ВВЕДЕНИЕ
1Биметаллы сталь-алюминий и способы их получения
1.1Биметаллы сталь- алюминий
1.2Плакирование
1.2Сварка взрывом
1.4. Жидкофазное алитирование
1.5Напыление
1.5.2Плазменное напыление
1.5.3Высокоскоростное напыление
1.5.4Газопламенное напыление
1.6Анализ способов предварительной подготовки поверхности
1.6.1Абразивно-струйная обработка
1.6.2"Рванная" резьба
1.6.3. Накатка
1.6.4Обезжиривание
1.6.5Предварительный подогрев
1.7Диффузионный отжиг
2Методика исследования алюминиевых покрытий
2.1Методика исследования покрытий нанесенных методом
газопламенного напыления
2.2Методика исследования алюминиевых покрытий полученных
жидкофазным алитированием
3Исследования формирования алюминиевых покрытий
газопламенным напылением
3.1Исследование влияния подготовки поверхности подложки, на прочность сцепления при газопламенном напылении алюминия на сталь
3.2Исследования влияния предварительного подогрева основного металла
на прочность сцепления
3.3Исследования процессов жидкофазного алитирования
3.4Исследование диффузионного отжига алюминиевых покрытий
полученных газопламенным напылением
ЗАКЛЮЧЕНИЕ:
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
На современном этапе развития техники, особое значение уделяется повышению работоспособности и долговечности деталей машин и особенно деталей узлов работающих в агресивных средах.
Проблема повышения надёжности в условиях интенсификации производства, энерго- и ресурсосбережения, ставит задачу создания новых технологических процессов и применения новых материалов. Но зачастую наиболее слабым элементом в системе "материал - рабочая среда", определяющим условия эксплуатации и ресурс системы механизмов, является поверхность материала. Поэтому важную роль играют покрытия, предохраняющие детали от разрушительного влияния рабочих сред.
Из всех защитный покрытий на стальных изделиях, большой интерес представляют биметаллы на основе сталь-алюминий. При различных механических и эксплуатационных свойствах, обледененные, в единое целое они способны успешно конкурировать с дорогостоящими высоколегированными сталями. Тем самым, многократно снизив стоимость изделий, без снижения качества изделия и срока эксплуатаций [1].
Известно много способов формирования алюминиевых покрытий на сталях: жидкофазный, наплавка, сварка взрывом, газотермическая
металлизация, плакирование.
Проведя анализ получения биметаллов, сравнив все показатели и экономическую эффективность было решено для формирования алюминиевых покрытий использовать газопламенное напыление.
При таком способе, достигается максимальная производительность, в независимости от сложности поверхности. Установка для газопламенного напыления достаточно мобильна, что позволяет производить наносить покрытие на готовых конструкциях, вне цеховых условиях. Так же следует отметить возможность получения покрытия различной толщины с широким спектром свойств [2].
Однако существенным недостатком данного способа является низкая прочность сцепления покрытия с основой, что вызвано отсутствием адгезионной связи, а также наличием в покрытии остаточных напряжений, которые образуются во время напыления.
Проблема повышения прочности сцепления при напылении покрытий газопламенным напылением эффективно решается созданием на поверхности детали сложной структуры. применяя различные способы механической и термической обработки поверхности. А увеличение области применения биметалла сталь-алюминий, способствует последующий диффузионный отжиг, который способствует образованию интерметаллидных слоев., придающих стальным деталям уникальные свойства корозионной устойчивости, жаростойкости и износостойкости [3].
Целью магистерской диссертации является повышение адгезионной связи покрытия с основным металлом, путем исследования процессов и разработки технологии формирования алюминиевых и алюминидных покрытий на сталях.
1.Проведенный анализ способов формирования алюминиевых прокрытий на стали показал что наиболее универсальными простыми, производительными способами являются газопламенное напыление и жидкофазное алитирование.
2.Основным недостатком газопламенного напыления является низкая прочность адгезионной связи алюминия со сталью. Для повышения прочности сцепления предложено использовать предварительную обработку поверхности и подогрев.
3.Для исследования процессов газопламенного напыления и жидкофазного алитирования разработана методика, спроектирована и изготовлена механизированная установка для газопламенного напыления на основе металлизатора Плакарт FS-15.
4.Проведенные исследования газопламенного напыления показали что наиболее высокая прочность сцепления алюминия со сталью наблюдается при использовании в качестве предварительной подготовки поверхности «рваную» резьбу и абразивно-струйную обработку
5.Проведенные исследования влияния предварительного подогрева на прочность сцепления алюминия со сталью показали что максимальные значения прочности сцепления наблюдается при температурах 300-350°С
6.Прочность сцепления алюминия со сталью при жидкофазном способе не превышает значений , в связи с этим гпн имеет существенное преимущество
7.Проведенные исследования процессов диффузионного отжига стали с
алюминиевым покрыт нанесенным газопламенным напылением
позволили установить влияние температуры и времени процесса, на химический и фазовый состав, структуру и толщину интерметаллидного покрытия
8.Зависимость толщины алюминиевых покрытий от режимов описывается
уравнением
1.Голованенко, С.А. Производство биметаллов / С.А. Голованенко, Л.В. Меандров - М. : «Металлургия», 1966. -153 с.
2.Хасуи, А. Наплавка и напыление / А. Хасуи, О. Моригаки; пер. с яп. В.Н. Попова, ред. В.С. Степина, Н.Г. Шестеркина. - Москва: «Машиностроение», 1985. - 240 с.
3.Ильющенко, А.Ф. Процессы формирования газотермических покрытий и их моделирование / А.Ф. Ильющенко. - Минск: «Беларуская навука», 2011. - 356 с.
4.Рябов, В.Р. Алитирование стали / В.Р. Рябов. - М.: «Металлургия», 1973. - 240 с.
5.Волоченко, В.Н. Сварка и свариваемые материалы Том 2 Технология и оборудование / В.Н. Волоченко. - М.: «Машиностроение», 1989. - 640 с.
6.Голованенко, С.А. Сварка прокаткой биметаллов / С.А. Голованенко. - М.: «Металлургия», 1998. - 160 с.
7.Кудинов, В.М. Сварка взрывом / В.М. Кудинов [и др.]. - М.:
«Машиностроение», 1987. - 216 с.
8.Перинский, В.В. Специальные материалы, покрытия и технологии в машиностроении: учеб. пособие / В.В. Перинский, В.Н. Лясников, Г.П. Фетисов. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2012. - 740 с.
9.Хасуй, А. Техника напыления / А. Хасуй. М.: «Машиностроение», 1975. - 287 с.
10.Бартнев, С.С. Детонационные покрытия в машиностроении / С.С. Бартнев, Федько Ю.П., Григорьев А.И. - Ленинград: «Машиностроение», 1982. - 215 с.
11.Кудинов, В. В. Получение покрытий высокотемпературным распылением / В. В. Кудинов, JI. К. Дружинин. - Москва. : «МИР», 1973. - 85с.
12.Кудинов, В. В., Нанесение плазмой тугоплавких покрытий [Текст] / В. В Кудинов, В. М. Иванов. - Москва. : «Машиностроение», 1981. - 192 с.
13.Лясников, В.Н. Плазменное напыление: монография / В.Н. Лясников, А.В. Лясникова, О.А. Дударева. - Саратов:Сарат. гос. техн. ун-т, 2016. - 643 с.
14.Герасимов, А.Н. Плазменная технология: опыт, разработки и внедрения / А.В. Бобылев. - Л.: «Лениздат», 1980. - 110с.
15.Кудинов, В.В. Получение покрытий высокотемпературным распылением / В.В. Кудинов, Л.К. Дружинин. - М.: «МИР», 1973. - 85с...