Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса, цель и задачи исследований 13
1.1. Алюминиевые сплавы и коррозионностойкие стали, применяемые для изготовления деталей машин и оборудования АПК 13
1.2. Алюминийсодержащие порошки, используемые при восстановлении деталей и ремонте узлов и их характеристики 16
1.3. Анализ способов восстановления и упрочнения деталей из алюминиевых сплавов и коррозионностойких сталей 20
1.4. Микродуговое оксидирование - как перспективный способ восстановления и упрочнения деталей 33
1.5. Анализ составов электролитов, применяемых при микродуговогом оксидировании деталей 36
1.6. Анализ износов основных деталей из алюминиевых сплавов и коррозионностойких сталей на предмет их возможного восстановления и упрочнения микродуговым оксидированием 44
1.7. Выводы, цель и задачи исследований 48
ГЛАВА 2. Теоретическое обоснование технологий восстановления и упрочнения деталей с применением микродугового оксидирования 51
2.1. Электрический пробой оксидных пленок при микродуговом оксидировании 51
2.2. Теоретическое обоснование формирования толстослойных оксидных покрытий способом микродугового оксидирования в электролите типа «KOH-Na2Si03» 64
2.3. Теоретическое обоснование возникновения сжимающих внутренних напряжений в покрытиях, полученных микродуговым оксидированием 67
2.3.1. Обзор гипотез о происхождении внутренних напряжений в покрытиях 67
2.3.2. Влияние внутренних напряжений на прочность восстановленных изделий 69
2.3.3. Механизм образования внутренних напряжений в покрытиях, сформированных микродуговым оксидированием 70
2.3.4. Методика определения внутренних напряжений в покрытиях, полу ченных МДО 75
2.4. Оценка механизма взаимодействия частицы с основой при газодинамиче ском напылении алюминиевых покрытий 77
2.5. Выводы 100
ГЛАВА 3. Программа и методика исследований 101
3.1. Программа исследований 101
3.2. Оборудование и материалы для проведения исследований 101
3.2.1. Используемые марки сплавов и образцы 101
3.2.2. Оборудование и материалы для газопламенного напыления 105
3.2.3. Оборудование и материалы для сверхзвукового газодинамического напыления 106
3.2.4. Оборудование и материалы для микродугового оксидирования... 108
3.3. Приготовление, контроль и оценка стабильности электролитов для микродугового оксидирования ПО
3.4. Методики определения адгезии покрытий 112
3.4.1. Методика определения адгезии покрытий, полученных газопламенным напылением 112
3.4.2. Методика определения адгезии покрытий, полученных сверхзвуковым газодинамическим напылением 120
3.4.3. Методика определения адгезии покрытий, полученных МДО 123
3.5. Методика измерения скорости частиц при сверхзвуковом газодинамическом напылении 123
3.6. Методика измерения толщины покрытий 125
3.7. Методика измерения микротвердости покрытий 127
3.8. Методика исследования равномерности покрытий, полученных МДО... 128
3.9. Методика определения выхода вещества по энергии при МДО 130
3.10. Методика определения сквозной пористости оксидно-керамических покрытий 130
3.11. Методика проведения рентгеноспектрального анализа 131
3.12. Методика проведения рентгеноструктурного анализа 131
3.13. Методика проведения коррозионных испытаний 132
3.14. Методика определения внутренних напряжений 134
3.14.1. Методика определения внутренних напряжений в покрытиях, полученных способами напыления 134
3.14.2. Методика определения внутренних напряжений в покрытиях после МДО 135
3.15. Методика испытаний на изнашивание 136
3.16. Методика проведения ускоренных стендовых испытаний насосов НШ-10ЕиНШ-32У-3 142
3.17. Определение ошибки эксперимента и повторности опыта 144
ГЛАВА 4. Результаты исследований и их анализ 146
4.1. Исследование состава и структуры покрытий 146
4.1.1. Рентгеноспектральный анализ покрытий, полученных МДО на алюминиевых сплавах в электролите типа «KOH-Na2Si03» 146
4.1.2. Рентгеноструктурный анализ покрытий, полученных газопламенным напылением с упрочнением МДО в электролите типа «КОН-Na2Si03» 150
4.1.3. Рентгеноструктурный анализ покрытий, полученных МДО в электролите типа «КОН-Н3ВО3» 152
4.1.4. Микроструктура покрытий, сформированных ГДН 155
4.2. Исследование прочности сцепления покрытий 156
4.2.1. Исследование сцепляемости покрытий, полученных газопламенным напылением 157
4.2.2. Исследование сцепляемости покрытий, полученных сверхзвуковым ГДН 163
4.2.3. Исследование сцепляемости покрытий, полученных МДО 170
4.3. Оценка скорости полета частиц порошка при сверхзвуковом ГДН 170
4.4. Исследование влияния параметров МДО на толщину покрытий 172
4.4.1. Исследование толщины покрытий, полученных МДО на литейных алюминиевых сплавах в электролите типа «KOH-Na2Si03» 172
4.4.2. Исследование толщины покрытий, полученных МДО на деформируемых алюминиевых сплавах в электролите типа КОН-НзВОз»...182
4.4.3. Исследование толщины оксидно-керамических слоев на покрытиях, полученных способами напыления 187
4.5. Оценка выхода вещества по энергии при МДО 191
4.6. Оценка стабильности электролита при МДО 194
4.6.1. Электролит типа «KOH-Na2Si03» 194
4.6.2. Электролит типа «КОН-Н3ВО3» 197
4.7. Исследование микротвердости покрытий, полученных МДО 200
4.7.1. Исследование микротвердости покрытий на литейных алюминиевых сплавах, полученных в электролите типа «KOH-Na2Si03» 200
4.7.2. Исследование микротвердости покрытий на деформируемых алюминиевых сплавах, полученных в электролите типа «КОН-Н3ВОз» 204
4.7.3. Исследование микротвердости покрытий, полученных МДО на напыленных поверхностях 208
4.8. Исследование равномерности распределения оксидно-керамических покрытий 211
4.9. Исследование сквозной пористости покрытий, полученных МДО на алю-
миниевых сплавах 215
4.10. Исследование коррозионной стойкости оксидно-керамических покры
тий 217
4.10.1. Коррозионная стойкость покрытий, полученных в электролите типа «KOH-Na2Si03» 217
4.10.2. Коррозионная стойкость покрытий, полученных в электролите типа «КОН-НзВОз» 218
ф 4.11. Анализ внутренних напряжений 222
4.11.1. Анализ внутренних напряжений в покрытиях, полученных ГДН с упрочнением МДО 222
4.11.2. Анализ внутренних напряжений в покрытиях, полученных газопламенным напылением с упрочнением МДО 225
* 4.11.3. Анализ внутренних напряжений в покрытиях, полученных МДО 226
4.12. Исследование износостойкости оксидно-керамических покрытий 228
4.12.1. Износостойкость покрытий, полученных МДО на алюминиевых сплавах 228
4.12.1.1. Износостойкость покрытий, полученных в электролите типа «KOH-Na2Si03» 228
4.12.1.2. Износостойкость покрытий, полученных в электролите типа «КОН-НзВОз» 231;
4.12.2. Износостойкость покрытий, полученных газопламенным напылнием с упрочнением МДО 233
4.12.3. Износостойкость покрытий, полученных сверхзвуковым ГДН с упрочнением МДО 235
4.13. Стендовые и эксплуатационные испытания восстановленных и упрочненных деталей 238
4.13.1. Стендовые испытания шестеренных насосов НШ-32У и НШ- 10Е 238
4.13.2. Эксплуатационные испытания шестеренных насосов НШ-32У и 0 НШ-10Е 240
4.13.3. Эксплуатационные испытания деталей, восстановленных газопла- ,ь менным напылением с упрочнением МДО 240
4.13.4. Эксплуатационные испытания деталей, восстановленных сверх звуковым ГДН с упрочнением МДО 241
4.14. Выводы 242
ГЛАВА 5. Практические рекомендации и их технико-экономическая эффективность 247
5.1. Технология восстановления и упрочнения колодцев корпусов и втулок гидравлических шестеренных насосов типа НШ и НШ-У МДО 247
5.2. Технология восстановления деталей молокоперерабатывающего оборудования, изготовленных из коррозионностойких сталей, газопламенным напылением с упрочнением МДО 252
5.3. Технология восстановления деталей, изготовленных из алюминиевых сплавов и коррозионностойких сталей, газодинамическим напылением с упрочнением МДО 256
5.4. Технология ремонта агрегатов постановкой ремонтной детали, упрочненной МДО (на примере седел клапанной коробки насосной установки Ж6-ВНП для перекачивания жидких пищевых продуктов) 261
5.4.1. Расчет посадки неподвижного соединения «отверстие коробки - ремонтная втулка» насосной установки Ж6-ВНП 261
5.4.2. Технологический процесс восстановления седел клапанной коробки насосной установки Ж6-ВНП 265
5.5. Общая структурная схема технологического процесса восстановления и упрочнения деталей с применением МДО 268
5.6. Рекомендации по осуществлению технологий восстановления и упрочнения деталей машин и оборудования АПК с применением МДО 271
5.7. Экологические аспекты применения микродугового оксидирования 277
5.8. Экономическая эффективность МДО 279
5.9. Выводы 285
Общие выводы 287
Литература
