовании конструкционных и инструментальных материалов, например, жаропрочность и жаростойкость, аморфное состояние поверхности деталей и инструмента различной конфигурации и размеров и др.
В настоящее время технология электрофизического нанесения покрытий широко используется как при изготовлении, так и при ремонте деталей машин и механизмов, а также инструмента, изношенных при эксплуатации. Особенно перспективно нанесение покрытий при восстановлении изношенных деталей, так как их повторное (или многократное) использование позволяет сократить затраты на новые запасные части и, кроме того, уменьшить эксплуатационные расходы в хозяйствах и на предприятиях благодаря увеличению срока службы восстановленных деталей. Это тем более важно, поскольку стоимость запасных частей в себестоимости капитального ремонта машин достигает 50.70 %.
Задачей разработки метода управления свойствами поверхности занимается инженерия поверхности. Эти методы могут быть разделены на две основные группы нанесение покрытий и модифицирование поверхности. В первом случае изменение свойств поверхностей осуществляется за счет формирования на поверхности слоя с иным, отличным от основного материала составом. Во втором - изменение свойств поверхности осуществляется за счет изменения структурного состояния поверхностных слоев детали, инструмента (аморфизации, созданием нанокристаллических и метастабильных фаз и др.) или его легированием.
Среди разнообразных технологий нанесения защитных покрытий за последнее время интенсивное развитие получила группа электрофизических методов, к которой относится электроискровое легирование, электроакустическое нанесение покрытий, вакуумно-дуговые КИБ (конденсация при ионной бомбардировке) и РЭП (реактивное электронно-плазменное напыление), электродуговая металлизация, а также в определенной мере лазерная обработка - напыление.
Метод электроискрового легирования (ЗИЛ) и его разновидность электроакустическое нанесение покрытий (ЭЛАНП) одна из ресурсосберегающих технологий, позволяющая в машиностроении и ремонтном производстве упрочнять и восстанавливать размер высокоточных изношенных инструментов и деталей, придав им одновременную высокую износостойкость.
При ЭИЛ разогрев деталей и инструментов не существенен, что исключает их коробление и в большинстве случаев не требует финишной механической обработки. Процесс ЭИЛ, то есть перенос электродного материала с анода на катод осуществляется по механизму контактомостикового переноса, реализующегося в момент касания электродов, путем переноса жидкой, паровой и твердой составляющих эрозии через газовый промежуток.
Главной трудностью процесса ЭИЛ является выбор материала легирующего электрода. До последнего времени их изготовляли в основном из твердых сплавов марок ТК и ВК. Данный выбор связан с высоко твердостью получаемых покрытий при упрочнении режущего инструмента, но одним из недостатков вышеуказанных материалов является низкая интен-
сивность наращивания покрытий из-за высокой температуры плавления кобальтовой связки, а, следовательно, трудности реализации жидкопарово-го переноса составляющих эрозии.
Сплавы на никель-хромовой основе практически соответствую основным критериям, включающим смачиваемость материала катода связкой композита; образование твердых растворов между компонентами связки и катода; «кольцевая структура», в которой зерна дисперсной твердой фазы (карбиды, бориды) обволакиваются материалами связки и переносятся в результате интеркристаллитного разрушения; оптимальное соотношение между температурами плавления материалов анода и катода (температура плавления анода не должна превышать температуру плавления катода более чем в 4 раза).
Известно, что при газопорошковой наплавке широко применяются самофлюсующиеся порошки на никель-хромовой основе благодаря их высокой твердости и износостойкости и относительно низкой температуре плавления жидкой фазы, не превышающей 1050...1080 0С. Структура наплавленных покрытий представляет собой твердый раствор на основе никеля и эвтектическую смесь боридов, карбидов и силицидов никеля и хрома с твердым раствором на основе никеля.
Высокая стоимость порошков, изготовляемых из сплава никеля, привело к разработке более дешевых сплавов на основе железа для газотермических методов напыления (ГТН), Условия сверхбыстрого охлаждения частиц дисперсного материала при газотермическом напылении создают принципиальные предпосылки образования в покрытиях аморфных, нанокристаллических и метастабильных фаз. Это обстоятельство определило тенденцию в разработке новых материалов для ГТН, обеспечивающих формирование покрытий с нетрадиционной структурой, обладающей повышенными эксплуатационными свойствами. К ним относятся порошки и порошковые проволоки серий «АРМАКОР» (АТИ США) и «АМОТЕК» (ИЭСИМ им. Е.О. Патона, Украина). Возможность сохранения в газотермических покрытиях тонкодисперсных включений твердой фазы (ТЮ, СгВ2 и т.п.) размером 10.200 нм, имеющихся в исходных порошках, стимулирует в последнее время развитие работ в области ГТН покрытий с нанокристаллической структурой. Однако методами газопорошковой наплавки и ГТН часто не удается получать качественные покрытия на массивных деталях с большими упрочняемыми поверхностями, а также получать тонкие покрытия с высокой прочностью сцепления без потери твердости.
В связи с этим поставлена задача получения покрытий из самофлюсующихся порошков на основе никеля и железа, легированных хромом с присадками бора, кремния углерода и марганца (табл. 1) электроакустическим методом ЭЛАНП на установке «ЭЛАН-3». Для решения этой задачи необходимо было исследовать структуру, фазовый состав и свойства электроакустических покрытий, полученных с использованием смеси само-
315
флюсующихся гранулированных сплавов на основе никеля (ПГ-10Н-01) и железа (ПГ-ФБХ6-2). Содержание порошка ПГ-10Н-01 изменяют от 10 до 90% (табл. 2).
Таблица 1
Химический состав электродных материалов для ЭЛАНП
№, марка сплава Содержание компонентов, масс. %
N1 Ге Сг В Б1 С Мп
1. ПГ-10Н-01 ост. 3.7 14...20 2,8.4,2 4.4,5 0,6.1 -
2. ПГ-ФБХ-2 - ост. 32.37 1,3.2 1.2,5 3,5.5,5 1,5.4
Таблица 2
Состав и свойства покрытий, полученных ЭЛ АНП
№, сплава Содержание компонентов, % Адгезионная прочность, (относительная) ±5% Твердость ЫУ10, МПа (±5%) Интенсивность изнашивания, мг/км (±3%)
ПГ-10Н-01 ПГ-ФБХ-2
1 100 0 1,0 7100 2,55
2 90 10 0,97 7250 2,56
3 80 20 0,95 7460 2,44
4 70 30 0,94 7600 2,42
5 60 40 0,91 7630 2,41
6 50 50 0,90 7740 2,41
7 40 60 0,88 7920 2,22
8 30 70 0,91 7730 2,33
9 20 80 0,97 7210 2,56
10 10 90 0,98 5770 2,78
Процесс электроакустического напыления основан на использовании энергии электроискрового разряда и ультразвука [3-18]. Напыляемый образец (деталь, инструмент) подключен к отрицательному полюсу источника тока, электрод к положительному. Время электроискрового разряда синхронизировано с положением электрода относительно обрабатываемой поверхности. Временное смещение осуществляется фазодвигателем с шагом через 36°. Электроискровой разряд может осуществляться на подходе обрабатываемой поверхности, в момент контакта и на отходе от поверхности.
Механические продольно-крутильные ультразвуковые колебания [3] сообщаемые электроду, образуют при контактировании с обрабатываемой поверхностью межэлектродный зазор, равный амплитуде колебаний в электроде 5.10 мкм, меняющихся во времени приближенно по синусоидальному закону с частотой 19.23 кГц.
Частота следования технологического электроискрового разряда кратна частоте ультразвуковых колебаний электрода и находится в пределах от четырех импульсов технологического тока на один период до одного импульса технологического тока на тридцать два периода.
Ультразвуковая колебательная система предназначена для преобразования электрических колебаний в механические колебания с ультразвуковой частотой. [3, 8, 10].
Посредством ультразвуковых колебаний в процессе электроакустического напыления реализуются две основные функции [10, 11, 13]:
1) формирование необходимого зазора для обеспечения импульсного электрического разряда за счет амплитуды ультразвуковых колебаний;
2) механическое воздействие на напыляемый инструмент комплексными продольно-крутильными колебаниями.
Ультразвуковая колебательная система является резонансной системой. В используемом диапазоне частот системы находится несколько резонансов, т.е. за счет изменения частоты ультразвукового генератора можно варьировать амплитудой механических колебаний электрода.
Сущность настройки ультразвуковой колебательной системы заключается в установлении частоты колебаний, соответствующей одному из резонансов. Выбор рабочего резонанса определяется технологическими параметрами процесса напыления. Комплексные продольно-крутильные колебания, сообщаемые электроду, позволяют осуществлять напыление -легирование любой точкой поверхности электрода.
Кроме того, наносимый материал и упрочняемый материал испытывают ударное воздействие. Цикл нанесения единичной порции расплава при ЭЛАН длится менее 10 мс. За это время происходит разогрев, расплавление и затвердевание наносимого материала. Поскольку толщина слоя расплава на поверхности обычно массивно упрочняемой детали или инструмента при этом не превышает 50 мкм, скорость охлаждения его больше 105 к/с. Это позволяет использовать метод ЭЛАН для получения слоев с кристаллическими метастабильными фазами и аморфной структурой [4, 810, 13].
В современной металлофизике и металловедении быстрое развитие получило научное направление, связанное с изучением эффектов неравновесного затвердевания металлических сплавов в условиях высоких и сверхвысоких скоростей охлаждения расплавов. Совершенствование оборудования и технологии получения быстро охлажденных сплавов позволили обнаружить ряд эффектов, связанных с разным изменением структуры и свойств таких материалов. Накопление обширного статического материала позволило определить условия формирования нано и аморфных структур и установить закономерности их образования [19-34]. Изучение аморфного состояния, а также различных свойств аморфных материалов и сплавов с наноструктуированной поверхностью увеличивает возможность их применения в качестве резисторных, магнитомягких и конструкционных материалов, а также различного рода покрытий.
Фазовый состав покрытия изучали на рентгеновском дифрактомет-ре «ДРОН-4М» в Ка кобальтовом излучении в угловом интервале 35.105° с автоматической регистрацией дифракционных отражений на самописце при скорости движения счетчика 2 град/мин и в угловом интервале 50.60° с регистрацией на цифропечатающем устройстве накопленных импульсов за 100 с при поворотах образца на 0,1°. Также снимали и дебае-граммы в Ка хромовом излучении.
Параллельно фазовый состав износостойкого комплекса исследовался с помощью рентгеноструктурного анализа на автоматизированном дифрактометре «ДРОН-4», оснащенном компьютерным управлением и записью спектров. Симметричная съемка образцов на отражение проводилась с использованием рентгеновских трубок с медным и кобальтовым излучением. Это позволило оценить (усредненно) фазовой состав на разном расстоянии от поверхности (до 13,7 и до 2 мкм соответственно). В отдельных случаях для определения фазового состава тонкого поверхностного слоя от 1,0 до 0,5 мкм, использовался метод скользящего пучка (Си Ка -излучение) с постоянным углом входа а = 5°. Обработка спектров проводится с помощью программного обеспечения.
Шероховатость измеряется с помощью профилографа - профиломе-ра с компьютерным обеспечением фиксации результатов измерения, их обработки, вывода и распечатки на стандартном принтере.
Профиломер с информационно-вычислительным комплексом представленный на (рис. 1) применяется для анализа результатов измерения параметров шероховатости поверхности деталей. Электрическая часть прибора реализована в виде платы расширения, встраиваемой в ПК. Пределы измерения 0,02.100 мкм, длина трассы сканирования до 12 мм, скорость трассирования 0,51 и 2 мм/с. Программное обеспечение позволяет в диалоговом режиме управлять процессом измерения, выбирая оптимальные режимы, вычислять параметры шероховатости, выводить на экран монитора и анализировать геометрические особенности микропрофиля. Результаты измерений сохраняются в памяти ПК и могут быть распечатаны в виде протокола.
Рис. 1. Профиломер с информационно-вычислительным комплексом
Изготовление поперечных шлифов для металлографических исследований осуществляли по стандартной методике на оборудовании фирмы Struhers (Дания) в состав которого входит универсальный отрезной станок, автоматический гидравлический пресс и прибор для полировки микрошлифов. Измерение микротвердости образцов и покрытий проводили на микроскопах: «ПМТ - 3М» и «POLYVAR» (Австрия), оснащенном подставкой для измерения микротвердости «MICRO - DVPOMAT- 4000».
Микроструктура покрытий изучалась методами оптической и электронной микроскопии на приборах «МИМ - 8», «ЭПИКВАНТ», «ЭМВ-100Б» соответственно.
Поскольку структура электроакустических слоев из порошковых сплавов, представленных в табл. 1 и 2 ранее не изучалось, необходимо для установления общих закономерностей формирования метастабильных кристаллических и аморфных фаз провести комплексное металлофизиче-ское исследование.
В настоящей работе ЭЛАНП проводилось электродом из самофлюсующихся эвтектических сплавов ПГ-10Н-01 сплав 1, 2 табл. 1 и сплав 5 табл. 2 на оптимизированном режиме установке «ЭЛАН-3» (рис. 2, 3).
Нами также предлагается электрод НОУ - ХАУ из порошковой проволоки в металлической оболочке, а также для обработки металлических расплавов, включающий формовку оболочки из металлической ленты в профильных валковых калибрах формовочных клетей, заполнение оболочки порошковыми материалами, формирование замкового соединения и последующее редуцирование.
Металлографическими исследованиями установлено, что на поверхности стали 30ХГСА, образуется белый нетравящийся слой переменной толщины.
Его микротвердость 11500.12000 МПа. Покрытия имеют слоистое строение, характерное для напыленных структур. В покрытии, кроме аморфной, присутствуют кристаллические фазы. Одной из причин неполной амортизации при ЭЛАНП может быть растворение в поверхностном слое больших количеств металла основы, так как при ЭЛАНП кроме переноса капель расплава с анода на катод происходит оплавление катода. Поэтому химический состав покрытия особенно в переходной зоне между покрытием и основой, значительно отличается от состава легирующего электрода. Кроме того, частично выгорают легкие элементы - углерод и фосфор. Отклонение от исходного состава затрудняет получение аморфной структуры, но может облегчить образование метастабильных кристаллических фаз. Так при ЛЭНП сплавом типа БеСгРС сплав 5 табл. 2 в покрытии появляется а-твердый раствор на основе железа. Кроме того, за короткое время, в течение которого расплавляется металл при ЭЛАНП не успевает пройти гомогенизация состава всего расплавленного объема, в легированный слой попадают и недорасплавившиеся частицы - продукты механического разрушения анода.
Механические продольно-крутильные колебания воздействуют на обрабатываемую поверхность подложки, как удар со сдвигом. При поглощении акустической энергии образуются новые дислокации, растет их плотность, происходит активация малоподвижных дислокаций, разориен-тация субзерен и разрушение субграниц, образование ячеистой структуры, двойникование и образование других структурных несовершенств. Рекри-сталлизационные процессы в таком материале, приводят к образованию более мелкого зерна, что обусловлено более высокой скоростью образования зародышей, по сравнению со скоростью их роста, что предопределяет его сохранение в конечной структуре электроакустических покрытий. Кроме того, УЗК воздействуют на микросварочную ванну, возникающую при формировании покрытия, изменяя структуру самого покрытия, а также его физико-механические свойства [5-11].
Рис. 2. Внешний вид и установка «ЭЛАН-3»
Рис. 3. Схема установки «ЭЛАН-3»: 1 - станина; 2 - пульт управления; 3 - колонна; 4 - опора; 5 - каретка; 6 - головка ультразвуковая; 7 - план шайба; 8 - патрон; 9 - электрод;
10 - гнездо однополюсной вилки
По данным рентгеноструктурного и микрорентгеноспектрального анализа (РСМД) на поверхности стали появляются два твердых раствора на основе а- и у- Бе и аморфная фаза с высокой химической неоднородностью слоя. На рентгенограммах полученных покрытий на фоне размытых диффузных максимумов интенсивности рассеяния рентгеновских лучей наблюдаются дифракционные отражения, соответствующие кристаллическим фазам. Применение метода косых рентгеновских съемок обнаружило на поверхности электроакустического слоя присутствие аморфной состав-
ляющей. Присутствие аморфных фаз также подтверждается методом (просвечивающей электронной микроскопии от тонких фольг, полученных электрохимической полировкой.
После полного химического растворения стали (подложки) и частичного растравливания «белого» слоя на отдельных микродифракционных картинах отсутствуют четкие дифракционные максимумы. Наблюдается лишь достаточно интенсивное размытое кольцо вокруг неотклоненно-го пучка электронов, а также второе и третье еще более размытые кольца значительно меньшей интенсивности, что характерно для аморфных материалов. Количество аморфной фазы увеличивается при увеличении энергии разряда (номера режима). С его увеличением возрастает износ и коррозионная стойкость. Последняя измерялась весовым способом в азотной кислоте. Анализ поверхности стали после коррозионных испытаний показывает, что раствор образцов идет, в основном, по участкам стали, не покрытых электроакустическим слоем, оставляя участки, упрочненные легированием, практически без изменений. При отжигах в диапазоне 200.700 °С через 100 °С 0,3 час. внешний вид слоя не изменяется (частично протравливается он только после отжига при 700 °С, микротвердость при этом мало изменяется. Рентгенографически отмечается распад аморфной фазы выше 300 °С и распад метастабильных твердых растворов на основе а- и у-Бе в интервале температур 200.400 °С и 500.00 °С соответственно. При электрохимических испытаниях установлено, что после распада аморфной фазы и пересыщенного твердого раствора на анодной поляризационной кривой сплава с покрытием, наблюдается резкое повышение тока активного растворения. Коррозионная стойкость слоя после распада метастабиль-ных фаз снижается, однако остается выше, чем у стали 30ХГСА.
На основании результатов триботехнических испытаний в условиях возвратно-поступательного движения установлено, что аморфизированные покрытия из сплавов на основе железа и никеля по износостойкости конструкционные и инструментальные стали после термо- и химикотермиче-ской обработки.
Так, например, при исследовании на оптимизированном режиме [15, 16, 18] электроакустических покрытий из сплавов сплав 1 и сплав 2 (табл. 1) с аморфнокристаллической структурой на машине торцевого трения без смазки они показали в 2.3 раза меньшие значения линейного износа по сравнению с цианированной сталью 30ХГСА,
Таким образом, проведенные исследования подтверждают эффективность использования эвтектических сплавов на железо-никелевой основе для получения аморфно-кристаллических электроакустических покрытий с повышенной износо- и коррозионной стойкостью.
Одним из недостатков электроакустических покрытий является недостаточно высокое качество поверхности Яа= 1.3 мкм, высокая пористость до (6.8) %, значительные внутренние напряжения и низкая адгезия к металлическому изделию, что сужает применение таких композитов. Одним из путей повышения качества и свойств электроакустических покры-
321
тий является применение лазерной и финишной обработки. В частности, в качестве финишной обработке предлагается выглаживание синтетическим алмазом и минералокерамикой [13, 14, 35, 36].
Полученные результаты могут быть полезны при создании ресурсосберегающих технологий обработки конструкционных и инструментальных сталей с применением новых нанокомпозиционных покрытий и смазок [37-57].
Работа подготовлена в рамках выполнения государственного задания Минобрнауки России №11.6682.2017/8.9.
Список литературы
1. Гадалов В.Н., Захаров И.С. Реновация - системная деятельность к возрождению средств материального производства // Материалы и упрочняющие технологии 2003. Сб. Материалов Х юбилейной Российской НТК с международным участием. Курск: КГТУ. 2003. Ч. 1. С. 8-11.
2. Гадалов В.Н., Захаров И.С. К вопросу о применении методов поверхностного упрочнения конструкционных и инструментальных материалов в современных условиях // Материалы и упрочняющие технологии -2004 // Сб. Материалов XI Российской НТК. Курск: КГТУ. 2004. С. 8-12.
3. Аграната Б.А. Ультразвуковая технология. М.: Металлургия. 1974. 504 с.
4. Минаков В.С., Кочетов А.Н. Электроакустическое напыление // СТИН. 2003. С. 32-35.
5. Абрамов О.В. Кристаллизация металлов в ультразвуковом поле. М.: Металлургия. 1972. 256 с.
6. Гаврилова Т.М., Терехин Г.Е., Шевченко О.И. Геометрические параметры и структура наплавленного в ультразвуковом поле слоя // Известия вузов. Черная металлургия, 2001. № 6. С. 39-41.
7. Гаврилова Т.М., Шевченко О.И., Терехин Г.Е. Особенности воздействия ультразвуковых волн на микроструктуру наплавленных покрытий // Современные технологии материаловедения. Магнитогорск: МГТУ. 2003.С. 76-80.
8. Гадалов В.Н., Рощупкин В.М., Павлов Е.В. Разработка технологии и исследование высокоэффективных электроакустических покрытий из жаропрочных никелевых сплавов типа ЖС многоцелевого назначения // Славяновские чтения: труды межд. НТК. Липецк: ЛГТУ, 2004. Книга 1. С. 268-276.
9. Аль-Тибби В.Х., Минаков В.С., Димочкин Д.Д. Получение нано-структурных материалов методом электроакустического напыления // СТИН. 2007. №4. С. 28-32.
10. Кручинин А.М., Захаревич Е.Е., Батаев И. А. Восстановление валов электрических машин с использованием технологии наплавки и ультразвуковой обработки покрытий // Материаловедение. 2008. №3. С. 245-49.
11. Гадалов В.Н., Емельянов С.Г., Романенко Д.Н. Применение электроакустического напыления для упрочнения и восстановления деталей машин и инструмента // Киев: Сварщик. 2008. №1(59). С. 26-29.
12. Гадалов В.Н., Абашкин Р.Е., Балабаева Е.Ф. Электроакустическое нанесение покрытий прогрессивная технология для упрочнения и восстановления деталей машин и инструмента // Материалы и упрочняющие технологии - 2008. Курск: КГТУ. 2008. Ч. 1. С. 48-62.
13. Гадалов В.Н., Романенко Д.Н. Упрочнение и восстановление деталей электроакустическим напылением самофлюсующихся сплавами на никелевой и железной основе // Материалы и упрочняющие технологии -2011. Курск: ЮЗГУ. 2011. С. 28-41.
14. Гадалов В.Н., Сольников В.Г., Агеев Е.В. Металлография металлов, порошковых материалов и покрытий, полученных электроискровыми способами. Установка ЭЛАН-3. М.: ИНФРА-М. 2011. 468 с.
15. Гадалов В.Н., Сальников В.Г., Романенко Д.Н. Структурнофазо-вое состояние, свойства электроакустического покрытия после выглаживания минералокерамикой // Известия ЮЗГУ. Курск. 2012. №1. С. 107-113.
16. Гадалов В.Н., Бредихина О.А., Тураева О.А. Вопросы оптимизации технологического процесса нанесения экологических электроакустических покрытий, их структура и свойства // Материалы и упрочняющие технологии - 2014. Курск: Юго-западный государственный университет, 2014. С. 149-155.
17. Гадалов В.Н., Романенко А.Г., Абакумов А.В. Применение, оптимизация процесса электроакустического нанесения покрытий для повышения эксплуатационных свойств композита из жаропрочных сплавов на никелевой основе // Сб. статей межд. НТК «Современные проблемы машиностроения». Томск: ТГУ. 2014. С. 204-209.
18. Гадалов В.Н., Филонович А.В., Ворначева И.В. Тонкая структура и долговечность монокристаллов алюминия при ультразвуковом воздействии // Упрочняющие технологии и покрытия. 2016. №8(140). С. 3-6.
19. Гадалов В.Н., Емельянов С.Г., Сафонов С.В. Оптимизация электроакустического нанесения покрытий для повышения эксплуатационных свойств композитов из жаропрочных сплавов на основе никеля // Вестник машиностроения. 2017. №6. С. 7-9.
20. Ковнеристый Ю.К. Объемно-аморфизирующие металлические сплавы и наноструктурные материалы на их основе // МИТОМ, 2005. С. 55-61.
21. Лякишев Н.П., Алымов М.И. Наноматериалы конструкционного назначения // Российские нанотехнологии. 2006. Т. 1. №1-2. С. 71-81.
22. Гадалов В.Н., Захаров И.С. Метастабильные металлические наносистемы // Материалы и упрочняющие технологии - 2006. Курск, 2006. Ч. 1. С. 8-11.
23. Гадалов В.Н., Емельянов С.Г. Некоторые аспекты разработки наноматериалов и нанотехнологии // Материалы и упрочняющие технологии - 2007. Курск, 2007. Ч. 1. С. 4-7.
24. Коротаев Д.Н. Технологические возможности формирования износостойких наноструктур электроискрвым легированием. Омск: СибА-ДИ. 2009. 254 с.
25. Уильямс Л., Адаме У. Нанотехнологии без тайн. М.: Эксмо. 2009. 368 с.
26. Балакирев В.Ф., Крымский В.В., Кулаков Б.А. Электроимпульсные нанотехнологии; под ред. Л.А. Смирнова. Екатеринбург: Уро РАН. 2009. 141 с.
27. Пячин С.А., Заводинский В.Г., Кузьменко А.П. Поверхностное структурирование меди под действием электрического разряда // Письма ЖТФ. 2010. 36 (14). С. 34-40.
28. Кузьменко А.П., Николенко С.В., Пячин С.А. Наноструктуриро-ванные электроискровые покрытия // Фрязино. VII Международная НТК «Нанотехнологии производства» 2010. Фрязино. 2010. С. 148-149.
29. Николенко С.В., Кузьменко А.П., Тимаков Д.И. Наноструктури-рование поверхности стали электроискровой обработкой новыми электродными материалами на основе карбида вольфрама // Электронная обработка материалов. 2011. С. 28-35.
30. Гадалов В.Н., Сафонов С.В., Розина Т.Н. Применение аморфной матрицы в качестве основы для композиционного материала (вопросы образования и его характеристики) // Техника и технологии: Пути инновационного развития. Курск. 2014. С. 70-73.
31. Гадалов В.Н., Пеньков В.Б., Скрипкин Ю.В. Исследование литых аморфных сплавов системы Zi-Cu-Ni-Al-Ti // Физика и технология наноматериалов и структур. Курск: ЗАО «Университетская книга». 2015. С. 123-126.
32. Гадалов В.Н., Емельянов С.Г., Игнатенко Н.М. Электроискровое легирование поверхности сплавов на основе никеля и титана // Известия Юго-Западного государственного университета. Курск. 2016. №1(18). С. 920.
33. Гадалов В.Н., Гвоздев А.Е., Стариков Н.Е., Романенко Д.Н. Применение электроискрового легирования электродными материалами на основе карбида вольфрама для наноконстурирования поверхности стали 35 // Известия Тульского государственного университета. 2017. Вып. 11. Ч. 2. С. 97-113.
34. Гадало В.Н., Ворначева И.В., Филатов Е.А. Структурные особенности материалов // LAP LAMBERT Academic Publishing R. 2018. 119 р.
35. Гадалов В.Н., Емельянов С.Г., Филатов Е.А. Наноструктуриро-вание поверхности стали при электроискровой обработке новыми электродными материалами на основе карбида вольфрама // Вестник машиностроения. 2018. №5. С. 52-57.
36. Гадалов В.Н., Емельянов С.Г., Филатов Е.А. Исследование субструктуры и свойств спеченного титанового сплава с электрофизическим покрытием, подвергнутым выглаживанию минералокерамикой // Упрочняющие технологии и материалы. 2017. Т. 13. №12(156). С. 568-571.
37. Бреки А.Д., Кольцова Т.С., Скворцова А.Н., Толочко О.В., Александров С.Е., Лисенков А.А., Провоторов Д.А., Сергеев Н.Н., Малий Д.В., Сергеев А.Н., Агеев Е.В., Гвоздев А.Е. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе алюминия, упрочненных углеродными нановолокнами, при трении по стали 12Х // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2016. № 4 (21). С. 11 - 23.
38. Журавлев Г.М., Гвоздев А.Е. Пластическая дилатансия и деформационная повреждаемость металлов и сплавов: монография. Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. 114 с.
39. Журавлев Г.М., Гвоздев А.Е. Обработка сталей и сплавов в интервале температур фазовых превращений: монография. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 320 с.
40. Медведева В.В., Бреки А.Д., Крылов Н.А., Фадин Ю.А., Стариков Н.Е., Гвоздев А.Е., Александров С.Е., Сергеев А.Н., Провоторов Д.А., Малий Д.В. Исследование изнашивания стали ШХ15 в среде пластичных смазочных композиционных материалов, содержащих дисперсные частицы слоистого модификатора трения // Технология металлов. 2016. № 7. С. 9 - 15.
41. Бреки А.Д., Диденко А.Л., Кудрявцев В.В., Васильева Е.С., То-лочко О.В., Гвоздев А.Е., Сергеев Н.Н., Провоторов Д.А., Стариков Н.Е., Фадин Ю.А., Колмаков А.Г. Композиционные покрытия на основе полии-мида А-ООО и наночастиц с повышенными триботехническими характеристиками в условиях сухого трения скольжения // Материаловедение. 2016. № 5. С. 41 - 44.
42. Кондрашина А.В., Кузовлева О.В., Гвоздев А.Е. Деформация, структурообразование и разрушение стали Р6М5 // Деформация и разрушение материалов. 2007. № 8. С. 11 - 16.
43. Кузовлева О.В., Гвоздев А.Е. О закономерностях и причинах изменения пластичности металлов и сплавов в состоянии предпревраще-ния // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2011. Вып. 5. Ч. 3. С. 94 - 103.
44. Макаров Э.С., Гвоздев А.Е., Журавлев Г.М. Теория пластичности дилатирующих сред: монография; под. ред. проф. А.Е. Гвоздева. 2-е изд. перераб. и доп. Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. 337 с.
45. Гвоздев А.Е., Колмаков А.Г., Кузовлева О.В., Сергеев Н.Н., Тихонова И.В. Механические свойства конструкционных и инструментальных сталей в состоянии предпревращения при термомеханическом воздействии // Деформация и разрушение материалов. 2013. № 11. С. 39 - 42.
46. Селедкин Е.М., Журавлев Г.М., Гвоздев А.Е., Сергеев Н.Н., Калинин А.А., Малий Д.В. Моделирование ресурсосберегающих процессов обработки металлов и сплавов: монография. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 204 с.
47. Гвоздев А.Е., Колмаков А.Г., Боголюбова Д.Н., Сергеев Н.Н., Тихонова И.В., Провоторов Д.А. Особенности протекания процессов разупрочнения при горячей деформации алюминия, меди и их сплавов // Материаловедение. 2014. № 76. С. 48 - 55.
48. Гвоздев А.Е., Сергеев Н.Н., Минаев И.В., Колмаков А.Г., Тихонова И.В., Сергеев А.Н., Провоторов Д.А., Хонелидзе Д.М., Малий Д.В., Голышев И.В. Распределение температур и структура в зоне термического влияния для стальных листов после лазерной резки // Материаловедение. 2016. № 9. С. 3 - 7.
49. Шоршоров М.Х., Гвоздев А.Е., Афанаскин А.В., Гвоздев Е.А. Расчет кластерной структуры расплава, ее влияние на образование нано-аморфных твердых фаз и их структурную релаксацию при последующем нагреве // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. № 6. С. 12 - 16.
50. Шоршоров М.Х., Гвоздев А.Е., Головин С.А. Условия проявления сверхпластичности порошковых быстрорежущих сталей // Материаловедение. 1998. № 6. С. 42 - 47.
51. Gvozdev A.E., Minaev I.V., Sergeev N.N., Kolmakov A.G., Provot-orov D.A., Tikhonova I.V. Grain size effect of austenite on the kinetics of pearl-ite transformation in low-and medium-carbon low-alloy steels // Inorganic Materials: Applied Research. 2015. T. 6. № 1. P. 41 - 44.
52. Gvozdev A.E. Alternative technology of thermomechanical treatment of high-speed tungsten-molybdenum steel R6M5 // Metal Science and Heat Treatment. 2005. T. 47. № 11-12. P. 556 - 559.
53. Gvozdev A.E., Sergeev N.N., Minaev I.V., Tikhonova I.V. Role of nucleation in the development of first-order phase transformations // Inorganic Materials: Applied Research, 2015. Vol. 6. №4. P. 283 - 288.
54. Калинин М.М., Калинин А.М., Калинин А.А., Гвоздев А.Е. Изобретательство, экология, ресурсосбережение: монография. Тула: Изд-во ТулГУ, 2018. 494 с.
55. Breki A.D., Aleksandrov S.E., Tyurikov K.S., Kolmakov A.G., Gvozdev A.E., Kalinin A.A. Antifriction properties of plasma-chemical coatings based on SIO2 with MOS2 nanoparticles under conditions of spinning friction on SHKH15 steel // Inorganic Materials: Applied Research. 2018. Т. 9. № 4. P. 714-718.
56. Селедкин Е.М., Гвоздев А.Е., Сергеев А.Н., Стариков Н.Е., Калинин А.А. Расчет процессов обработки материалов давлением методом конечных элементов: монография. Тула: Издательство ТулГУ, 2016. 113 с.
57. Гвоздев А.Е. Экстремальные эффекты прочности и пластичности в металлических высоколегированных слитковых и порошковых системах: монография. Тула: Изд-во ТулГУ, 2019. 476 с.
Гадалов Владимир Николаевич, д-р техн. наук, профессор, Оайа1ву-УЫ@,уапёех. ги, Россия, Курск, Юго-Западный государственный университет,
Гвоздев Александр Евгеньевич, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Петренко Владимир Романович, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Воронеж, Воронежский государственный технический университет,
Иванов Александр Андреевич, аспирант, alekzenderrollagmail.com, Россия, Курск, Юго-Западный государственный университет,
Филонович Александр Владимирович, д-р техн. наук, профессор, filon8@yandex. ru, Россия, Курск, Юго-Западный государственный университет,
Калинин Антон Алексеевич, инженер, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Макарова Ирина Александровна, аспирант, makarova. mia@yandex. ru. Россия, Курск, Юго-Западный государственный университет
STRENGTHENING AND RESTORA TION OF PARTS FOR MACHINES AND MECHANISMS BY ELECTRO-ACOUSTIC SPRAYING WITH A MIXTURE OF SELF-FLUXABLE ALLOYS ON NICKEL AND IRON BASES
V.N. Gadalov, A.E. Gvozdev, V.R. Petrenko, A.A. Ivanov, A. V. FiLonovich, A.A. Kalinin, I.A. Makarova
The issues of renovation and its tasks in modern industrial production are considered. It has been shown that electro-acoustic coating using a mixture of self-fluxing alloys based on nickel and iron is a progressive technology for hardening and restoration of machine parts and tools. The considered possibilities and development prospects of this technology with subsequent processing of electro-acoustic coatings by surface plastic deformation (smoothing) or laser irradiation.
Key words: electro-acoustic coating (ELANP), smoothing, laser processing (LO), electrode materials - alloys on nickel (PG-10N-01) and iron (PG-FBH-2) bases, mixtures, indenter for smoothing, nanocrystalline and amorphous structures, phase composition, physical and mechanical properties, wear resistance, roughness.
Gadalov Vladimir Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, Gadalov-VN@yandex. ru, Russia, Kursk, Southwestern State University,
Petrenko Vladimir Romanovich, doctor of technical sciences, professor, [email protected], Russia, Voronezh, Voronezh State Technical University,
Ivanov Alexander Andreevich, postgraduate, alekzenderrollagmail. com, Russia, Kursk, Southwestern State University,
Filonovich Alexander Vladimirovich, doctor of technical sciences, professor, [email protected], Russia, Kursk, Southwestern State University,
Makarova Irina Aleksandrovna, postgraduate, makarova. mia@yandex. ru, Russia, Kursk, Southwestern State University
