Введение
1 ОБЗОРНЫЙ РАЗДЕЛ 9
1.1 Обзор и оценка существующих методов повышения физик-
механических свойств 9
1.2 Распространенные способы алитирования 12
1.3 Электроискровое легирование (ЭИЛ) 18
1.4 Представления о механизме формирования анодного оксида 19
1.5 Вариативность токопроводящих сред 26
2 МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 30
2.1 Методика проведения ЭИЛ 30
2.2 Химикаты и подготовка проведения МДО 32
2.3 Методика исследования экспериментальных образцов 33
2.3.1 Методика проведения рентгеноструктурного анализа 33
2.3.2 Методика приготовления шлифов 33
2.3.3 Методика исследования микроструктуры 34
2.3.4 Методика измерения микротвердости 34
2.4 Методика проведения трибологических испытаний 35
3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ 37
3.1 Сведения об исследуемом объекте 37
3.2 Сведения о покрытии после ЭИЛ 37
3.3 Металлографический анализ после МДО 40
3.4 Анализ химического состава 40
3.5 Рентгеноструктурный анализ 41
3.6 Определение механических свойства 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 44
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 46
В производстве необходимо повышать износостойкость материалов, для долговечности и работоспособности деталей. Поэтому необходимо правильно выбрать материал и технологию поверхностного упрочнения для него. С этим прекрасно справляется алюминий.
В природе алюминий считается самым распространенным металлом в земной коре и стоит на третьем месте среди других элементов (после кислорода и кремния). Поэтому проблема нехватки сырья будет не актуальна. Алюминий считается легким металлом, и из-за этого его часто используют как конструкционный материал в космической промышленности-, авиа- и судостроении. Он обладает высокой электропроводностью: его часто используют в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в микроэлектронике при изготовлении проводников в чипах. Также алюминий обладает высокой теплопроводностью. Используется в отопительном оборудование. Алюминиевые радиаторы имеют ряд преимуществ перед чугунными батареями. Высокая теплопроводность алюминия обеспечивает быстрое нагревание радиатора. Высокая теплоотдача позволяет быстро нагреть помещение. Или используется в корпусах ноутбуков для отвода тепла от быстро нагревающихся составляющих.
При воздействии кислорода на алюминии образуется защитная пленка, за счет которой алюминиевые изделия работают устойчиво в условиях атмосферы. Материалы из алюминия приобрели популярность, из-за искусственного выращенного оксидного слоя алюминия. Сплав на основе алюминия с оксидным поверхностным насыщением является отличной альтернативой изделий из стали или чугуна. В первые удалось вырастить толстый слой оксида алюминия русским ученным в 1877 году профессором Казанского университета Н.П. Слугиновым. В итоге электролиза в слабом растворе серной кислоты на поверхности металла сформирована поверхность, толщина которой была значительно больше естественной защитной пленки. В настоящее время разработано большое количество способов формирования оксидного слоя на поверхности алюминиевых сплавов толщиной 250-300 мкм, что позволяет значительно расширить диапазон практического использования этого материала. В основе оксидообразования лежит электрохимический процесс в различных средах, обеспечивающих ионную проводимость основного строительного материала: кислорода и ионов металла. Это позволило повысить износостойкость, твердость, коррозионную стойкость, электроизоляционную стойкость в машиностроении. Возможность заменить инструментальные стали и упростить технологический процесс производства режущего инструмента. Так как оксидный слой обладает высокой энергией адгезии, имеет высокую твердость, и работает при высоких интервалах температур.
Цель работы - разработка технологии формирования оксидного слоя на стальной подложке.
Задачи:
1 Провести обзор имеющихся технологий получения оксидных слоев на сталях и основные аспекты его формирования.
2 Разработать оптимальный технологический процесс получения оксида на стальной подложке
3 Получить на стальном образце оксидный слой
4 Провести металлографический анализ, механические и технологические свойства. Сделать выводы по данной работе.
1 Методом ЭИЛ и последующего МДО были получены многофункциональные покрытия на углеродистой стали, фазовый состав которых соответствует преимущественно a-Al2O3.
2 Выращено оксидное покрытие, обладающее микротвердостью 12,9 ГПа, толщиной около 85 мкм, что позволяет использовать его в узлах трения.
3 Предложена вариативность технологии анодного оксидирования на углеродистых сталях. Однако технология ЭИЛ наиболее эффективная из них.
