Электроплазменное импульсное упрочнение металлических поверхностей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.10, кандидат технических наук Фалеев, Валентин Александрович

• Фалеев, Валентин Александрович
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Фалеев, Валентин Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Современное состояние упрочняющих технологий

1.1 Электрофизические способы упрочнения

1.2 Другие способы повышения износостойкости

металлических поверхностей

1.3 Выводы и задачи исследований

2. Экспериментальные установки и методы исследования

2.1 Установка с естественным формированием проводящей цепочки ферромагнитного порошка между электродами

в магнитном поле

2.2 Установка с принудительным формированием проводящей цепочки порошка между электродами

2.3 Установка для упрочнения деталей в воде

2.4 Стенд для исследования процесса зажигания дуги

в замкнутых сильноточных контактах

2.5 Стенд для оптического наблюдения за частицей

в межэлектродном промежутке

2.6 Стенд для импульсной рентгеновской визуализации

частиц порошка, закрытых плазменным шнуром

3. Исследование процесса зажигания дуги

в замкнутых контактах

3.1 Физико-математические модели контактной поверхности

3.2 Обработка и анализ экспериментальных данных

3.3 Выводы

4. Взаимодействие частиц порошка с импульсным разрядом (магнитоэлектрический способ нанесения покрытий)

4.1 Скоростная фоторегистрация процесса

4.2 Визуализация частицы рентгеновским теневым способом

4.3 Выбор материала покрытия

4.4 Выбор режимов обработки

4.5 Тепловое воздействие на деталь

4.6 Износостойкость покрытия

5. Импульсное плазменное упрочнение твердых сплавов в воде

5.1 Особенности электрической схемы

при обработке деталей в воде

5.2 Обработка магнитоэлектрическим способом

стальных поверхностей в воде

5.3 Упрочнение твердого сплава ВК-8

электрическими импульсами в воде

5.4 Испытание упрочненных сверл с напайкой ВК-8

на абразивную износостойкость

Заключение

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электроплазменное импульсное упрочнение металлических поверхностей»

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Потребность различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, строительства, машиностроения в увеличении долговечности особо нагруженных деталей и рабочих органов, работающих в условиях интенсивного износа, постоянно возрастает в связи с непрерывным повышением скоростных и силовых параметров работы машин. Поэтому повышаются требования как к основному материалу детали, так и к материалу поверхностного слоя, причем во многих случаях требования к материалу поверхностного слоя сильно отличаются от требований к основному материалу. В этом случае поверхность детали подвергается дополнительной обработке, которая частично или полностью может изменять механические свойства основного материала и механические свойства поверхности.

Проблема получения заданных физико-химических и механических свойств рабочих поверхностей особо нагруженных деталей и рабочих органов машин очень сложна, поскольку требования к свойствам поверхности возрастают, а существующие способы дополнительной обработки поверхности исчерпывают свои возможности. Как следствие этого появляются новые либо совершенствуются известные способы обработки поверхности, расширяющие их технологические возможности.

Среди существующих методов обработки материалов наибольший эффект достигается при использовании таких, которые позволяют наносить слой более стойкого материала на рабочую поверхность особо нагруженных деталей. Они позволяют не только упрочнять поверхности при изготовлении деталей, но и восстанавливать их в процессе ремонта, исключая материальные затраты на замену изношенных деталей новыми. Поэтому расширение технологических возможностей существующих способов нанесения покрытий и разработка новых является актуальной задачей для исследователей.

Особенно актуальным является решение вопроса об упрочнении рабочих органов машин и механизмов, работающих в условиях интенсивного абразивного износа. Такому износу подвергаются рабочие органы сельскохозяйственных, дорожно-строительных, горных, транспортных машин, трубы и насосы земснарядов, бурильное оборудование нефтяной и газовой промышленности, лопатки турбин, лопасти дымососов и т.п. Абразивное изнашивание вызывает почва, грунт, руда, уголь, зола и пыль, попавшие на поверхность трения. Вопросам абразивного изнашивания материалов посвящено достаточно много работ [1-20]. Основной вывод из них заключается в том, что способность абразивного зерна вдавливаться и царапать поверхность зависит от соотношения твердостей поверхности и абразива. Если твердость абразива меньше, чем у детали, то износостойкость последней будет тем больше, чем больше разница между твердостями детали и абразива. Следовательно, для упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих и других машин, работающих в условиях интенсивного абразивного износа, целесообразно применять материалы с твердостью большей, чем твердость абразивных зерен и чем больше их разница, тем больше должна быть износостойкость рабочего органа.

Следовательно первым условием при выборе технологии , обеспечивающей эффективную обработку поверхности деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного износа, является максимально высокая твердость материала покрытия.

Вторым условием для упрочненного слоя является хорошее сцепление его с материалом основы.

Третьим условием применимости любой технологии для обработки рабочих органов машин должна быть не очень высокая требовательность к предварительной подготовке поверхности перед упрочнением.

Всем этим трем условиям удовлетворяет способ, описанный Коноваловым Е.Г., Шулевым Г.С., Чемисовым Б.П. в работах [21, 22]. Этот способ известен как электроферромагнитная обработка [23], магнитоэлектриче-

скос упрочнение [24] и элсктроферромагнитное борирование [36]. Наиболее эффективно этот способ реализовывается при нанесении покрытий из фер-робора. Он может быть использован как для упрочнения поверхности, так и для восстановления изношенных деталей с одновременным упрочнением их поверхности, не требует предварительной подготовки поверхности детали, обеспечивает хорошее сцепление материала покрытия с материалом детали и формирует боридное покрытие высокой твердости (сравнимой или превышающей твердость абразива).

Суть способа заключается в следующем: на цилиндрическую деталь (катод) и электрод (анод) подается постоянное напряжение (50-200) В от накопительной емкости (200-2000) мкФ; воздушный зазор между электродом и деталью составляет (0,5-2) мм; деталь и электрод изготовлены из ферромагнитного материала и являются полюсами магнита; в межэлектродный зазор подается ферромагнитный порошок, например, ферробор; под действием магнитного поля ферромагнитный порошок формирует проводящий канал между электродами; при замыкании электродов проводящим каналом ферромагнитного порошка электрическая цепь замыкается и происходит разряд накопительной емкости через цепочку порошка; в местах касания частиц порошка между собой и в местах касания частиц электродов загораются импульсные газовые электрические разряды, под действием которых происходит частичное или полное расплавление порошка и оплавление поверхностного слоя детали; расплавленный порошок взаимодействует с расплавленной поверхностью детали и формирует слой покрытия с хорошей прочностью сцепления (адгезией).

Реализация магнитоэлектрического способа в промышленности сдерживается существующим несовершенством этой электротехнологии, поскольку основным недостатком способа является несплошность нанесенного слоя, т.е. покрытие располагается на поверхности детали отдельными пятнами, в промежутках между которыми находится основной материал

детали. Поэтому дальнейшее совершенствование этого способа в значительной мере связано с решением таких вопросов, как:

а) выявление причин появления несплошности покрытий;

б) создание устройств и разработка режимов, позволяющих получить сплошной слой покрытия и сохраняющих преимущества импульсных разрядов (незначительный нагрев обрабатываемой детали и отсутствие специальной предварительной подготовки поверхности детали перед обработкой);

в) исследование рабочих режимов, включающих процессы зажигания импульсного разряда;

г) исследование процессов взаимодействия частиц порошка с импульсным разрядом;

д) оптимизация процессов взаимодействия частиц порошка с поверхностью деталей (подложки);

е) расширение области применения магнитоэлектрического способа для упрочнения твердосплавных материалов с использованием твердосплавных порошков.

НАУЧНАЯ АКТУАЛЬНОСТЬ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ перечисленных проблем определили задачи диссертации и потребовали проведения комплекса теоретических и экспериментальных исследований процессов формирования покрытий, включающих этапы возникновения проводящих каналов, зажигания дуги в сильноточных замкнутых контактах, взаимодействия частиц порошка с каналом импульсного разряда, взаимодействие наплавленного слоя с материалом детали, физико-химически? превращений в покрытии и поверхности деталей при воздействии импульсного электрического разряда.

Работа выполнялась в научно-исследовательской лаборатории электротехнологий Института теплофизики СО РАН в рамках программы "Си бирь" (раздел "Новые материалы и технологии"), плана НИР ИТ СО РАЕ по теме "Исследование динамики низкотемпературной плазмы" (Гос. per 01.9.50 001682).

ЦЕЛЬ РАБОТЫ заключалась в разработке и исследовании новых элек-тротсхнологических устройств и методов на основе плазменного импульсного упрочнения поверхностей, обеспечивающих существенное повышение износостойкости рабочих органов машин, работающих в условиях интенсивного абразивного износа.

НАУЧНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ И НОВИЗНА результатов работы состоит в том, что выполнен комплекс научных и прикладных работ, обеспечивающих нанесение сплошных покрытий магнитоэлектрическим методом и упрочнение твердых сплавов импульсными плазменными разрядами.

Впервые показано, что известные конструктивно-технологические схемы реализации магнитоэлектрического метода нанесения покрытий принципиально не могут обеспечить нанесение сплошного покрытия. За счет совершенствования метода созданы условия, обеспечивающие принудительное управление положением контактного технологического пятна. Это обеспечивает возможность нанесения сплошного слоя покрытия, снижает его полосчатость и бугристость, а также за счет управления режимами оплавления позволяет влиять на толщину переходного слоя и, следовательно, снизить возможность отслоения нанесенных покрытий.

Расчетно-экспериментальным путем установлены оптимальные соотношения интегральной силы прижатия контактов и протекающего тока, обеспечивающих условия зажигания дугового разряда в межконтактном промежутке. Установлено ранее неизвестное явление, обеспечивающее качество наносимого покрытия и заключающееся в том, что энергетический вклад в частицу при формировании покрытия может изменяться скачком при возникновении микроплазменных разрядов. Впервые показана возможность упрочнения поверхности твердого сплава ВК-8 импульсным плазменным потоком до значений микротвердости в 30 ГПа.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ работы определяется тем, что полученные научные результаты позволили разработать новую электротехнологию и оборудование для ее осуществления, позволяющие наносить

сплошные боридные покрытия на детали, работающие в условиях интенсивного абразивного износа, например, на режущую кромку почвообрабатывающих машин. Предложен новый технический способ и устройство для упрочнения инструмента, имеющего напайку из твердого сплава ВК-8. Новизна указанных технологий подтверждается патентами РФ. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Установленные зависимости условий зажигания дуги в сильноточных замкнутых контактах (электродах) от силы тока и нагрузки на контакт для меди и стали.

2. Результаты экспериментальных исследований взаимодействия частиц порошка с импульсным электрическим разрядом.

3. Закономерности формирования сплошного слоя боридного покрытия импульсными электрическими разрядами в магнитном поле.

4. Закономерности физических явлений для создания упрочненного слоя на поверхности твердого сплава ВК-8 импульсным плазменным методом.

Методологически работа построена на использовании и развитии теоретических положений в области плазменной техники и теплофизики, разработанных научной школой академика М.Ф. Жукова, а также на использовании и развитии теоретических положений в области электроискрового легирования, разработанных Б.Р. Лазаренко и его последователями. В экспериментах использовались специально разработанные устройства и стенды.

ДОСТОВЕРНОСТЬ результатов исследований, основных положений и выводов гарантирована необходимым набором статистики, использованием современных методов расчета и надежной измерительной техникой и приборами, сопоставлением полученных результатов с экспериментальными данными других авторов.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ. Работа состоит из: введения с описанием актуальности выбранной темы, научной и практической ценности; обзорной части (глава 1), содержащей сведения о существующих способах и технологиях нанесения износостойких покрытий,

применяемых в машиностроении, сельском хозяйстве, строительстве, горном деле и т.п. На основе анализа сделаны выводы и поставлены цели и задачи.

Во второй главе представлены описания экспериментальных установок и стендов для исследования: процессов формирования проводящих цепочек ферромагнитного порошка между электродами в магнитном поле; условий зажигания дугового разряда в замкнутых сильноточных контактах; взаимодействия частиц порошка с импульсным электрическим разрядом; возможности увеличения сплошности боридного покрытия; возможности упрочнения твердого сплава ВК-8.

Третья глава посвящена исследованию процесса зажигания дугового разряда в замкнутых сильноточных контактах. Рассмотрены физические факторы, влияющие на контактное сопротивление в процессе прохождения электрического импульса через контактную поверхность. Экспериментально определено напряжение на контактах перед зажиганием дугового разряда. На основе экспериментов построена зависимость дугообразования на контактах от силы тока и механической нагрузки для меди и стали. Рассмотрены физико-математические модели контактной поверхности и проведено сравнение с полученными экспериментальными данными.

Четвертая глава посвящена исследованию процесса взаимодействия частиц ферромагнитного порошка с импульсным электрическим разрядом и твердой поверхностью. Приведены результаты скоростного фотографирования процесса, приведены результаты теневой импульсной рентгеновской фотосъемки частицы, полностью закрытой плазменным каналом.

Показано, что в процессе прохождения импульса тока через частицу энергетический вклад может изменяться скачком. Представлены результаты металлографического анализа боридного покрытия, результаты по измерению микротвердости и результаты полевых испытаний дисков лущильников, обработанных магнитоэлектрическим способом на экспериментальной установке.

Пятая глава посвящена импульсному плазменному упрочнению твердого сплава ВК-8 в воде. Описаны особенности обработки деталей ферромагнитным порошком в воде с наложением магнитного поля. Приведены результаты металлографических исследований и рентгеноструктурного анализа. Приводятся данные натурных испытаний сверл, имеющих напайку ВК-8, при сверлении бетона и мрамора.

Основные положения диссертационной работы были доложены на международных, всесоюзных и региональных конференциях в г. Новосибирске, Минске, Фрунзе, Санкт-Петербурге, Свердловске.

Основные научные результаты работы изложены в 11 печатных статьях и в двух патентах России.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ УПРОЧНЯЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.1 ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ УПРОЧНЕНИЯ

В начале 40-х годов при исследовании эрозии электрических контактов Б.Р. Лазаренко и Н.И. Лазаренко открыли новый способ обработки материалов - электроискровое легирование поверхности. В основе этого способа лежат физико-химические процессы, сопровождающие работу электрических контактов в газовой среде, т.е. эрозия, массоперенос, микрометаллургические процессы на поверхности, химическое взаимодействие материалов электродов с газом [25].

Первое устройство (рис. 1.1) для реализации электроискрового легирования содержало электромагнитную систему с вибрирующим якорем, к которому крепился электрод. Обрабатываемое изделие являлось катодом, вибрирующий электрод - анодом. Между анодом и катодом включалась электрическая емкость, которая заряжалась от источника постоянного напряжения в момент размыкания контактов, и разряжалась в момент приближения электродов друг к другу. Во время разряда конденсатора энергия, запасенная в нем, переходит в тепловую энергию плазмы, образованной ионизированным газом и парами материалов электродов, появляются локальные очаги расплавленного материала электродов. Благодаря эффекту преимущественного переноса материала анода на катод на детале - катоде формируется слой покрытия.

Перемещая вибрирующий электрод по поверхности обрабатываемой детали, удалось в результате периодического замыкания электродов получить покрытие заданным материалом или ввести в поверхность некоторые химические элементы. Подбирая материал электродов, состав межэлек-

тродпой среды, параметры электрического разряда, авторы этого способа установили основные достоинства электроискрового легирования:

1) покрытия имеют очень большую прочность сцепления с основой;

2) покрываемые поверхности не требуют специальной предварительной подготовки;

3) возможно нанесение чистых металлов, сплавов, металлокерамиче-ских композиций, тугоплавких материалов и т.д.;

4) технология легирования проста, а необходимое оборудование малогабаритно, надежно и транспортабельно.

К недостаткам электроискрового легирования относят малую толщину покрытия, получаемого за один проход, например, при нанесении на стальную деталь материала Т15К6 и энергии конденсатора 1 Дж за один цикл разряда переносится (2-3)-10"6 г материала. Поэтому требуется несколько циклов разряда для получения необходимой толщины покрытия. Однако толщину покрытия определяет не только количество циклов разряда, но и интенсивность эрозии материала электродов и состав межэлектродного плазмообразующего газа. Кроме того, невозможно бесконечно наращивать толщину покрытия увеличением количества циклов разряда, т.к. начиная с некоторой толщины дальнейшее увеличение становится невозможным. Н.И. Лазаренко в работе [26] основной причиной ограничения толщины покрытия при проведении многократных циклов считает возникновение взаимодействия между химическими элементами материала электродов и окружающей их средой. В качестве доказательства приводятся экспериментальные данные, указывающие на то, что чем более инертна среда, тем большую толщину можно получить при одинаковых режимах обработки. При легировании в инертных средах и в вакууме начинает действовать другой механизм ограничения толщины покрытия - появляются и накапливаются остаточные напряжения в слое покрытия и изменяются его физико-химические и механические свойства. Это приводит к тому, что с

некоторого момента времени сумма остаточных напряжений и напряжений, возникающих в момент электрического разряда, превышает предел прочности ранее нанесенного слоя или его части и увеличивает количество материала, уносимого с катода (детали), т.е. эрозия катода начинает превышать количество материала, поступающего на него с анода, а суммарный эффект привеса катода уменьшается. Толщина слоя при электроискровом легировании находится в пределах 0,01-0,2 мм.

С целью увеличения производительности и использования универсального станочного оборудования авторы [27] предложили использовать вращающийся многоэлектродный инструмент (рис. 1.2) для обработки цилиндрических и плоских деталей. Сравнительные испытания вибрирующих и вращающихся электродов инструментов были приведены в работе [28], где показано, что при обработке вращающимся электродом-инструментом привес покрытия почти в 2,5 раза больше, чем при обработке вибрирующим. Авторы объясняют это тем, что у вращающегося электрода-инструмента присутствует касательная составляющая скорости относительно обрабатываемой детали, что способствует размазыванию жидкой фазы материала электрода по детали, тогда как у вибрирующего электрода-инструмента эта часть жидкой фазы остается на электроде. Другим фактором, как отмечают авторы, является дополнительный нагрев контактной зоны за счет тока короткого замыкания при более длительном, чем при вибрационном контактировании электрода с деталью. Структурные исследования показали, что качество покрытия для вращающегося электрода инструмента выше, образуется более равномерный слой покрытия. При увеличении скорости вращения электрода-инструмента наблюдается уменьшение скорости прироста толщины покрытия. Этот факт авторы связывают с распылением жидкой фазы электрода за счет центробежных сил и с уменьшением времени контактирования электрода с деталью.

Рис. 1.2. Вращающийся электрод-инструмент [27].

Разработка новых вариантов процесса электроискрового легирования привела к созданию метода электроискрового нанесения покрытий из порошковых материалов с наложением на межэлектродный промежуток постоянного электрического поля [29, 30, 31, 32]. В этом методе (рис. 1.3) на межэлектродный промежуток кроме рабочего напряжения (50-300) В подается постоянное или импульсное напряжение (0,5-20) кВ от слаботочного высоковольтного источника питания и одновременно в межэлектродный промежуток подается порошковый материал. Высоковольтный разряд инициирует в рабочем промежутке основной низковольтный разряд, загорается импульсный газовый разряд, который взаимодействует с рабочим электродом, обрабатываемой деталью и с порошковым материалом. Порошок плавится, испаряется и наносится на деталь. Производительность этого метода ограничивается тем, что при некоторой частоте инициирования межэлектродного промежутка (около 50 Гц) возникающие ударные волны в газе образуют непрерывный барьер для проникновения частиц порошка в канал разряда.

Авторы работы [29] отмечают, что формирование покрытий из порошковых материалов обуславливает ряд преимуществ по сравнению с традиционными схемами электроискрового легирования компактными материалами. Наличие большого межэлектродного промежутка (0,3-1,5) мм приводит к перераспределению энергии разряда между плазменным шнуром и электродами, что уменьшает эрозию электродов и дает возможность обрабатывать легкоплавкие материалы.

Кроме того, использование порошков с широким диапазоном удельных сопротивлений позволяет получать покрытия с диэлектрическими и полупроводниковыми свойствами. Например, авторы работы [33] исследовали покрытия, полученные легированием порошками АЬОз и 7г02, титана ВТ-20, и обнаружили, что основным материалом покрытия является наносимый материал, имеющий высокое удельное сопротивление.

П2

Рис. 1.3. Схема нанесения покрытий с наложением электрического поля [32].

- 0-

иР

+ 0-

Рис. 1.4. Схема устройства для нанесения покрытий ферромагнитными материалами в магнитном поле [22].

В работе [34] исследуется прочность сцепления получаемых электроискровых покрытий из порошкового материала в зависимости от энергии вводимой в разряд. При изменении энергии разряда от 1,9 Дж до 12 Дж (рабочее напряжение изменялось от 80 до 200 В) при прочих равных условиях ((Ув=1,4 кВ, С = 600 мкФ, Х = 0,5 мм) прочность получаемого слоя покрытия на срез изменяется от 6,5 до 8,5 кгс/мм2, а прочность на отрыв от 13 до 17 кгс/мм2. Увеличение прочности авторы связывают с повышением температуры в разрядном промежутке и с увеличением степени активации поверхности детали, что приводит к увеличению зоны взаимного проникновения материалов частицы и обрабатываемой поверхности.

Наложение продольного магнитного поля между электродом-инструментом и обрабатываемой деталью осуществлено авторами работы [22]. В этом способе (рис. 1.4) обрабатываемая деталь цилиндрической формы помещается с некоторым зазором между полюсами электромагнита так, что магнитный поток пронизывает обрабатываемую деталь и при подаче ферромагнитного порошка в рабочий зазор порошок выстраивается в магнитном поле в цепочку и замыкает электрическую цепь. Происходит электрический разряд между деталью и одним из полюсов электромагнита, который является одновременно электродом. Этот способ позволяет исключить из технологии подачу высокого напряжения для инициирования рабочего разряда, но применим только для нанесения порошков, имеющих ферромагнитные свойства, т.е. содержащие железо, никель или кобальт в своем составе. Покрытия, полученные этим способом, имеют хорошее сцепление с деталью, характерное для электроискрового легирования, большую толщину по сравнению с электроискровым легированием. Это связано с тем, что происходит перенос материала частицы не только в жидкой и парогазовой фазе, но и перенос твердой фазы напыляемых частиц. Недостатком этого способа является формирование покрытия в виде отдельных пятен, несколько удаленных друг от друга. К преимуществам следует отнести хорошую сцепляемость нанесенного слоя при отсутствии

специальной подготовки обрабатываемой поверхности детали перед упрочнением и относительно малую зону термического влияния, составляющую доли миллиметра, что исключает возможность коробления детали. Применение порошка ферробора ФБ-20 позволяет получать упрочненный слой микротвердостью до 18 ГПа. Такая твердость поверхности может быть использована для рабочих органов почвообрабатывающих орудий и узлов интенсивного абразивного износа. В литературе этот способ известен как электроферромагнитное борирование [36] или магнитоэлектрический способ нанесения покрытий [37].

Этот способ может быть использован как для упрочнения поверхности, так и для восстановления изношенных деталей с одновременным упрочнением их поверхности.

1.2 ДРУГИЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Кроме вышеописанных способов упрочнения и восстановления изношенных деталей машин и механизмов существует ряд других способов: напыление, наплавка, гальванические методы, плакирование и упрочнение взрывом, электрогидравлическое упрочнение, ионное легирование, обработка электронным пучком, обработка лазерным излучением и т.д.

Под напылением подразумеваются технологии, в которых на хорошо подготовленную металлическую поверхность поступает поток частиц, имеющих в каждом конкретном случае определенную скорость и температуру, которые обеспечивают процесс формирования качественного слоя покрытия. Способы разгона частиц порошка и способы его нагрева могут быть самыми различными: при плазменном напылении [45] частицы нагреваются и разгоняются в плазменной струе; при детонационном напылении разгон происходит при детонации газообразного [80] или конденсирован-

ного [51] взрывчатого вещества в слое ударно-сжатого газа; при ионном легировании поток ионов ускоряется электрическим полем в вакууме и направляется на обрабатываемую поверхность; при электрическом взрыве фольги или проволочки материал в жидкой и парогазовой фазе осаждается на обрабатываемую поверхность, в этом случае электрический импульс нагревает и разгоняет частицы. Все технологии напыления требуют тщательной подготовки поверхности обрабатываемой детали, т.к. прочность сцепления слоя покрытия с поверхностью детали будет тем больше, чем меньше на поверхности будет окисных пленок, жирных пятен, грязи и т.д.

Подготовка чистой поверхности обрабатываемой детали требует больших энерго и трудозатрат. Например, для плазменного напыления требуется обработка струей песка или дроби, причем абразивный поток песка не должен содержать в себе следы машинного масла, которое, как правило, присутствует в компрессорах, подающих воздух на дробеструйный аппарат.

Напыленное покрытие в целом можно представить как материал, состоящий из продеформированных частиц, соединенных между собой по контактной поверхности участками "схватывания", площадь которых меньше общей площади частиц и зависит от материала порошка, режимов обработки и газовой среды, в которой происходит обработка [38]. Поэтому напыленный материал по прочностным свойствам значительно отличается от монолитного материала [39].

При напылении частички разного размера ускоряются в газовом потоке до разных скоростей, поэтому при напылении жесткие требования предъявляются к диапазону допустимых размеров частиц. Например, при плазменном нанесении покрытий существует наименьший критический размер частиц, которые способны осаждаться на поверхность при определенных режимах обработки [40]. Частицы с размерами меньше критических не достигают обрабатываемой поверхности, поскольку захватываются потоком газа и уносятся им при обтекании обрабатываемого изделия.

Наплавка [46] даст возможность получить покрытие практически любой толщины и химического состава, но как ручная наплавка, наплавка под слоем флюса, наплавка порошковыми проволоками, наплавка в среде защитного газа, вибродуговая наплавка, индукционная наплавка, так и другие виды непрерывной наплавки неизбежно приводят к значительному нагреву обрабатываемой детали, что во многих случаях является причиной коробления этих деталей.

Преимуществом наплавки перед напылением является во многих случаях более прочное сцепление покрытия с основой (адгезия) и большая прочность самого покрытия (когезия).

К гальваническим методам относятся: хромирование, никелирование и осталивание [41]. Осталиванием можно наращивать как внутренние, так и наружные поверхности толщиной до 1,5 мм с плотным равномерным слоем покрытия, но этот слой имеет недостаточную сцепляемость с основой и не может обладать высокой твердостью. Хромирование позволяет получить слой толщиной 0,8-1 мм с высокой твердостью и износостойкостью, но обладает низкой усталостной прочностью и требует значительных материальных затрат.

Плакирование взрывом (сварка взрывом) и упрочнение взрывом значительно расширяют возможности технологии нанесения покрытий и упрочнения, но для их осуществления требуется специальное оборудование, специальные меры безопасности и квалифицированный обслуживающий персонал. Прочность сцепления нанесенного слоя при сварке взрывом может достигать прочности основного металла. Упрочнение взрывом основано на воздействии контактной детонационной волны, распространяющейся вдоль поверхности обрабатываемого металла, что приводит к резкому повышению температуры и давления на поверхности и резкому охлаждению за счет отвода тепла внутрь детали [42]. Размеры обрабатываемых деталей при использовании взрывной технологии могут быть от нескольких сантиметров до нескольких метров. Снизу эти процессы ограничены краевыми

эффектами, сопровождающими процесс соударения, а сверху - наличием газовой среды, заполняющей пространство между соударяющимися пластинами [43].

Технология ионного имплантирования требует условий вакуума и используется для относительно небольших деталей, так же как технология обработки электронным пучком и лазерным излучением [44, 47]. Толщина упрочненного слоя в этих технологиях составляет доли миллиметра.

1.3 ВЫВОДЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Проведенный обзор имеющихся в литературе сведений по вопросам нанесения защитных покрытий на рабочие органы машин и механизмов, работающих в условиях интенсивного абразивного износа, позволил сделать следующие выводы:

1. Наплавка различными методами (плазменная, электродуговая, газоплазменная, индукционная и т.д.) позволяет наносить твердые износостойкие покрытия на поверхность деталей, но сопровождается значительным нагревом деталей, что и является основным фактором, ограничивающим применение наплавки на практике из-за опасности коробления.

2. Магнитоэлектрический способ нанесения боридных покрытий позволяет наносить твердые износостойкие покрытия, но покрытие располагается на поверхности отдельными пятнами, между которыми находятся участки без покрытия, т.е. сплошность покрытия неудовлетворительна.

3. Другие способы нанесения покрытий требуют тщательной подготовки поверхности (плазменное напыление, газотермическое нанесение покрытий, детонационное напыление, диффузионные покрытия, лазерная обработка, плакирование взрывом, металлизация) и более сложны в эксплуатации.

4. Простота в эксплуатации, отсутствие дополнительных операций предварительной подготовки поверхности, незначительный нагрев деталей при обработке, прочное сцепление покрытия с основой и высокая твердость боридного покрытия определяют привлекательность магнитоэлектрического способа [48-50] для дальнейшего исследования с целью увеличения сплошности слоя покрытия.

Исходя из поставленной цели работы - исследование, разработка и создание устройства, обеспечивающего 100% сплошность слоя покрытия, был определен круг задач, решение которых и составляет содержание настоящей диссертационной работы.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 УСТАНОВКА С ЕСТЕСТВЕННЫМ ФОРМИРОВАНИЕМ

ПРОВОДЯЩЕЙ ЦЕПОЧКИ ФЕРРОМАГНИТНОГО ПОРОШКА МЕЖДУ ЭЛЕКТРОДАМИ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Эксперименты проводились на нескольких экспериментальных установках. Для выявления физических причин несплошности слоя покрытия, формируемого магнитоэлектрическим способом, была создана экспериментальная установка, описанная Е.Г. Коноваловым, Г.С. Шулевым и Б.П. Чемисо-вым в работах [22, 52]. На рис. 2.1 показана принципиальная схема этой установки, где 1 - обрабатываемая деталь, 2 - катушка электромагнита. Роль легирующего электрода в этой схеме выполняют ферропорошки, которые в зоне обработки удерживаются магнитным полем, создаваемым между полюсами электромагнита 2, а концентрация ферропорошка в рабочем промежутке регулируется величиной магнитного поля. Коммутация цепи разрядного контура происходит тогда, когда расстояние между частицей порошка и электродом становится настолько малым, что напряжение источника питания оказывается достаточно для электрического пробоя этого промежутка. Источник питания для установки содержал: силовой трансформатор заводского типа ОСУ-80; переменное сопротивление, позволяющее регулировать силу тока в цепи от 10 А до 400 А; батарею конденсаторов общей емкостью 2000 мкФ; блок тиристоров для исследования одиночных импульсов; коаксиальный шунт для измерения тока в цепи; переменная индуктивность для регулировки длительности импульса. Магнитное поле в зазоре деталь-полюс магнита создавалось соленоидом, медный провод которого диаметром 2,5-10~3 м наматывался на магнитопровод из железа типа "Армко" (840 витков). Питание соленоида осуществлялось от стандартного источника ВСА-5. При изменении тока в обмотке соленоида от 1 до 20 А индукция магнитного поля на оси межэлектродного промежутка изменялось

от 0,01 до 0,2 Тл. Рабочая часть установки показана на рис. 2.2. Подача порошка в рабочий зазор осуществлялась электромагнитным вибродозатором.

На описанной в работах [22, 52] установке производилось: визуальное наблюдение процесса формирования проводящей цепочки из ферропо-рошка; измерение тока в разрядной цепи, при этом сигнал с коаксиального шунта подавался на осциллограф и фотографировался; измерение напряжения на разрядном промежутке, которое снималось через делитель 1:100 и также подавалось на осциллограф. Характерные осциллограммы напряжения и тока показаны на рис. 2.3. Цилиндрическая деталь, обработанная на этой установке показана на рис. 2.4. Из рисунка 2.4 видно, что покрытие неравномерное по обрабатываемой площади, встречаются участки поверхности, где слой покрытия полностью отсутствует, встречаются участки, где слой покрытия 1 мм и более, но этот слой представляет собой спекшийся порошок с небольшим сцеплением между частицами и при ударе такие участки разрушаются. Наибольшей твердостью, адгезией и коге-зией обладают участки с толщиной покрытия 0,2-0,3 мм при размере фер-ропорошка 0,2 мм. При металлографическом анализе таких участков исследовались толщина, пористость, сплошность. Микротвердость определялась в соответствии с ГОСТ 9450-76 на микротвердомере ПМТ-3. Нагрузка на индектор составляла 0,98 Н. При использовании порошка ФБ-20 микротвердость слоя достигала 18 ГПа. Визуальное наблюдение под микроскопом с увеличением хЮ процесса формирования проводящей цепочки из ферромагнитного порошка показало, что при многократном проходе одного и того же места наблюдается формирование цепочки от электрода до поверхности с опорой на ранее нанесенное пятно, либо вдали от ранее нанесенного пятна, а ближняя окрестность ранее нанесеннного пятна покрытия остается не обработанной (рис. 2.5, а и 2.5, б). Следовательно ранее нанесенное пятно покрытия "захватывает" цепочку и защищает свою окрестность от обработки, т.е. требуется принудительная подача порошка в окрестность ранее нанесенного пятна покрытия.

Рис. 2.1. Схема экспериментальной установки. 1 - обрабатываемая деталь; 2 — обмотка электромагнита; Д - дозатор; Ш - коаксиальный шунт; БЗ - блок запуска для одиночных импульсов; ВСА-5 - источник питания электромагнита.

Рис. 2.2. Рабочая часть установки для магнитоэлектрической обработки

цилиндрических деталей [22].

(а) (б)

О 400 800 мкс 0

^зазора — 1 ММ

Ь = 2 цГн

0,5 1,0 мс

£/3ар = 90 В ^зазора ~ ^

Ь = 8,4 и.Гн

Рис. 2.3. Осциллограммы тока и напряжения разрядного промежутка.

Рис. 2.4. Деталь, обработанная на установке.

(а)

Рис. 2.5, а. Формирование цепочки ферромагнитного порошка в магнитном поле с опорой на ранее нанесенное пятно покрытия.

(б)

Рис. 2.5, б. Формирование цепочки ферромагнитного порошка между электродами вдали от ранее нанесенного пятна покрытия.

ВЫВОДЫ

По результатам экспериментальных работ по нанесению ферробора на дс тали цилиндрической формы и по результатам визуальных наблюдений з процессом формирования проводящих цепочек порошка между электродом деталью в продольном магнитном поле можно сделать следующие выводы:

1. Установка, описанная в работах [22, 52], не позволяет получит сплошного слоя покрытия на поверхности обрабатываемой детали.

2. Отсутствие сплошности связано с концентрацией магнитного пол ранее нанесенным пятном покрытия.

3. Свободное формирование цепочки ферромагнитного порошка в про дольном магнитном поле по физической сущности не позволяет получит сплошного слоя покрытия. Ранее нанесенное пятно покрытия "захватывает цепочку и защищает свою окрестность от обработки.

4. Для получения сплошного слоя покрытия требуется принудительная по дача ферромагнитного порошка в окрестность ранее нанесенного покрытия.

2.2 УСТАНОВКА С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ФОРМИРОВАНИЕМ ПРОВОДЯЩЕЙ ЦЕПОЧКИ ПОРОШКА МЕЖДУ ЭЛЕКТРОДАМИ

На рисунке 2.6 показан электрод-инструмент [53], позволяющий фор мировать на обрабатываемой детали непрерывный слой покрытия из по рошкового ферромагнитного материала. Электрод-инструмент выполнен : виде цилиндра (7), на поверхности которого имеются узкие зазоры межд; полюсами магнита (2), заполненные немагнитным материалом (нерж сталь). Источником магнитного поля служат постоянные магниты кольце вой формы (5), расположенные внутри электрода-инструмента. Корпу электрода-инструмента состоит из 2-х частей, при совмещении которых че

рез прокладку 0,5-1 мм образуется цилиндрическое тело диаметром около 150 мм и толщиной около 40 мм. Корпус одновременно является магнито-проводом и электропроводом, поэтому он изготовлен из ферромагнитного электропроводного материала (ст. 3, ст. 45 и т.д.). Зазор между полюсами магнита является непрерывной, замкнутой зигзагообразной линией на цилиндрической поверхности электрода-инструмента. Такая конфигурация позволяет на поверхности электрода-инструмента организовать узкий буртик ферромагнитного порошка вдоль всего зазора и при вращении электрода-инструмента последовательно сканировать электрическим разрядом вдоль и поперек обрабатываемую поверхность. За один оборот электрода-инструмента на обрабатываемую деталь наносится последовательно четыре непрерывных полоски покрытия, которые частично перекрывают друг друга. Таким образом формируется покрытие с принудительной подачей порошка в окрестность ранее нанесенного пятна покрытия.

Поскольку осуществляется принудительная подача порошка в зону обработки, следовательно требуется дополнительная коммутация электрического разряда в цепи. С этой целью в разрядную цепь включается блок тиристоров, который позволяет подать ток в рабочую зону только тогда, когда порция порошка расположилась в заданном месте на поверхности обрабатываемой детали. Схема установки изображена на рис. 2.7. Схема состоит из трансформатора с плавной регулировкой выходного напряжения (10-250 В) мощностью 20 кВт, блока конденсаторов, емкость которых может регулироваться от 20 мкФ до 20000 мкФ, выпрямителя, генератора управляющих импульсов и электрода-инструмента. Установка целенаправленно была изготовлена для упрочнения режущей кромки дисков лущильников, поэтому ширина электрода-инструмента составляла около 40 мм и установка имела электромеханическую систему для вращения обрабатываемого диска лущильника. Диск лущильника является рабочим органом при обработке почвы в сельском хозяйстве, имеет диаметр около 500 мм и толщину 2-3 мм, работает в условиях интенсивного абразивного

износа, поэтому имеет жесткие требования к твердости режущей кромки. Поскольку при обработке часть порошка не принимает участие в формировании покрытия, а вылетает из области обработки, возникает потребность в сборе этого порошка. С этой целью обрабатываемая деталь помещается в специальный бак, в котором собирается и вторично используется ферромагнитный порошок. Этот бак использовался и в экспериментах, где межэлектродной средой был не воздух, а вода.

Ферромагнитный порошок поступал на электрод-инструмент из электрического вибродозатора, захватывался магнитной щелью и подавался в рабочий промежуток. Частота импульсов, приходящих от генератора на блок тиристоров, подбиралась так, чтобы формирование очередной порции порошка между электродами закончилось, но лишнее количество порошка в рабочий объем не поступало.

Принципиальным отличием данной установки от предыдущей является механизм зажигания импульсного разряда. В установке с естественным формированием проводящей цепочки порошка в магнитном поле разряд зажигается в тот момент, когда цепочка порошка приблизится к поверхности детали и произойдет пробой воздушного зазора между ними, т.е. инициируется дуга замыкающих контактов. В установке с принудительной подачей порошка электрический импульс подается после того, как частицы коснулись и прижались к обрабатываемой поверхности, т.е. в этом случае инициируется дуга в замкнутых контактах. Различие в инициировании разряда порождает особенности формирования покрытий, которые рассматриваются в следующих разделах.

На установке проводились измерения тока в цепи, напряжения на межэлектродном промежутке. Проводилось металлографическое исследование нанесенных слоев покрытия, проводился рентгеноструктурный анализ, измерялась микротвердость.

Установка с принудительным формированием цепочки ферромагнитного порошка защищена патентом РФ 1352769 от 8.09.93 г. [53].

Рис. 2.6. Электрод-инструмент, позволяющий формировать непрерывный слой покрытия из ферромагнитного порошка. 1 - корпус-магнитопровод; 2 - зазор между полюсами магнита, заполненный немагнитным материалом; 3 - постоянные магниты кольцевой формы; 4 - оси-токосъемники.

Рис. 2.7. Схема установки с принудительным формированием проводящей цепочки ферромагнитного порошка между электродами.

2.3 УСТАНОВКА ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ В ВОДЕ

Электрод-инструмент, описанный в предыдущем разделе, может быть применен для обработки деталей, размеры которых либо сравнимы с размерами электрода-инструмента либо имеют большие размеры. Этим электродом-инструментом трудно обрабатывать детали, имеющие размер, например, от 1 до 10 мм.

Для расширения диапазона обрабатываемых деталей был разработан способ упрочнения импульсными электрическими разрядами [54]. На рисунке 2.8 изображена схема установки. Вращающийся электрод-инструмент (2) помещен в сосуд с водой (/) на глубину не менее 30 мм. Обрабатываемая деталь, например, сверло (3) подводится сверху и касается торцевой поверхности цилиндрического электрода-инструмента, на которой магнитным полем удерживается ферромагнитный порошок, затем происходит запуск блока тиристоров (Г) и накопительная емкость (С) разряжается. При разряде емкости между электродом-инструментом и обрабатываемой деталью зажигается импульсный электрический газовый разряд, возникает высокая температура и высокое давление, под действием которых в поверхностном слое могут происходить структурные и фазовые изменения, приводящие к изменению механических свойств поверхности. Эффект увеличения твердости материала при воздействии на него импульсного электрического разряда в воде описан в работе [55].

Схема устройства для упрочнения деталей, имеющих напайку ВК-8, в воде изображена на рис. 2.9. На вращающемся столике (7) закреплен сосуд с водой (2), внутри которого находится электрод-инструмент, состоящий из нескольких постоянных магнитов кольцевой формы (4), магнитопрово-да (3), прокладки из ВК-8 (6) и стягивающего болта-электропровода (5). Обрабатываемое сверло (5), имеющее напайку ВК-8 (77), закреплено в держателе (9), который закрыт изолирующей прокладкой (70).

Рис. 2.8. Схема установки для упрочнения ВК-8 в воде. 1 - сосуд с водой; 2 - электрод-инструмент; 3 - обрабатываемая деталь; 4 - источник питания; 5 - генератор ГИ-1; 77 и Т2 - тиристоры; С - накопительная емкость.

Рис. 2.9. Схема устройства для упрочнения твердого сплава ВК-8 в воде.

Источником магнитного поля в электроде-инструменте может быть как электромагнит, одним из полюсов которого является торцевая поверхность, так и постоянные магниты, расположенные внутри, и создающие на торцевой поверхности индукцию магнитного поля 0,01-0,03 Тл.

На этой установке измерялась амплитуда импульса тока, длительность импульса тока, скорость вращения электрода-инструмента, напряженность магнитного поля, напряжение холостого хода, размер ферромагнитного порошка.

Исследовалась микроструктура упрочненного слоя, проводился рентге-ноструктурный анализ, измерялась микротвердость.

Способ упрочнения импульсными электрическими разрядами в воде защищен патентом РФ 1732561 от 20.11.93 г. [54].

2.4 СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЗАЖИГАНИЯ ДУГИ В ЗАМКНУТЫХ СИЛЬНОТОЧНЫХ КОНТАКТАХ (ЗАМКНУТЫХ ЭЛЕКТРОДАХ)

В разделе 2.2 отмечалось, что в экспериментальной установке с принудительной подачей порошка разряд инициируется в замкнутых электрических контактах, поэтому выяснение физических факторов, влияющих на процесс зажигания дуги, может объяснить некоторые особенности при формировании покрытия.

Схема экспериментальной установки изображена на рис. 2.10. С трансформатора снимается напряжение, регулируемое от 0 до 500 В, и через зарядное сопротивление подается на двухполупериодную схему выпрямителя, с которой поступает на блок конденсаторов, имеющий ступенчатое переключение емкостей от 20 до 40000 мкФ. Марка конденсаторов - ВЗП К50-3; ВЗР К50-ЗБ на максимально допустимое напряжение 450 В.

Рис. 2.10. Схема экспериментальной установки для исследования замкнутого контакта. Тр. 1 - трансформатор; Я1, К2 - сопротивления; Д1, Д4 - диоды; С1, С2, СЗ - емкости; Т- блок тиристоров; 1, 2, 3, 4, 5 - объекты установки; 77, У2 -усилители.

российсч**- - : ■ -"^яЙшоЗакА

Разрядный участок схемы включается блоком тиристоров, пропускающих ток до 20 кА. Блок тиристоров управляется запускающим импульсом от генератора ГИ-1. В разрядную цепь включены постоянное сопротивление (коаксиальный шунт) для измерения тока и контактная пара, являющаяся объектом исследования.

Измерительный участок схемы состоит из осциллографа марки С9-8, на один канал которого подается сигнал, снимаемый с контактной поверхности, на другой канал подается сигнал с коаксиального шунта. С осциллографа сигналы обоих каналов поступают на ЭВМ, затем на печатающее устройство. Осциллограф запускается управляющим импульсом от генератора ГИ-1 на 135 мкс раньше, чем запускается блок тиристоров. Это время необходимо для фиксации нулевой линии на осциллографе и "успокоения" наводок на измерительный канал от запускающего импульса.

Участок схемы, предназначенный для исследования процесса зажигания дуги, изображен на рис. 2.10, а, где один из электродов контактной пары выполнен в виде стержня круглого сечения фиксированной площади, а второй электрод контактной пары выполнен в виде плоской пластины, площадь которой много больше площади сечения стержня. Обе поверхности перед экспериментом плоско шлифовались. Электрод-стержень плоским шлифованным торцом прижимался к плоской шлифованной поверхности электрода-пластины, при этом прижимающая электроды сила измерялась пружинным динамометром. К электроду-стержню крепился провод центральной жилы коаксиального кабеля при этом расстояние от точки крепления до поверхности электрода-пластины тщательно измерялось шаблоном. Провод от оплетки коаксиального кабеля крепился к поверхности электрода-пластины и расстояние от точки крепления до ближайшей точки электрода-стержня также устанавливалось по шаблону.

На рис. 2.10, б изображена схема, в которой нет контактной поверхности, но все геометрические параметры схемы рис. 2.10, а полностью сохранены. Эта схема необходима для исключения из измеряемого сигнала

сопротивления подводящих проводов и ЭДС, наведенной в измерительном контуре. Таким образом, при пропускании одинаковых импульсов тока через схему рис. 2.10, а и схему рис. 2.10, 6 разница падений напряжений между ними и будет соответствовать падению напряжения на контактной поверхности.

Для проверки работы схемы использовалось измерение сопротивления участка медного провода диаметром 1,4 мм и длиной 2 мм. На рис. 2.11, а изображена схема измерения падения напряжения участка провода АД. К медному проводу (2) крепился провод центральной жилы коаксиального кабеля (7) в точке А. Провод оплетки коаксиального кабеля крепился к точке Д. Расстояние АД составляло 2 мм. Длина отрезков AB и ДС равнялось 2 мм. Для исключения ЭДС индукции на измерительном контуре использовалась схема, представленная на рис. 2.11, б. К медному проводнику (2) крепилась тонкая диэлектрическая пластинка (3), на поверхности которой была закреплена медная фольга (4). Провод центральной жилы коаксиального кабеля (7) крепился к медной фольге в точке А\, а провод оплетки коаксиального кабеля крепился к медной фольге в точке Д\. Таким образом, получается контур А\, В], С\,Д\ полностью эквивалентный контуру АВСД, но не содержащий участка, по которому протекает разрядный ток, т.е. эта схема измеряет только ЭДС индукции измерительного контура.

На рис. 2.12 показаны осциллограммы тока в цепи и падение напряжения на участке АД. Из осциллограмм видно, что на участке АД на полезный сигнал накладывается сигнал, не имеющий отношения к чисто омическому сопротивлению участка АД. Этот сигнал положителен на возрастающем участке импульса тока и отрицателен на убывающем, т.е. пропорционален dl/dt и, следовательно, имеет отношение к ЭДС индукции измерительного контура АВСД.

На рис. 2.13 показаны осциллограммы тока в цепи (канал Б) и ЭДС индукции в контуре А\, Вi, С\,Д\ (канал А). На осциллограмме наблюдается скачок напряжения в момент начала протекания тока, затем плавный спад до нуля в момент максимума тока в цепи, затем сигнал принимает отрицательные значения и снова стремится к нулю при уменьшении разрядного тока в цепи.

43 (я)

Рис. 2.11, а. Схема измерения сопротивления участка медного провода. 1 - коаксиальный кабель; 2 - медный провод диаметром 1,4 мм.

(б)

Рис. 2.11, 5. Схема измерения ЭДС индукции в подводящих проводниках. 1 - коаксиальный кабель; 2 - медный провод диаметром 1,4 мм; 3 - диэлектрическая прокладка толщиной 40 мкм; 4 - медная фольга толщиной 0,1 мм.

t, МКС

t, МКС

Рис. 2.12. Осциллограммы падения напряжения на участке АД (канал А) и тока в цепи (канал В). Развертка 2 мкс на деление. Чувствительность канала А - 100 мВ на шкалу; чувствительность канала В - 7142,8 А на шкалу.

г, мкс

г, мкс

Рис. 2.13. Осциллограммы ЭДС индукции (канал А) в контуре А1В1С1Д1 и тока в цепи (канал В). Развертка - 2 мкс на деление. Чувствительность канала А - 50 мВ на шкалу; чувствительность канала В - 7142,8 А на шкалу.

Анализ осциллограмм показывает, что на начальной стадии разряда наблюдается до 200-й мке повышенное значение сопротивления, что связано, по-видимому, с процессами скинирования в проводнике. Наблюдаемое повышение сопротивления в конце импульса тока на 1300-й мке можно связать с нагревом самого проводника. Сопротивление в средней части импульса тока составляет 2,3-10~5 Ом.

Цифровой осциллограф С9-8 позволяет составить таблицу изменения напряжения и тока от времени. В таблице 2.1 представлены: численные значения величин падения напряжения на участке АВ (рис. 2.11, а); численные значения величины ЭДС индукции в зависимости от времени (рис. 2.11, б)\ численные значения напряжения на шунте, а следовательно и численные значения силы тока в цепи; рассчитанные значения измеряемого сопротивления от времени. Из таблицы видно, что начиная с 300-й мке после начала разряда и до 1200-й мке измеренное сопротивление составляет 2,3-10~5 Ом.

Таблица 2.1

Время, мке 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300

С/пром АД мВ 71,2 84 91,2 92 89,6 84 74,4 63,2 52,8 43,2 34 28

^индук^Дь мВ 9,8 6,6 3,8 1,2 -0,8 -2,6 -3,8 -4,6 -5 -4,4 -3,8 -3

£/шунта, В 3,48 4,52 5,2 5,48 5,44 5,16 4,68 4,12 3,44 2,8 2,24 1,76

Ток в цепи, А 2485 3228 3714 3914 3885 3685 3342 2942 2457 2000 1600 1257

и пром- и ИНД, мВ 61,4 74,4 87,4 90,8 90,4 86,6 78,2 67,8 57,8 47,6 37,8 31

Сопротив. -10"5 Ом 2,47 2,39 2,35 2,31 2,32 2,35 2,33 2,3 2,35 2,38 2,36 2,46

Вычисление сопротивления этого участка по формуле И = р//5, где р -табличное значение удельного сопротивления при 20 °С, дает значение 2,2-10~5 Ом, что хорошо согласуется с измеренным значением.

Следовательно, стенд может быть использован для исследования процесса зажигания дугового разряда в замкнутых сильноточных контактах с достаточной степенью точности.

2.5 СТЕНД ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ЧАСТИЦЕЙ В МЕЖЭЛЕКТРОДНОМ ПРОМЕЖУТКЕ

Схема экспериментальной установки для скоростной фоторегистрации поведения частицы ферромагнитного порошка между электродами изображена на рис. 2.14. При проведении экспериментов применялся скоростной фоторегистратор СФР-1 (6) с использованием микронасадки в режиме лупы времени, что позволило определять наличие или отсутствие свечения от газового разряда в различных местах на поверхности частицы в зависимости от времени. Для исследований использовались частицы сферической формы диаметром около 1 мм (5) из ферробора марки ФБ-20, расположенные между электродами (4). Синхронизация схемы производилась от импульса запуска фоторегистратора, который запускал генератор импульсов ГИ-1 (1), а последний запускал осциллографы (0\ и Ог) и блок тиристоров (5). На рис. 2.15 изображен фрагмент СФР-граммы частицы, освещенной импульсным лазерным излучением.

На фрагменте видно, что благодаря микронасадке на поверхности частицы отчетливо просматриваются зоны с окисными пленками и структура поверхности.

2.6 СТЕНД ИМПУЛЬСНОЙ РЕНТГЕНОВСКОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ЧАСТИЦ ПОРОШКА, ЗАКРЫТЫХ ПЛАЗМЕННЫМ ШНУРОМ

На рис. 2.16 показана блок-схема установки для визуализации частиц порошка ферробора полностью находящихся внутри плазменного шнура разряда и поэтому невидимых для оптических методов. Частица помещалась между электродами (4, 5) таким образом, чтобы оптическая ось излучателя проходила через центр частицы.

Рис. 2.14. Блок-схема экспериментальной установки для скоростной фоторегистрации процесса зажигания дуги между электродами. 1 - источник питания; 2 - генератор ГИ-1; 3 - блок тиристоров; 4 - электроды; 5 - частица ферропорошка; 6 - СФР; С - накопительная емкость; Ш - коаксиальный шунт; и 02 - осциллографы.

Рис. 2.15. Фрагмент СФР-граммы.

Рис. 2.16. Блок-схема рентгеновской импульсной установки для визуализации частицы, закрытой излучением плазмы. 1 - импульсный рентгеновский излучатель ПИР-200; 2 - частицы порошка диаметром около 1 мм; 3 - фотопленка; 4 -анод; 5 - катод; 6 - герметичная фотокассета; 7 - источник питания; 8 - батарея конденсаторов; 9 - блок питания ПИР-200; 10 - генератор ГИ-1; 11 - блок тиристоров; 12 - пульт управления ПИР-200; 13 - осциллограф; 14 - осциллограф; 15 -коаксиальный шунт.

Импульсная рентгеновская установка ПИР-200 состоит из пульта управления {12), блока питания (9) и излучателя (У).

Синхронизация запуска схемы осуществляется генератором ГИ-1 (10), который по сигналу оператора запускает осциллографы, блок тиристоров (11) и подает синхроимпульс в блок питания ПИР-200 (9). Рентгеновские лучи от излучателя проходят через частицу ферромагнитного порошка (2) и оставляют теневое изображение последнего на фотопленке (3), которая находится в светонепроницаемой кассете (6). Таким образом формируется теневое рентгеновское изображение частицы. При проведении экспериментов в начале делался рентгеновский снимок частицы в стационарном положении без пропускания импульса тока через нее, затем заменялась фотопленка в кассете, кассета ставилась на тоже место, излучатель вновь подготавливался к работе и в определенное время после начала разряда срабатывала установка ПИР-200 и на второй фотопленке появлялось теневое изображение частицы. В результате получалось два рентгеновских снимка, соответствующих начальному расположению частицы в межэлектродном промежутке и расположению частицы через заданный промежуток времени.

Полученные рентгеновские теневые снимки обрабатывались на ЭВМ методом частотной фильтрации [56]. Исследуемое поле изображения разбивалось на 256 градаций почернения, изображению твердой частицы присваивалась та градация почернения, по которой оконтуривалась частица на статическом теневом снимке с учетом реального размера частицы. Методом частотной фильтрации выделялись опорные контуры плотностей почернения, которым на динамическом снимке можно было присвоить, например, расплавленную зону частицы. Этим же методом вычитались из поля изображения зоны с вуалью, частные дефекты, границы зерен и т.д., тем самым повышалась контрастность изображения, т.к. в реальном теневом рентгеновском снимке контрастность изображения невелика из-за малого размера частицы порошка.

Таким образом, указанным методом возможно оконтуривание частиц по любому градиенту плотности, выделение пор, градиентов плотности, увеличение контрастности и улучшение разрешающей способности импульсного теневого рентгеновского способа.

На рис. 2.17 показан рентгеновский теневой снимок частицы ферробора диаметром около 1 мм, полученный через 400 мкс после начала импульсного синусоидального разряда с максимумом тока на 400-й мкс.

На рис. 2.18, а представлено изображение частицы ферробора после обработки на ЭВМ методом частотной фильтрации с повышенной контрастностью. Уровень вуали на этом снимке определяется, по-видимому, структурой защитной кассеты, изготовленной из листового алюминия.

На рис. 2.18, б представлено изображение той же частицы после обработки на ЭВМ, но с уменьшением контрастности и вычитанием из поля изображения зон с вуалью. Оптическое увеличение на рис. 2.17 составляет 10 крат, а на рисунках 2.18, а и 2.18, 6-20 крат.

Из рис. 2.18, а и 2.18, б видно, что граница между частицей и верхним электродом-анодом размыта, что свидетельствует об интенсивном испарении материала в области касания частицы с анодом. На этих снимках просматривается и внутреннее строение частицы ферробора, имеющей характерные неоднородности по плотности.

Рис. 2.17. Рентгеновский теневой снимок. Увеличение 10 крат.

Рис. 2.18, а. Рентгеновский теневой снимок после обработки на ЭВМ (увеличена контрастность) х 20.

Рис. 2.18, б. Рентгеновский теневой снимок после обработки на ЭВМ (уменьшена контрастность) х 20.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАЖИГАНИЯ ДУГИ В ЗАМКНУТЫХ КОНТАКТАХ

3.1 ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ КОНТАКТНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

В общем случае контактная поверхность состоит из участков с чисто механическим контактом, участков с квазиметаллическим контактом, которые покрыты пленками, проводящими электрический ток вследствие туннельного эффекта, участков с изолирующими пленками и участков не-соприкасаемой поверхности. Число и размеры этих участков зависят от упруго-пластических характеристик материалов, параметров обработки поверхности, а также от величины контактного усиления и температуры.

В связи с этим при прохождении потока электрической энергии через такую поверхность преодолевается добавочное сопротивление, вносимое нарушением однородности линий потока. В терминах электротехники такое сопротивление называется сопротивлением стягивания. Хольм [57] теоретически рассчитал сопротивление стягивания для одного контактного пятна, расположенного на контактных поверхностях, имеющего круглую поверхность соприкосновения радиуса гст. При этом предполагалось, что удельное сопротивление р не изменяется при протекании тока и не изменяются механические свойства материала.

Яст - р/2гст (3.1)

где 7?ст - сопротивление стягивания;

р - удельное сопротивление материала; Гст - радиус сферы стягивания.

Формула (3.1) была проверена экспериментально при малых токах. Ошибка, по данным Хольма, не превышала 1,5%. Для контактной поверхности, содержащей группу из п равномерно расположенных пятен, им получено следующее выражение для сопротивления стягивания:

Яст = Щ + Я2 = р

Заключение диссертации по теме «Электротехнология», Фалеев, Валентин Александрович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие основные выводы:

1. Причиной несплошности слоя покрытия при магнитоэлектрическом способе является концентрация напряженности магнитного поля на пятне ранее нанесенного слоя, по этой причине цепочка ферромагнитного порошка не может сформироваться в ближней зоне ранее нанесенного пятна покрытия и эта зона остается не обработанной.

2. Принудительное формирование цепочек ферромагнитного порошка в рабочем промежутке (патент РФ 135 2769 [53]) позволяет обработать ближнюю зону ранее нанесенного пятна покрытия и получить сплошной слой покрытия, но при этом изменяется способ инициирования импульсного дугового разряда. Если при свободном формировании цепочки ферромагнитного порошка в рабочем промежутке разряд инициируется замыкающимися контактами, т.е. происходит электрический пробой газового промежутка при сближении контактов, то при принудительном формировании цепочки ферромагнитного порошка в магнитном поле инициируется импульсный разряд в замкнутых контактах, который недостаточно описан в литературе.

3. Исследование физических процессов в замкнутых сильноточных контактах позволило получить простую связь между электрическими параметрами разряда и механическими параметрами экспериментальной установки.

4. Исследования процессов взаимодействия частиц ферромагнитного порошка с каналом импульсного электрического разряда позволили выделить несколько типов режимов взаимодействия и показать, что тепловой поток от разряда к частице может изменяться немонотонно (скачком), при этом определяющий вклад в этот процесс вносят приэлектродные явления.

5. Показана возможность значительного увеличения твердости твердого сплава ВК-8 (патент РФ 1732 561 [54]) импульсными разрядами в воде. При этом упрочнение происходит без внесения дополнительных более твердых материалов, а формируется за счет изменений в поверхностном слое самого ВК-8.

Автор благодарит за помощь в работе и обсуждении ее результатов заведующего лабораторией д.т.н., профессора Аньшакова A.C., к.т.н., с.н.с. Урбаха Э.К., к.ф.-м.н., доцента Исакова В.П., к.т.н., с.н.с. Уланова И.М., к.ф.-м.н., с.н.с. Федорченко А.И., к.т.н., с.н.с. Соболенко Т.М., к.т.н., с.н.с. Тесленко Т.С.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Фалеев, Валентин Александрович, 1999 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Богачсв И.Н., Журавлев Л.Г. Исследование износоустойчивости сталей при абразивном изнашивании / Сб. "Повышение износостойкости и срока службы машин". Киев: Изд-во АН УССР, 1960. - Том 1.

2. Дьяченко П.Е. Исследование износа и трения материалов при сухом трении и повышенных температурах / Сб. "Антифрикционные материалы и изучение процессов трения и износа". - М.: Оборонгиз, 1955.

3. Дьяченко П.Е. Применение изотопов для изучения износа деталей машин / Сб. "Качество обработанных поверхностей". - М-Л.: Машгиз, 1954.-Вып. 34.

4. Зайцев Д.К. Основы учения о трении, износе и смазке машин. Часть II. -М.: Машгиз, 1947.

5. Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах. - Киев, 1970.

6. Крагельский И.В. Трение и износ. - М.: Машиностроение, 1968.

7. Лазаренко В.К., Прейс Г.А. Износостойкость металлов. - Москва-Киев: Машгиз, 1960.

8. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Исследование изнашивания металлов при трении об абразивную поверхность "Трение и износ в машинах" / Сб. XI, М.: Изд-во АН СССР, 1956.

9. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. - М.: Наука, 1970.

10. Хрущев М.М., Сороко-Новицкая A.A. Сопротивление абразивному изнашиванию углеродистых сталей. - Изв. АН СССР, О.Т.Н., 1955. - № 12.

И. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Сопротивление абразивному изнашиванию структурно-неоднородных материалов. "Трение и износ в машинах" / Сб. XII, Изд-во АН СССР, 1958.

12. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Исследование влияния твердости абразива на износ металлов / Сб. "Повышение износостойкости и срока службы машин". - Киев-Москва: Машгиз, 1956.

13.Теиспбаум М.М. Лабораторная оценка износостойкости сталей при трении о песчаную шкурку. "Вестник машиностроения", 1956, № 8.

14. Хрущев М.М. и др. Износостойкость и структура твердых наплавок. - М.: Машиностроение, 1971.

15. Львов П.Н. Износ и восстановление рабочих деталей строительных и дорожных машин / Сб. "Повышение долговечности машин", Машгиз, 1956.

16. Ткачев В.Н. Износ и повышение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин. - М.: Машиностроение, 1964.

17. Белиничер И.Ш. Влияние механических свойств металла на его износостойкость (при абразивном износе) // Труды Свердловского сельхоз. инта. - Свердловск, 1959. - Т. VI.

18. Колесов В.Г. Износостойкость наплавочных сплавов при работе в абразивной среде. "Сварочное производство", 1969. - № 11.

19. Розенбаум А.Н. Изнашивание лезвий в почвенной среде. Сб. статей "Повышение долговечности рабочих деталей в почвообрабатывающих машинах", Машгиз, 1960.

20. Львов П.Н. Износостойкость деталей строительных и дорожных машин. - М.: Машгиз, 1962.

21. Коновалов Е.Г., Шулев Г.С., Чемисов Б.П. Исследование процесса генерации поверхностей в магнитном поле ферромагнитными порошками. Доклады Академии наук БССР, 1970. - Т. XIV, № 4.

22. Коновалов Е.Г., Шулев Г.С., Чемисов Б.П. Генерация поверхностей деталей в магнитном поле ферромагнитными порошками // Изв. АН БССР. Сер. физ.-тех. наук, № 2, 1971. - С. 26-30.

23. Коновалов Е.Г., Шулев Г.С., Пыко В.Ф. Электроферромагнитная обработка шпинделей. - Машиностроитель, 1973. - № 7.

24. Акулович Л.М. и др. Магнитоэлектрическое упрочнение несущих деталей большегрузных автомобилей "Технология автомобилестроения", серия XIV, 1975. -№ 2.

25. Лазаренко Б.Р., Лазаренко Н.И. Электрическая эрозия металлов. Вып. 1, М.: Госэисргоиздат, 1944.

26. Лазаренко Н.И. Современный уровень и перспективы развития электроискрового легирования металлических поверхностей. Электронная обработка материалов, № 5, 1967.

27. Морозенко В.Н., Андреев В.И. Технологические возможности вращающихся многоэлектродных инструментов с упруго-вязкими элементами. ЭОМ, № 4, 1975.

28. Лазаренко Б.Р., Гитлевич А.Е., Фурсов С.П., Михайлов В.В., Маркус М.М. Некоторые особенности электроискрового легирования титана алюминием и никелем. ЭОМ, № 1, 1974.

29. Гитлевич А.Е., Парканский Н.Я., Ревуцкий В.М. и др. Оборудование для электроискрового легирования металлических поверхностей порошковыми материалами. ЭОМ, № 6,1983.

30. Лазаренко Б.Р., Гитлевич А.Е., Парканский Н.Я. Электроискровое легирование с использованием электрического поля. ЭОМ, № 3, 1975.

31. Лазаренко Б.Р., Гитлевич А.Е., Фурсов С.П., Парканский Н.Я. Способ электроискрового нанесения покрытий. A.c. № 509381 - бюл. изобр. и откр., № 13, 1976.

32. Гитлевич А.Е., Парканский Н.Я., Ревуцкий В.М., Михайлов В.В. Способ нанесения покрытий. A.c. № 837716 - бюл. изобр. и откр., № 22, 1982.

33. Ливурдов В.И., Парканский Н.Я., Гитлевич А.Е., Снежков В.А., Ревуцкий В.М. Структура и эксплуатационные свойства деталей с покрытиями, полученными электроискровым легированием порошковыми материалами. ЭОМ, № 5; 1980.

34. Парканский Н.Я., Ришин В.В. Прочность сцепления электроискровых покрытий из порошковых материалов с основой. ЭОМ, № 4, 1980.

35. Вейник А.И. Приближенный расчет процессов теплопроводности. - Гос-энергоиздат, 1959. - 50 с.

36. Валовик ЕЛ. Справочник по восстановлению деталей. - М.: Колос, 1981. - С. 245-246.

37. Жуков М.Ф., Васильковская A.C., Уланов И.М., Исаков В.П., Фалеев В.А. Взаимодействие потока плазмы и расплавленных частиц с поверхностью детали при магнитоэлектрическом способе упрочнения. IX Всесоюз. конф. по ГНП, Фрунзе, "Илим", 1982. - С. 286-287.

38. Кудинов В.В., Пузанов A.A., Замбржицкий А.П. Оптика плазменных покрытий. - М.: Наука, 1981. -187 с.

39. Ершов A.A., Урбах Э.К., Чередниченко B.C., Фалеев В.А. Плазменное нанесение резистивных слоев ленточного нагревателя. Физика низкотемпературной плазмы. Материалы конф., ч. 3. Петрозаводск: Гос.ун-т, 1995.-С. 411-413.

40. Душевский И.В., Замбржицкий А.П., Пузанов A.A. Критические размеры частиц, наносимых плазменным напылением // В кн.: Вопросы надежности и долговечности машин. - Красноярск: Краен, политех, ин-т, 1972.-С. 37-41.

41. Шадричев В.А. Ремонт автомобилей. - М.: Высшая школа, 1970. - 14 с.

42. Дерибас A.A. Физика упрочнения и сварки взрывом. - М.: Наука, 1980.

43. Исаков В.П., Фалеев В.А. Влияние воздуха на процесс соударения металлических пластин. Материалы 6-го Международного симпозиума "Использование энергии взрыва для производства металлических материалов с новыми свойствами методами сварки, плакирования, упрочнения и прессования порошков взрывом". - Готвальдов, Чехословакия, 1985.-С. 317-324.

44. Тескер Е.И., Гурьев В.А. Исследование влияния лазерной обработки на ударную вязкость и износостойкость углеродистой стали // Физика и химия обработки материалов, 1996. - № 6. - С. 49-55.

45. Кудинов В.В., Пекшев П.Ю. и др. Нанесение покрытий плазмой. - М.: Наука, 1990.-408 с.

46. Хасуй А., Моригаки О. Наплавка и напыление. - М.: Машиностроение, 1985. - 239 с.

47. Рыкалин H.H., Углов A.A., Кокора А.Н. Лазерная обработка материалов. - М.: Машиностроение, 1975. - С. 210-246.

48. Коновалов Е.Г., Чемисов Б.П., Шулев Г.С. "Машиностроитель", 1975. -№2.-С. 28-31.

49. Поляков В.Н., Вергун И.М. Упрочнение деталей ферромагнитным порошком / Машиностроитель, 1974. - № 1. - С. 24-28.

50. Акулович Л.М., Рощеня М.А., Сенюта Т.Б. Технология автомобилестроения, 1975. - № 2. - С. 19-21.

51.Каунов A.M., Букин В.М. Нанесение покрытий взрывным способом. Порошковая металлургия, 1984. - № 1. - С. 44-46.

52. Коновалов Е.Г., Шулев Г.С., Чемисов Б.П. Устройство для нанесения ферромагнитных покрытий. A.c. № 349769. - Бюл. изобр., 1972. - № 26.

53. Уланов И.М., Фалеев В.А. Устройство для электроэрозионного нанесения покрытий ферромагнитными порошками. Патент РФ 1352769 от 08.09.93 г.

54. Фалеев В.А. Способ упрочнения импульсными электрическими разрядами. Патент РФ 1732561 от 20.11.93 г.

55. Электрический разряд в жидкости и его применение. Отв. ред. Г.А. Гу-лый. - Киев: Наукова думка, 1977. - С. 81-86.

56. Фалеев В.А., Исаков В.П., Великая Г.В. Визуализация частиц порошка в канале разряда рентгеновским теневым способом и обработка изображения на ЭВМ методом частотной фильтрации. Генераторы низкотемпературной плазмы / Тез. докл. XI Всесоюз. конф. 20-23 июня 1989 г., т. 2. - Новосибирск. - С. 196-197.

57. Holm R. Electrical Contacts. Berlin - Heidelberg. - New-York, 1967. - 477 p.

58. Greenwood J.A. Constriction resistance and the real area of contact. // British Journal of Appl. Physics, 1966. - V. 17. - P. 1621-1631.

59. Yip F.G., Vcnart J. Surface topgraphy effects in the estimation of thermal and electrical contact resistance. // Proc. Inst. Mech. Eng. 1968. - V. 182. -P. 81-93.

60. Кинчиц В.В., Мешков В.В., Мышкин Н.К. Триботехника электрических контактов. - Минск, 1986. - С. 47-57.

61. Найак П.Р. Применение модели случайного поля для исследования шероховатых поверхностей / Проблемы трения и смазки. - М.: Мир, 1971. -Т. 93, № 3. - С. 85-95.

62. Семенюк Н.Ф., Сиренко Г.А. Описание топографии анизотронных шероховатых поверхностей трения с помощью модели случайного поля / Трение и износ, 1980. - Т. 1, № 6. - С. 1010-1020.

63. Бондалетов В.Н. ЖТФ, 1967. - Т. 37. Вып. 2. - С. 280-287.

64. Лысов Н.Е. Сваривание замкнутых одноточечных и плоских контактов // Изв. ВУЗов, Электротехника, 1964. - № 4. - С. 27-30.

65. Потокин B.C., Раховский В.И. // Электричество, 1969. - № 1. - С. 8-11.

66. Анынаков A.C., Назарук В.И., Фалеев В.А. Поведение контактного сопротивления перед зажиганием дуги в сильноточных неподвижных и скользких контактах. Материалы конф."Физика и техника плазмы", т.1. Беларусь, Минск, ИФ АНБ, 1994. - С. 131-133.

67. Гринвуд Д. // Труды Амер. общества инж.-мех. Теоретические основы инженерных расчетов, 1967. - № 3. - С. 277-290.

68. Войтенко А.Е., Жеребненко В.И., Захаренко И.Д., Исаков В.П., Фалеев В.А. Размыкание электрического тока взрывом / Физика горения и взрыва, 1974.-№ 1.

69. Фалеев В.А., Федорченко А.И. Исследование процесса зажигания дуги в замкнутом сильноточном контакте // ЖТФ, 1993. - Т. 63, вып. 2. -С. 190-199.

70. Фалеев В.А. Экспериментальные исследования процесса взаимодействия частиц порошка с каналом импульсного разряда при магнитоэлектрическом способе нанесения покрытий. Генераторы низкотемпературной плазмы / Тез. докл. XI Всесоюз. конф., ч. II. - Новосибирск: ИТ СО АН СССР, 1989. - С. 336-337.

71. Сакулевич Ф.Ю., Акулович Л.М., Хлопяник Е.А. Оптимизация технологических параметров процессов магнитоэлектрического упрочнения деталей машин // Изв. АН БССР. Сер. физ.-тех. наук, 1977. - № 2. -С. 132-135.

72. Акулович Л.М., Сакулевич Ф.Ю., Хлопяник Е.А. Влияние технологических параметров магнитоэлектрического упрочнения на формирование упрочненного слоя // Изв. АН БССР. Сер. физ.-тех. наук, 1978. - № 2. -С. 131-133.

73. Бодяко М.Н., Акулович Л.М., Сенють Т.Б., Сакулевич Ф.Ю. Качество поверхностного слоя деталей после магнитоэлектрического упрочнения // Изв. АН БССР, 1978. - № 1. - С. 129-131.

74. Ящерицын П.И., Чемисов Б.П., Абрамов В.И. Бункерное дозирующее устройство // Изв. АН БССР. Сер. физ.-тех. наук, 1979. - № 4. - С. 122-124.

75. Ящерицын П.И., Чемисов Б.П., Абрамов В.И. Упрочнение деталей электрическими разрядами в магнитном поле. - ВИНИТИ, per. № 11279 Деп.

76. Акулович Л.М., Рощеня М.Н., Сакулевич Ф.Ю. Определение геометрических параметров полюсных наконечников в устройствах для магнитоэлектрического упрочнения. - ВИНИТИ, per. № 1576-75.

77. Ящерицын П.И., Чемисов Б.П., Абрамов В.И. Определение оптимальной схемы полярности процесса упрочнения деталей электрическими разрядами в магнитном поле // Изв. АН БССР, 1978. - № 4. - С. 74-76.

78. Лухвич A.A., Савицкий A.A. О взаимосвязи между однородностью поля в зазоре и состоянием намагниченности наконечников электромагнита // Изв. АН БССР, 1979.-№ 4.-С. 91-94.

79. Ярошевич В.К., Верещагин В.А., Белоцерковский М.А. Исследование влияния электродинамических сил на процесс нанесения покрытий из металлических порошков//Изв. АН БССР, 1979. -№3. - С. 81-84.

80. Гончаров A.A., Неделько В.Е., Федько Ю.П., Амлинский Р.Н. Контроль скорости детонации при работе автоматической детонационной установки / Порошковая металлургия, 1983. - № 1. - С. 95-98.

81. Марченко С.А. Влияние температуры отпуска на структуру и микротвердость покрытий / Сборник научных трудов БПИ, Минск, 1973. -Вып. 25.-С. 152-159.

82. Кораблева И.Р. Теоретические и экспериментальные проблемы взаимодействия частиц с поверхностью / Сборник научных трудов Ин-та сверхтвердых материалов АН УССР. - Киев, 1988. - С. 52-57.

83. Исаков В.П., Пак Н.И., Фалеев В.А. Применение плазменных процессов и порошковых покрытий в промышленности // Тез. докл., ч. 2. -Свердловск, 1988. - С. 89-90.

84. Арзамасов Б.Н., Сидорин И.И., Косолапов Г.Ф. и др. Материаловедение. Учебник для ВТУЗов. - Из-во "Машиностроение", 1986. - 92 с.

85. Тушинский Л.И., Плохов A.B. Исследование износостойкого покрытия, нанесенного магнитоэлектрическим методом (научный отчет). НЭТИ. -Новосибирск, 1981. - С. 16-20.

86. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Справочник. - М.: Металлургия, 1981. - 424 с.

87. Лозовский В.Г., Лукарчев Ю.М. Исследование долговечности и повышение износостойкости дисковых рабочих органов лущильников (научный отчет). ЦНИС ВИСХОМа - г. Кинель, 1983. - 16 с.

88. Ставицкий Б.И., Конушин C.B. К вопросу об оптимальной форме холостых импульсов напряжения при электроискровой обработке в воде. -

ЭОМ, 1979. -№3. - С. 5-8.

89. Жуков М.Ф., Коротеев A.C., Урюков Б.А. Прикладная динамика термической плазмы. - Новосибирск: Наука, 1975. - 296 с.

90. Самсонов Г.В., Верхотуров А.Д. Влияние межэлектродной среды на эрозию материала анода при электроискровом легировании. - ЭОМ,

1971.-№1.-С. 33-35.

91. Шигарев A.C. Электроразрядпая обработка конструкционных сталей. -Металловедение и термическая обработка металлов, 1972. - С. 30-34.

92. Верхотуров А.Д., Подчерняева H.A., Куринная Т.В. Закономерности формирования покрытий в процессе электроискрового легирования стали тугоплавкими карбидами. - ФиХОМ, 1984. - № 1. - С. 99-104.

93. Рыжов Э.В. Технологические методы повшения износостойкости. -Трение и износ, 1980. - Т 1, № 1. - С. 137-149.

94. Марченко Е.А. О природе разрушения поверхности металлов при трении. - М.: Наука, 1979. - 118 с.

95. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию / Трение и износ, 1982. - № 1. - С. 76-82.

96. Швецова Е.М., Крагельский И.В. Классификация видов разрушения поверхностей машин в условиях сухого и граничного трения // В кн.: Трение и износ в машинах, вып. 8. - М.: АН СССР, 1953. - С. 16-38.

97. Таблицы физических величин / Справочник под ред. И.К. Кикоина. -

М.: Атомиздат, 1976. - 54 с.

98. Кривицкий Е.В. Об определении параметров энергоузла при подводном искровом разряде / Электронная обработка материалов, 1976. -

№ 1. - С. 35-38.

99. Кривицкий Е.В., Шамко В.В., Апостоли В.Л. Оценка энергетических параметров канала подводного искрового разряда. Электронная обработка материалов, 1971. - № 5. - С. 48-50.

100. Кучинский Г.С., Морозов Е.А. Исследование физических явлений в воде в предразрядных электрических полях // Письма в журн. техн. физики, 1982.-8, вып. 24.-С. 1528-1531.

101. Мадатов Н.М. Подводная сварка и резка металлов. - Л.: Судостроение, 1967.- 164 с.

102. Наугольных К.А., Рой H.A. Электрические разряды в воде. - М.: Наука, 1971.- 155 с.

103. Алхимов А.П., Воробьев В.В., Климкин В.Ф. О развитии электрического разряда в воде. Докл. АН СССР, 1970. - 194, № 5. - С. 1052-1054.

104. Остроумов Г.А. Взаимодействие электрических и гидродинамических полей. - М.: Наука, 1979. - 320 с.