Введение
Глава 1 Исследование современного уровня развития покрытий
Глава 2. Влияние многослойных покрытий на твердость и шероховатость поверхности
2.1Влияние многослойно-композиционных покрытий на твердость и
шероховатость поверхности
2.2Влияние керамических покрытий на твердость и шероховатость
поверхности
Глава 3. Технологичные способы нанесения покрытий в высокой твердостью и низкой шероховатостью
3.1Ионно-плазменное азотирования деталей из инструментальных
сталей
3.2Холодный газодинамический метод (ХГМ) нанесения покрытий
деталей
3.3Устройство для нанесения металлополимерного покрытия
3.4Повышение адгезионной прочности покрытия предварительной
струйно-абразивной обработкой
Заключение
Список используемых источников
В современном машиностроительном производстве находят применение огромное количество покрытий различного типа. Назначение таких покрытий охватывает, например области повышения стойкости инструмента, придание поверхностям антикоррозийных и антифрикционных свойств и т.д.
Одна из наиболее серьезных проблем технологического прогресса состоит в необходимости обеспечивать постоянное соответствие между свойствами новых материалов, применяемых в машиностроении, и все более жесткими условиями их работы. Как правило, оказывается, что хотя бы по одному из параметров эти материалы не соответствуют предъявляемым требованиям.
Чаще всего наиболее слабым элементом в системе «материал - рабочая среда», определяющим допустимые условия эксплуатации и ресурс всей системы, является поверхность материала. Из этого ясно, насколько важна задача разработки методов и технологии нанесения защитных покрытий на поверхность конструкционных материалов.
За последние несколько десятилетий интенсивное развитие современных технологий стимулировало необходимость улучшения защитных свойств материалов, которые используются при изготовлении режущего инструмента и многих ответственных деталей. Повышенная твердость, срок службы, стойкость к износу и окислению при высоких температурах входят в перечень наиболее важных свойств, которыми должны обладать такие материалы.
С этой точки зрения наиболее выгодным способом удовлетворения всех требований является создание тонкого покрытия с заданными характеристиками на поверхности материала изделия, защищающего последний от разрушения при эксплуатации в экстремальных условиях. В частности, многослойные структуры очень популярны для этого приложения.
Многослойные нитридные покрытия активно исследуются с последней четверти 20-го века в связи с многочисленными возможными применениями в современной аэрокосмической промышленности, производстве, медицине и т. д.
Объем и поверхность любой детали следует всегда рассматривать как единую систему. Главным требованием к защищенной поверхности является то, что она должна обеспечивать существенно лучшую защиту детали в агрессивной среде, чем исходная поверхность, или подложка. Система должна быть нечувствительной к условиям работы независимо от того, создается ли защитное покрытие путем модификации поверхности самой детали или же нанесением на подложку моно- или многослойного покрытия из другого материала. В любом случае нанесению покрытия предшествует определенная обработка поверхности детали одним из известных способов. Конкретная комбинация данной подложки с определенным покрытием называется системой покрытия, и в это понятие включается также случай модификации поверхности материала, хотя для него, быть может, точнее, было бы название «поверхностно-модифицированная система». Поэтому, тема магистерской диссертации является актуальной.
Тогда, цель магистерской диссертации может быть сформулирована следующим образом: исследовать влияние покрытий на твердость и шероховатость поверхности.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
-провести анализ комбинаций характеристик износостойкости покрытий, используемых, на операциях с высокой нагрузкой;
-провести анализ покрытий, нанесенных способом химического осаждения из паровой фазы;
-исследовать влияние многослойно-композиционных покрытий на твердость и шероховатость;
-исследовать влияние керамических покрытий на твердость и шероховатость.
Проблема повышения стойкости режущего инструмента является важнейшей задачей современного машиностроительного производства. Во многом решение данной проблемы лежит в плоскости исследования химического состава и внутренней структуры материала покрытий. Оптимального подбора данных параметров, в зависимости от обрабатываемого материала и режимов резания. Кроме этого, данная проблема решается применением перспективных методов нанесения покрытий и соблюдением определенных технологических параметров, при реализации данных технологий.
В ходе выполнения данной работы удалось решить следующие задачи:
-проведен анализ комбинаций характеристик износостойкости покрытий, используемых, на операциях с высокой нагрузкой;
-проведен анализ покрытий, нанесенных способом химического осаждения из паровой фазы;
-исследовано влияние многослойно-композиционных покрытий на твердость и шероховатость;
-исследовано влияние керамических покрытий на твердость и шероховатость;
-исследовано влияние метода нанесения многослойно
композиционных и керамических покрытий на твердость и шероховатость;
-- исследовано влияние технологических параметров перспективных методов нанесения многослойно-композиционных и керамических покрытий на твердость и шероховатость.
Тогда, можно сказать, что, цель магистерской диссертации, сформулированная во введении к данной работе, следующим образом: исследование влияния покрытий на твердость и шероховатость поверхности достигнута.
1Koch C.C. Bulk Behavior of Nanostructured Materials. //North Carolina State University Annals. 2002. Chapter 6. P.184-232.
2Либовиц Г. Разрушение металлов. Том 6. - М.: Металлургия, 1976. С.12-87.
3Финкель В.М. Физические основы торможения разрушения. М.: Металлургия, 1977. 348 с.
4Panckow, A.N. Application of novel vacuum-arc ion-plating technologies for the design of advanced wear resistant coatings. /A.N. Panckow, J. Steffenhagen, D. Wegener, L. Dubner, F. Lierath. //Surface and Coating Technologies 138 (2001). - P. 71-76.
5Okumiya, M. Mechanical properties and tribological behavior of TiN- CrAlN and CrN-CrAlN multilayer coatings. /M. Okumiya, M. Gripentrog.// Surface and Coat-ing Technologies 112 (1999). - P.123-128.
6Byrne, G. Advancing Cutting Technology. / G.Byrne, D.Dornfeld, B. Denke-na. // CIRP Annals. Vol 52/2/2003.
7Gleiter H. Nanostructured materials: basic concepts and microstructure // Ac-ta mater.2000. V.48. P.1-29.
8Simultaneously Increasing the Ductility and Strength of Nanostructured Al-loys //Yong-Hao Zhao, Xiao-Zhou Liao, Sheng Cheng, En Ma, and Yuntian T. Zhu. 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.P. 123-132.
9Верещака А.С., Верещака А.А. Повышение эффективности инструмента путем управления составом, структурой и свойствами покрытий.- М.: Упрочняющая технология и покрытия. № 9, 2005. С.9-18.
10Scherbarth S. Moderne Schneidstoffe und Werkzeunge-Wege zur gesteiger-ten Produktivitat // Sandvik Coromant Gmbh. 7. Schmalkalder Werkzeugtagung. 2005).
11Верещака А.А. и др. Патент РФ № 2198243. Многослойно -
композиционное износостойкое покрытие. 10.02. 2003 с приоритетом от 05.08.1998.
12Holleck H. 1990. «Basic principles of specific application of ceramic mate-rials as protective layers». Surface and coatings Tecnnology, 43/44 245 - 258.
13Верещака А.С., Верещака А.А. Тенденции совершенствования и методологшия создания функциональных покрытий для режущего инструмента. Современные технологии в машиностроении: Сб. науч. статей /Под ре-дакцией А.И.Грабченко. - Харьков: НТУ «ХПИ»,2007. С. 192-235.
14Lierat F, Vereschaka A.S. et al. DE Patent N 19733517A1. 04.02.1999
15Верещака, А. С. Работоспособность режущего инструмента с износо-стойкими покрытиями. - М.: Машиностроение, 1993. - 336 с...