Введение 12
1 Анализ состояния предметной области, цель и задачи исследования ... 13
1.1 Постановка цели и задач 13
1.2 Классификация защитных покрытий и методы их получения 13
1.3 Патентное исследование 16
2. Теоретическая часть 25
2.1 Анализ метода микродугового оксидирования 25
2.2 Преимущества и недостатки микродугового оксидирования 25
2.3 Технология микродугового оксидирования и ее особенности 27
2.4 Последовательность технологических операций 28
3 Материалы и выбор методов их исследования 32
3.1 Алюминиевые литейные сплавы и область их применения 32
3.2 Свойства алюминиевых литейных сплавов 35
3.3 Обзор методов исследования композиционных материалов 39
3.3.1 Методы определения толщины 40
3.3.2 Методы определение пористости 44
4 Экспериментальная часть 47
4.1 Выбор режимов обработки и подготовка электролитов для
микродугового оксидирования 47
4.2 Определение микроструктуры, пористости и толщины покрытия ..51
Список литературы 57
Современные энергетические машины (например, двигатели внутреннего сгорания, газовые турбины, паровые турбины, компрессоры, насосы) подвергаются трению, воздействию высоких температур и агрессивных сред. В этом случае смазка узлов трения часто затруднена. Поэтому задача заключается в улучшении физико-химических и эксплуатационных свойств материала, которые оказывают значительное влияние на срок службы материала, затраты на техническое обслуживание и, следовательно, на стоимость готового изделия.
Алюминиевые сплавы широко используются в современных механических и электротехнических конструкциях машин, и существует необходимость повышения износостойкости компонентов, изготовленных из этих сплавов. Большинство алюминиевых сплавов, используемых в энергетике, представляют собой алюминиево-кремниевые сплавы или литейные сплавы, из которых наиболее широко используется силумин [1-3].
Традиционно рабочие поверхности алюминиевых блоков цилиндров упрочняются путем установки чугунных гильз или специальных упрочненных покрытий. Альтернативой покрытиям является технология микродугового оксидирования (МДО) алюминиевых сплавов.
Традиционно рабочие поверхности алюминиевых блоков цилиндров упрочняются путем установки чугунных гильз или специальных упрочненных покрытий. Альтернативой покрытиям является технология микродугового оксидирования (МДО) алюминиевых сплавов [4].
В данной работе изучены основные технологические процессы для создания металлических и неорганических защитных покрытий. Среди них, как один из перспективных, выделен процесс микродугового оксидирования. Познакомились с физическими основами метода микродугового оксидирования и технологическими особенности процесса МДО. Были произведены исследования микроструктуры модифицированного и немодифицированного силумина, а также влияние этой микроструктуры на формирование керамического слоя, полученного методом микродугового оксидирования.
- Были изучены оксидные покрытия, методы их получения. Технология МДО является одним из перспективных направлений для получения композиционных материалов с особенными физико-механическими и эксплуатационными качествами.
- был изучен процесс микродугового оксидирование, протекание самого процесса, его преимущества и недостатки. Основными преимуществами МДО перед анодированием является: возможность получения толстых (до 400 мкм) покрытий без применения сложного и экологически вредного холодильного оборудования, высокая микротвердость (до 2500 кг/мм2) и соответственно износостойкость покрытий, прочность сцепления с основой и низкая пористость (до 2-3 %) получаемых МДО-покрытий.
- были рассмотрены силуминовые сплавы, методы определения толщины и пористости материалов, оборудование для проведения измерений. Был выбран силумин АЛ2 за счет низкого содержания примесей в сплаве. Был выбран микроскоп Альтами 6 для определения толщины и пористости оксидного слоя.
- при заданных параметрах в течении 5.15 минут продолжительности обработки плавно росли пористость (у модифицированных силуминов с 2.3 % до 10.12 %, у немодифицированных силуминов с 4.6 % до 15.18 %) и толщина (у модифицированных силуминов с 50.60 мкм до 85.100 мкм, у немодифицированных силуминов с 10...15 мкм до 50.60 мкм) покрытия. В местах скопления кремния наблюдается прерывистость МДО-покрытия. В местах где кремний выходит на поверхность МДО-покрытие наносится с образованием сквозных пор.
Таким образом, все поставленные задачи выполнены в полном объеме, цель ВКР достигнута.
