CC BY
0
УДК 620.197
ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ ТОКА ПРОЦЕССА МИКРОДУГОВОГО
ОКСИДИРОВАНИЯ НА МАССОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МДО-ПОКРЫТИЯ
*
Д. О. Савельев , А. Е. Михеев, А. В. Гирн, Д. В. Раводина
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
*E-mail: savelev.dobrynya@mail.ru
Рассмотрено влияние плотности тока процесса на массовые характеристики МДО-покрытия. Полученные результаты позволят определить зависимость роста покрытия при выборе режима обработки.
Ключевые слова: фольга АД1, прирост массы, микродуговое оксидирование (МДО), площадь покрытия, плотность тока, электролит.
INFLUENCE OF THE CURRENT DENSITY OF THE MICROARC OXIDATION PROCESS ON THE MASS CHARACTERISTICS OF THE MDO COATING
D. O. Savelyev*, Mikheev A. E., Girn A.V., Ravodina D. V.
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation *E-mail: savelev.dobrynya@mail.ru
The influence of the process current density on the mass characteristics of the MDO coating is considered. The results obtained will allow us to determine the dependence of the growth of the coating when choosing the treatment mode.
Keywords: AD1 foil, weight gain, microarc oxidation (MDO), coating area, current density, electrolyte.
Одной из главных целей при конструирование летательных аппаратов (ЛА) является достижение оптимального соотношения между прочностью и массой ЛА.
Уменьшение массы ЛА достигается изменением его конструкции либо применением материалов с более высокой удельной прочностью. Поскольку существующие материалы не всегда соответствуют требованиям эксплуатации изделия, в промышленности интенсивно начали развиваться функциональные покрытия, которые позволяют придать поверхностному слою свойства, отличные от свойств основного металла.
Микродуговое оксидирование (МДО) - перспективный способ поверхностного упрочнения деталей из вентильных металлов, который позволяет получать керамикоподобные покрытия с высокими механическими, электро- и теплофизическими характеристиками [1-2].
МДО-покрытие широко применяется во всех отраслях промышленности и в том числе в ракетно-комической отрасли (РКТ), где изделия необходимо защитить от агрессивного внешнего воздействия или для повышения износостойкости пар трения в развертываемых конструкциях.
Большинство исследований направлено на изучение зависимости между свойствами МДО-покрытия и множеством факторов, влияющих на процесс. Однако изменением
Секция «Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты»
массовых или габаритных характеристик изделий после МДО пренебрегают. Но для РКТ пренебрежение весом может вызвать неблагоприятные последствия, поэтому актуальной проблемой является изучение влияния составляющих процесса МДО на массовые характеристики изделий после обработки.
Образцы холоднокатаной фольги из технически чистой марки алюминия АД1 площадью 0,2 дм2, 0,4 дм2, 0,8 дм2 и 1,6 дм2 поштучно оксидировали в водном растворе 4 г/л №ОН и 10 г/л ^БЮз.
Для выявления влияния плотности тока на массовые характеристики МДО-покрытия было
проведено две серии обработки: при плотности тока / = 5,10,20,40 А/дм3 для площади
образца 1,6, 0,8, 0,4 и 0,2 соответственно (серия А) и при повышении плотности тока в два
раза для каждого образца (серия Б).
Другие параметры микродугового оксидирования оставались неизменны: соотношение
анодной и катодной составляющих тока = время оксидирования - 480 секунд,
температура электролита - 20-30 °С.
После обработки измеряли массу образца на аналитических весах специального класса
точности (I) У1ВЯЛ HT-124R.CE с дискретностью индикации веса 0,0001 г.
Отношение изменения массы образца к исходной массе выраженное в процентах
рассчитывается по формуле [3]: , тг - т1 Лта% =
т.
■я 100%
где т2 - масса образца с МДО-покрытия, г;
т1 - масса образца без МДО-покрытия, г.
Графическое представление данных приводится на рисунке 1.
Рис. 1. Зависимость отношения изменения массы образца с МДО-покрытием к исходной массе в процентах от площади покрытия
Анализируя диаграмму можно сделать вывод, что при прочих равных процесса микродугового оксидирования, варьируя плотность тока обработки, прирост массы образца не имеет единого значения. Однако, если рассматривать прирост массы в пределах единой площади образцов можно заметить, что при повышении плотности тока обработки в два раза
отношение масс образцов до и после обработки увеличивается в 2,2 - 2,7 раза. Причем чем меньше площадь образца, тем интенсивнее происходит прирост массы, что объясняется плотностью токовых линий на единицу площади.
Прирост массы покрытия имеет сложную нелинейную зависимость не только от площади покрытия и времени обработки [3], но и от плотности тока. Дальнейшее изучение влияния параметров МДО на массовые характеристики покрытия позволит составить математическую зависимость формирования покрытия.
Библиографические ссылки
1. Разработка функциональной схемы влияния основных факторов процесса микродугового оксидирования на свойства покрытий / А. Е. Михеев, Трушкина Т. В., Гирн А. В. и др. // Вестник СибГАУ. 2015. Т. 16, №2. С. 464-469.
2. Процесс формирования структуры и состава МДО-покрытий на алюминиевых сплавах / А. Е. Михеев, Гирн А. В., Вахтеев Е. В. и др. // Вестник СибГАУ. 2013. №2(48). С. 206-211.
3. Влияние времени процесса микродугового оксидирования на массовые характеристики МДО-покрытия / Савельев Д. О., Михеев А. Е., Раводина Д. В. и др. // сб. материалов VII Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. Дню космонавтики (12-16 апреля 2021 г., Красноярск) : в 3 т. Т. 1. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; С ибГУ им. М. Ф. Решетнева. -Красноярск, 2021. С. 110-112.
© Савельев Д. О., Михеев А. Е., Гирн А. В., Раводина Д. В., 2022
