Исследование процессов и разработка технологии формирования многофункциональных покрытий методом микродугового оксидирования на титановых сплавах в приборостроении тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.14, кандидат технических наук Жуков, Сергей Владимирович

• Жуков, Сергей Владимирович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Жуков, Сергей Владимирович

Введение.

Глава 1. Анализ состояния вопроса и постановка задач исследования.

1.1. Сравнительный анализ способов получения оксидных слоев и покрытий для повышения эксплуатационных характеристик деталей из титановых сплавов в приборостроении.

1.1.1. Защитные покрытия и способы их получения.

1.1.2. Сравнительный анализ методов анодирования и микродугового оксидирования.

1.2. Формирование покрытий методом мнкродугового оксидирования.

1.2.1. Основные теоретические представления о процессе микродугового оксидирования.

1.2.2. Технологическое оборудование микродугового оксидирования.

1.2.3. Технологические параметры микродугового оксидирования.

1.3. Апализ типовых деталей приборов и повышение их эксплуатационных характеристик методом микродугового оксидирования.

1.4. Цель и постановка задач исследований.

Глава 2. Исследование влияния технологических параметров процесса анодно-катодного МДО на характеристики оксидных слоев, полученных па титановых сплавах ВТ1-0 и ВТЗ-1, применяемых в приборостроении.

2.1. Оценка результатов предварительных исследований. Определение граничных и оптимальных значений технологических параметров процесса МДО. Методическое обеспечение и методы исследований.

2.2. Исследование зависимости кинетики роста толщины оксидных слоев на титановых сплавах от технологических параметров процесса МДО.

2.2.1. Исследование зависимости кинетики роста толщины оксидных слоев на сплавах ВТ1-0 и ВТЗот изменения состава электролита.

2.2.2. Исследование зависимости кинетики роста толщины оксидных слоев на сплавах ВТ 1-0 и ВТЗ-1 от изменения электрических технологических параметров процесса МДО.

2.2.3. Исследование зависимости кинетики роста толщины оксидных слоев на сплавах ВТ1-0 и ВТЗот изменения температуры электролита.

2.3. Исследование зависимости характеристик оксидных слоев от технологических параметров процесса МДО.

2.3.1. Исследование зависимости характеристик оксидных слоев от изменения состава электролита.

2.3.2. Исследование зависимости характеристик оксидных слоев от изменения электрических технологических параметров процесса МДО.

2.3.3. Исследование зависимости характеристик оксидных слоев от изменения температуры электролита. mv.!*,;.-: as .yt :.•:•! •:••■ , ,■ .л.'.г^:; .,', v: -„л.л. v:. 4«, y. -<-•. >■ v. •. ■• -л -л. ••-• •• • • ' v;. ; .', г i ■.•■■. i. i, ■ ■ '. • i.■ ,-■:.■.>.'.' ■>.!■■, tv ■ ■•< ■ ■ v- v/'': ••■■•; «.л- 1 - .м--'. ??,' '■'! ¿v ■ л; ./■ f ,>„,>,j, „■( ? ftf: » ^ y; r,. у

-42.4. Исследование кинетики формирования свойств оксидного слоя на титановом сплаве ВТЗ-1 при оптимальных технологических параметрах процесса МДО.

2.5. Механизм формирования оксидных слоев на титановых сплавах в анодно-катодном режиме микродугового оксидирования.

Глава 3. Разработка технологии получения многофункциональных оксидных покрытий на деталях из титановых сплавов методом анодно-катодного микродугового оксидирования в алюминатно-щелочном электролите.

3.1. Основные принципы разработки технологии получения многофункциональных МДО-покрытий с Vi учетом предъявляемых к ним требовании.

3.1.1. Основные требования при разработке технологического процесса МДО титановых сплавов.

3.1.2. Исходные данные при разработке технологического процесса МДО титановых сплавов.

3.1.3. Методика составления плана процесса МДО.

3.1.4. Методика разработки технологических операций МДО.

3.1.5. Основные требования при разработке технологической документации.

3.2. Содержание и основной состав технологических операций процесса анодно-катодного МДО в алюминатно-щелочном электролите.

3.2.1. Подготовительные технологические операции.

3.2.2. Основные технологические операции.

3.2.3. Дополнительные и контрольные технологические операции.

Глава 4. Разработка рекомендаций по использованию многофункциональных МДО-покрытий на титановых сплавах для защиты деталей и узлов приборов различного назначения. 128 4.1. Оптимизация технологических параметров и выбор технологических средств обеспечения процесса МДО для получения МДО-покрытий на деталях приборов с заданным комплексом свойств.

4.1.1. Особенности организации технологического процесса МДО.

4.1.2. Обеспечение точности геометрических характеристик деталей приборов при МДО-обработке.

4.1.3. Система мониторинга для оптимизации, прогнозирования и моделирования процесса МДО на титановых сплавах.

4.2. Технология получения МДО-покрытий на титановых сплавах для защиты типовых элементов деталей приборов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование процессов и разработка технологии формирования многофункциональных покрытий методом микродугового оксидирования на титановых сплавах в приборостроении»

Актуальность работы. Развитие базовых направлений науки, связанных с материаловедением и разработкой новых материалов существенно определяет темпы и перспективы развития авиационно-космического приборостроения и других наукоемких отраслей промышленности, где существует острая необходимость применения новых конструкционных материалов. Это вызвано, прежде всего, повышением требований к надежности прецизионных деталей в процессе эксплуатации, а также к комплексу точностных и эксплуатационных характеристик узлов и изделий в целом. При этом современная авиационно-космическая промышленность требует применения соответствующих технологий производства и обработки деталей, где, как и в смежных отраслях промышленности, за счет высокоточных технологий изготовления, обеспечиваются гарантированные тактико-технические характеристики и срок службы изделий. В этой связи, находят все более широкое применение легкие композиционные материалы и покрытия на основе сплавов алюминия, магния, титана и других металлов.

На уровне с производством сплавов алюминия и магния, металлургия титана находится на стадии интенсивного развития и предлагает широкий спектр сплавов, обладающих более высокими физико-химическими характеристиками, особенно при использования их в изделиях, подверженных воздействию резко-переменных сред и физических условий эксплуатации. Однако, наряду с тем, что технически чистый титан обладает исключительно высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах, а сплавы - высокой удельной прочностью и жаростойкостью по сравнению со многими легированными сталями в широком диапазоне температур (от -200 до 560 °С), у титана и его сплавов есть недостатки, препятствующие его применению. В частности, высокая химическая активность технически чистого титана и низкие антифрикционные свойства сплавов, а так же склонность к поглощению азота, водорода и углекислого газа, изменяют его физико-механические характеристики в процессе изменения условий эксплуатации.

Для решения этих проблем, многими исследователями ведется активная разработка новых технологий обработки поверхности титановых сплавов с целью получения защитных покрытий и модифицированных слоев, которые должны за счет новых (улучшенных) свойств, отличных от тех, которыми обладает материал-основа, длительное время надежно служить в условиях резких колебаний температуры, воздействия агрессивных сред, механического, эрозионного и коррозионного износа. В настоящий момент для нанесения покрытий и модификации поверхности титановых сплавов применяются газотермическое и вакуумное напыление, анодирование, термическое и химическое оксидирование, гальванотехнологии, ионная имплантация, микродуговое оксидирование.

Обработка поверхности деталей в приборостроении с целью придания ей требуемых эксплуатационных свойств, то есть формирование многофункциональных покрытий или защитных модифицированных слоев, которые могут наиболее эффективно за счет комплекса свойств материала основы и модифицированного слоя повышать ресурс деталей, надежность, ремонтопригодность и технологичность производства изделий, изготовленных из легких сплавов - это наиболее эффективный способ, когда свойства поверхности определяют уровень характеристик изделия в целом. Кроме того, технологии нанесения защитных покрытий или модифицирования поверхности представляются более привлекательными по сравнению со способами изменения объемных характеристик материалов и изделий с экономических позиций.

В настоящее время, как показал анализ научно-исследовательских работ в областях авиа-, ракето- и приборостроения, за счет расширения номенклатуры, в частности титановых сплавов, доля их применения составляет более 15%, а вследствие развития технологий производства композиционных материалов на их основе более 7%, что является результатом более чем трехкратного увеличения применения титановых сплавов в изделиях этих отраслей за последние двадцать лет. При этом согласно различным прогнозам, только за счет текущих темпов развития и разработки технологий обработки титановых сплавов и производства композитов на их основе доля использования сплавов титана через 5-7 лет достигнет 40%.

Выбор способа модификации поверхности для защиты ответственных деталей приборов, в процессе эксплуатации которых узлы, собранные из них, требуют обслуживания или высокой длительности безотказной работы - задача повышенной сложности, особенно, если данные покрытия и модифицированные слои должны обеспечивать технологичность при сборке-разборке узлов и отвечать современным требованиям при конструировании.

Сравнительный анализ различных методов получения защитных покрытий и микродугового оксидирования (МДО) показал, что его примене--ние — есть новый подход к решению этой задачи, который позволяет исключать из технологических процессов ряд сложных и экологически вредных операций, предшествующих нанесению покрытий, значительно повышать эксплуатационные параметры (коррозионную и износостойкость, тепло- и электроизоляционные свойства и др.) и заменять материалы деталей на более дешевые и легкие.

МДО - сложный физико-химический процесс модификации поверхности металлов в электролитной плазме, протекающий с участием микродуговых разрядов, характеристики которых во многом определяют свойства формируемых оксидных слоев (ОС) и зависят от возможностей технологических источников тока.

К настоящему моменту, доля изделий из сплавов титана проходящая обработку способами МДО и анодирования в опытном и мелкосерийном производстве, составляет не более 6 — 8 %, в то время как сплавы алюминия - до 70%. Как показал анализ современного уровня исследований в области МДО титановых сплавов, это связано с тем, что механизм и кинетика формирования ОС, а также влияние технологических параметров процесса (ТПП) микродугового оксидирования на физико-химические, физико-механические, электрофизические и эксплуатационные характеристики получаемых покрытий на основе ОС мало изучены. Не сформулированы основные принципы и директивы разработки технологических процессов МДО деталей приборов из титановых сплавов с учетом их конструкционных и технических параметров.

Это создает ряд проблем при разработке и применении многофункциональных МДО-покрытий на титановых сплавах в приборостроении.

В «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского в течение ряда лет проводятся широкие научно-исследовательские работы по изучению механизма метода МДО, его технологических возможностей, а также созданию и внедрению в промышленность технологического оборудования.

Однако, данные работы, в основном, связаны с модифтсацией поверхностных слоев таких вентильных материалов как алюминиевые и магниевые сплавы, а разработка технологических процессов формирования МДО-покрытий на титановых сплавах требует дополнительных экспериментально-теоретических исследований.

В этой связи, в диссертации для расширения возможностей применения титановых сплавов с МДО-покрытиями в приборостроении исследованы механизм формирования оксидного слоя (ОС) в зависимости от технологических параметров процесса (ТПП), физико-механические, электрофизические и эксплуатационные характеристики МДО-покрытий; разработана математическая модель управления и прогнозирования технологическим процессом МДО; предложен регламент и рекомендации по использованию многофункциональных МДО-покрытий на титановых сплавах для деталей оптических, авиационных и медицинских приборов, что обуславливает актуальность и перспективность работы для приборостроения и других отраслей промышленности.

Дсль работы. Разработка и исследование технологий для модификации поверхностных слоев титановых сплавов методом микродугового оксидирования с целью повышения эксплуатационных характеристик приборов.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить следующие задачи:

- изучить влияние 11111 микродугового оксидирования, а именно изменения общей плотности и соотношения катодного и анодного токов, состава и температуры алюминатно-щелочного электролита на характеристики получаемых на титановых сплавах ОС;

- исследовать кинетику формирования оксидного слоя на титановых сплавах при МДО;

- расширить представления о механизме формирования оксидного слоя на титановых сплавах в анодно-катодном режиме микродугового оксидирования;

- сформулировать основные принципы разработки технологии получения многофункциональных МДО-покрытий с учетом предъявляемых к ним требований;

- разработать технологические процессы формирования многофункциональных МДО-покрытий для защиты типовых деталей приборов с учетом реальных условий эксплуатации;

- разработать рекомендации по использованию многофункциональных МДО-покрытий для защиты деталей и узлов приборов различного назначения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые проведены исследования фазового состава, физико-механических, электрофизических и геометрических характеристик оксидных слоев, получаемых на титановых сплавах, и установлена взаимосвязь между ними, в частности выявлена корреляция фазового состава и микротвердости, сквозной пористости и электрической прочности.

- теоретически обоснованы и экспериментально установлены закономерности влияния технологических параметров процесса МДО на характеристики получаемых оксидных слоев на титановых сплавах. Впервые определено, что посредством изменения технологических параметров процесса микродугового оксидирования через влияние на основные физико-химические процессы МДО обеспечивается управление формированием широкого комплекса свойств оксидных слоев на титановых сплавах.

- развиты представления о механизме и кинетике формирования оксидных слоев с заданными характеристиками в их связи с технологическими параметрами процесса микродугового оксидирования. Впервые установлено, что в диапазоне исследуемых технологических параметров процесса МДО возможен дифференциальный подход к управлению свойствами многофункциональных МДО-покрьггий на базе оксидных слоев, получаемых на титановых сплавах.

Практическая ценность. Результаты данной работы позволили:

- разработать рекомендации по использованию многофункциональных МДО-покрытий на титановых сплавах для защиты деталей и узлов приборов различного назначения для работы в реальных условиях эксплуатации;

- решить проблему моделирования и прогнозирования комплекса свойств и эксплуатационных характеристик МДО-покрытий на деталях приборов с помощью разработанной программно-аппаратной системы мониторинга;

- разработать технологию получения многофункциональных покрытий на титановых сплавах методом микродугового оксидирования и способы ее оптимизации для различных условий эксплуатации.

Работа состоит из четырех глав.

Первая глава посвящена анализу состояния вопроса, определению цели и задач исследования. В главе рассмотрены различные способы и их эффективность для получения защитных модифицированных слоев, прежде всего оксидных, с целью повышения износо- и коррозионной стойкости, электроизоляционных свойств, теплостойкости изделий и др. Выполнен анализ научных работ по МДО титановых сплавов, в результате которого выявлены основные проблемы метода и недостаточно изученные области.

Во второй главе приведены результаты исследований влияния технологических параметров процесса (11111) анодно-катодного микродугового оксидирования на характеристики (толщина, абсолютный и относительный прирост исходных размеров изделий, микротвердость, сквозная пористость, прочность сцепления с материалом основы, удельное сопротивление, пробойное напряжение и электрическая прочность, структура и фазовый состав) оксидных слоев, полученных методом МДО на примере технически чистого титана марки ВТ1 -0 и сплава группы a+ß марки ВТЗ-1.

Исследованы зависимости кинетики формирования оксидных слоев на сплавах ВТ1-0 и ВТЗ-1 от ТИП МДО. Были выдвинуты предположения о причинах и дано объяснение существованию таких явлений в процессе МДО, как угасание микродуговых и появление дуговых разрядов, травление и эрозия покрытия, выявлены основные закономерности, связывающие состав и температуру электролита, суммарную плотность и соотношение катодного и анодного токов с кинетикой роста толщины ОС. Установлены оптимальные диапазоны Hill МДО с минимумом различий при обработке этих сплавов.

Исследованы зависимости характеристик оксидных слоев от 11JL11 МДО. Приведены результаты рентгенофазового анализа, измерения геометрических физико-механических, электрофизических характеристик ОС, полученных в алюминатно-щелочном электролите на титановых сплавах ВТ1-0 и ВТЗ-1. Установлены закономерности изменения свойств ОС от ТППМДО.

На основе результатов проведенных исследований предложен механизм (физическая модель) и разработана математическая модель формирования оксидных слоев на титановых сплавах в анодно-катодном режиме микродугового оксидирования, связывающая IIШ микродугового оксидирования, кинетику и физико-химические процессы, протекающие при МДО со свойствами получаемых ОС.

Третья глава посвящена разработке методики проектирования технологических процессов МДО и технологии формирования многофункциональных МДО-покрытий на типовых элементах деталей приборов с учетом соблюдения требований соответствия всех стадий разработки технологической документации ГОСТ 3.1102-81.

Предложены основные принципы разработки технологического процесса МДО, в соответствии с которыми сформулированы основные требования, исходные данные, методики составления общего плана процесса и разработки технологических операций для деталей из титановых сплавов, а также разработаны основные требования при разработке технологической документации на процесс МДО.

Разработаны требования к содержанию основных технологических операций процесса анодно-катодного МДО в алюминатно-щелочном электролите и к оборудованию участков приготовления электролитов, подготовки деталей к процессу, проведения процесса МДО и выпуска и контроля готовых деталей.

В четвертой главе представлены разработанные рекомендации по использованию многофункциональных МДО-покрытий на титановых сплавах для защиты деталей и узлов различного назначения в приборостроении. Приводятся рекомендации по оптимизации технологических параметров и выбору технологических средств обеспечения процесса МДО для получения МДО-покрытий на деталях с заданными свойствами, согласно которым определяются особенности организации технологического процесса МДО с учетом геометрических параметров деталей и их размещения в электролитной ванне, требуемой точности МДО-обработки с соблюдением необходимых технологических припусков. Показано, что моделирование и прогнозирование процесса МДО осуществляются посредством разработанной системы мониторинга для оптимизации ТПП микродугового оксидирования на деталях из титановых сплавов.

На примере сплава ВТЗ-1 представлены разработанные технология и рекомендации по нанесению многофункциональных МДО-покрытий на типовые элементы приборов из титановых сплавов: резьбовые элементы деталей, в процессе эксплуатации которых предусмотрены при плановом обслуживании сборочно-разборочные работы; элементы пар трения; панели корпусов приборов и другие поверхности деталей, подверженные тепловым, коррозионным и механическим нагрузкам.

В процессе исследований был использован современный математический аппарат в сочетании с вычислительной техникой.

Заключение диссертации по теме «Технология приборостроения», Жуков, Сергей Владимирович

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработан алгоритм проведения экспериментальных исследований, позволяющий установить механизм формирования оксидного слоя при МДО и определить оптимальные технологические параметры процесса для получения многофункциональных МДО-покрытий на титановых сплавах ВТ1-0 и ВТЗ-1 в приборостроении, а именно: продолжительность процесса х = 90 мин, концентрация компонентов электролита КОН = 2 кг/м3 и NaA102 = 14 кг/м3, температура электролита 17 °С, суммарная плотность тока j = 1200 А/м , соотношение катодного и анодного токов Ik/Ia = 0,78 - для сплава ВТ1-0; продолжительность процесса х = 150 мин, концентрация компонентов электролита КОН = 2 кг/м3 и NaAI02 = 20 кг/м3, температура электролита 23 °С, суммарная плотность тока j = 1400 А/м2, соотношение катодного и анодного токов Ik/Ia = 1 - для сплава ВТЗ-1.

2. Изучено влияние технологических параметров процесса микродугового оксидирования на характеристики получаемых оксидных слоев на титановых сплавах ВТ1-0 и ВТЗ-1. Выдвинуты предположения о физико-химических процессах и их роли в инициировании формующих разрядов в поровых каналах и изменении свойств оксидных слоев, заключающейся в решающем воздействии температуры в парогазовом промежутке и продолжительности воздействия формующих импульсов тока на систему металл - оксид - электролит.

3. Исследована кинетика формирования оксидных слоев и ее зависимость от технологических параметров процесса микродугового оксидирования, позволившая установить, что при их оптимальных значениях в процессе оксидирования формируются заданные характеристики оксидных слоев, что дает возможность, управляя лишь продолжительностью процесса, получать широкий спектр свойств МДО-покрытий, необходимых для конкретных условий эксплуатации деталей и

-у узлов приборов: микротвердость - от 800 до 1500 кг/мм , прочность сцепления оксидного слоя с основой - от 19 до 28 кг/мм , сквозная пористость - от 8 до 14 %, электрическая прочность - от 25 до 37 В/мкм, удельное сопротивление - от 1,4 до 2,4 МОм*м.

4. Расширены представления о механизме формирования оксидного слоя в атоминатно-щелочном электролите на титановых сплавах при анодно-катодном микродуговом оксидировании. Установлено, что формирование оксидного слоя, его структуры и фазового состава связаны с конкуренцией двух основных физико-химических процессов - гидротермолиза алюмината, входящего в состав электролита и полиморфных превращений в оксидном слое с участием А1203 и ТЮг. Предложена физическая модель формирования оксидного слоя в алюминатно-щелочном электролите на титановых сплавах при анодно-катодном микродуговом оксидировании.

5. Разработана математическая модель .формирования оксидного слоя в алюминатно-щелочном электролите на титановых сплавах при анодно-катодном микродуговом оксидировании, позволяющая рассчитывать конкретные характеристики оксидных слоев.

6. Разработаны основные принципы и директивы по разработке технологии получения многофункциональных МДО-покрытий с учетом предъявляемых к ним требований, на основе которых созданы методики проектирования технологических процессов МДО титановых сплавов на элементах деталей приборов.

7. Разработаны план технологического процесса, включающий полный состав технологических операций и требований к оборудованию МДО, а также директивный технологический регламент МДО для оптических резьбовых соединений, элементов пар трения, панелей корпусов и поверхностей деталей приборов, подверженных тепловым, коррозионным и механическим воздействиям.

8. Разработана программно-аппаратная система мониторинга и управления, позволяющая проводить контроль, оптимизацию, прогнозирование и моделирование технологических процессов МДО.

- 158

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Жуков, Сергей Владимирович, 2009 год

1. Бобров Г.В. Нанесение неорганических покрытий (теория, технология, оборудование). М.: Интермет Инжиниринг, 2004. 624 е.: ил.

2. Демиденко Л.М. Высокоогнеупорные композиционные покрытия. М.: Металлургия, 1979. 216 с.

3. Суминов И.В., Эпельфельд A.B., Людин В.Б., Крит Б.Л., Борисов А.М. Микродуговое оксидирование (теория, технология, оборудование). М.: ЭКОМЕТ, 2005. 368 с.

4. Хокинг М., Васантасри В., Сидки П. Металлические и керамические покрытия: Получение, свойства и применение: Пер. с англ., М.: Мир, 2000. 518 с.

5. Аппен A.A. Температуроустойчивые неорганические покрытия. Л.: Химия, 1976г. 296с.

6. Белов В.Т. Анодное окисление (анодирование) алюминия и его сплавов /В.Т. Белов, Я.И. Александров, A.C. Ишмуратова. М.: ЦНИИ «Электроника», 1988. 65с.

7. Юнг Л. Анодные оксидные пленки. Л.: Энергия, 1967. 232с.

8. Аверьянов Е.Е. Справочник по анодированию. М.: Машиностроение, 1988. 224с.

9. A.C. 926084 СССР (С 25 D 11/02; В 23 Р 1/18). Способ анодирования металлов и их сплавов / Марков Г.А., Шулепко Е.К., Жуков М.Ф. // Опубл. в БИ № 17. 1982.

10. Томашев Н.Д., Заливалов Ф.П., Тюкина М.М. Толстослойное анодирование алюминия и его сплавов. М.: Машиностроение, 1968. 220 с.

11. Голубец В.П., Прощик В.Г., Шуйко JI.B. Защитные свойства стали 40Х с покрытием из нитрида титана // Физико-химическая механика материалов. 1983. Т. 19. № 3. С. 105-106.

12. Валовская И.Л., Губарев Я.Ф. Исследование плазменных керамических и керметных покрытий для защиты нефтепромыслового оборудования // Труды Татарского научно-технического и проектного института нефтяной промышленности, Казань, 1982. № 2. С. 52-56.

13. Саакиян JI.C., Ефремов А.П., Ропяк Л.Я., Эпельфельд A.B. Применение поверхностного упрочнения алюминиевых сплавов и покрытий для повышения коррозионно-механической стойкости деталей нефтегазопромыслового оборудования. М.: ВНИИОЭНГ. 1986. 60 с.

14. Thirteen powerful ways to make surfaces work harder for you / UCAR Metal and Ceramic Coatings // Metal progress. 1983. V. 123. № 1. P. 56-57.

15. Коррозия: Справочник // Под ред. JI.JI. Шрайера М.: Металлургия, 1981.632 с.

16. Кудинов В.В., Бобров Г.В. Нанесение покрытий напылением. Теория, технология и оборудование. М.: Металлургия, 1992. 432 с.

17. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Учебное пособие для вузов. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Металлургия, 1981. 416с.

18. Митин И.В., Русаков B.C. Анализ и обработка экспериментальных данных: учебно-методическое пособие. М.: Физический факультет МГУ, 2002.-44 с.

19. Бабаджанов JI.C., Бабаджанова М.Л. Метрологическое обеспечение измерений толщины покрытий. Теория и практика. М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. 264 с.

20. Горелик С. С. , Расторгуев В.Н., Скаков Ю. А. Рентгенография и электроннооптический анализ. М.: Металлургия, 1970. 366 с.

21. Уманский Я. С. Рентгенография металлов и полупроводников. М.: Металлургия, 1969. 496 с.

22. Некрасов Б.В. Основы общей химии, Том 1. М.: ХИМИЯ, 1965. 519с.

23. Кнунянц И.Л. Химия. Большой энциклопедический словарь. 2-ое изд. М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. 792 с.

24. Гнеденков C.B., Синебрюхов С.Л. Строение и морфологические особенности слоев, сформированных на поверхности титана. // Коррозия: материалы, защита. 2004, № 2

25. Гнеденков С.В., Хрисанфова О.А., Синебрюхов C.JL, Пузь А.В., Гнеденков А.С. Композиционные защитные покрытия на поверхности никелида титана. //Коррозия: материалы, защита. 2007, № 2.

26. Гордиенко П.С., Гнеденков С.В. Микродуговое оксидирование титана и его сплавов. Владивосток: Дальнаука, 1997, 186 с.

27. Fritzsch C.R. Anodic growth mechanism of oxides with low ionic conductivity // Solid Commun. 1968. V. 6, № 6. P. 341-342.

28. Yamada M., Mita I. Formation of r|-aluminia by anodic oxidation of aluminium // Chem. Lett. 1982. № 5. P. 759-762.

29. Николаев A.B., Марков Г.А., Пещевицкий Б.Н. Новое явление в электролизе //Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук. 1977. Вып. 5. С. 32-33.

30. А.С. 926083 СССР (С 25 D 9/06). Способ электролитического нанесения силикатных покрытий / Марков Г.А., Гизатуллин Б.С., Рычажкова И.В. // Опубл. в БИ № 17.1982.

31. А.С. 926084 СССР (С 25 D 11/02; В 23 Р 1/18). Способ анодирования металлов и их сплавов / Марков Г.А., Шулепко Е.К., Жуков М.Ф. // Опубл. в БИ № 17. 1982.

32. Dittrich К.-Н., Krysmann W., Kurze P., Schneider H.G. Structure and properties of ANOF layers // Ciystal Res. & Technol. 1984. V. 19. № 1.- P. 93-99.

33. Юнг JI. Анодные оксидные пленки. JL: Энергия, 1967. 232 с.

34. Тареев Б.М., Лернер М.М. Оксидная изоляция. М.: Энергия. 1975.187 с.

35. Одынец Л.Л., Орлов В.М. Анодные оксидные пленки. Л.: Наука. 1990. 200 с.

36. Mc Neil W, Wick R. Effect of various polyvalent metal anion addition to an alkaline magnesium anodizing bath // J. Electrochem. Soc. 1957. V. 104. № 6. P. 356-359.

37. Mc Neil W. The preparation of cadmium niobaté by an anodic spark reaction//J. Electrochem. Soc. 1958. V. 105. № 9. P. 544-547.

38. Gruss L.L., Mc Neil W. Anodic Spark Reaction Products in Alumínate, Tungstate and Silicate Solutions // Electrochem. Technol. 1963. V. 1. № 9-10. P. 283-287.

39. Mc Neil W., Gruss L.L. Anodic film growth by anion deposition in alumínate, tungstate and phosphate solutions // J. Electrochem. Soc. 1963. V. 110. № 8. P. 853-855.

40. Mc Neil W., Gruss L.L., Husted D.G. The anodic synthesis of CdS films // J. Electrochem. Soc. 1965. V. 112. № 7. P. 713-715.

41. Patent 2,753,952 US. HAE process / Evangelides H.A. // 1955.

42. Patent 2,778,789 US. Cr-22 process / Mc Neil W. // 1957,

43. Баковец B.B., Поляков O.B., Долговесова И.П. Плазменно-электролитическая анодная обработка металлов. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1991. 168 с.

44. А.С. 526961 СССР (H0IG 9/24). Способ формовки анодов электрических конденсаторов / Марков Г.А., Маркова Г.В. // Опубл. в БИ № 32. 1976.

45. Марков Г.А., Терлеева О.П., Шулепко Е.К. Электрохимическое окисление алюминия при катодной поляризации // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук. 1983. № 7. Вып. 3. С. 31-34.

46. Малышев В.Н., Марков Г.А., Федоров В.А., Петросянц А.А., Терлеева О.П. Особенности строения и свойства покрытий, наносимых методом микродугового оксидирования // Химическое и нефтяное машиностроение. 1984. № 1. С. 26-27.

47. Марков Г.А., Белеванцев В.И., Слонова А.И., Терлеева О.П. Стадийность в анодно-катодных микроплазменных процессах // Электрохимия. 1989. Т. 25. Вып. 11. С. 1473-1479.

48. Миронова М.К. О формировании пленки при анодном микродуговом оксидировании // Защита металлов. 1990. Т. 26. № 2. С. 320323.

49. Жуков М.Ф., Дандарон Г.Н., Замбалаев Б.И., Федотов В.А. Исследование поверхностных разрядов в электролите // Изв. СО АН СССР.

50. Сер. техн. наук. 1984. № 4. Вып. 1. С. 100-104. „ V

51. Баковец В.В. Оксидные покрытия, полученные микродуговой обработкой титанового сплава в кислых электролитах // Изв. АН СССР. Неорг. Материалы. 1987. Т. 23. № 7. С. 1226-1228.

52. Электрохимические микроплазменные процессы в производстве защитных покрытий // Сб. ИНХ СО АН СССР. Изд. 2. Новосибирск. 1990. 32 с.

53. Марков Г.А., Татарчук В.В., Миронова М.К. Микродуговое оксидирование алюминия в концентрированной серной кислоте // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук. 1983. № 7. Вып. 3. С. 34-37.

54. Марков Г.А., Миронова М.К., Потапова О.Г., Татарчук В.В. Структура анодных пленок при микродуговом оксидировании алюминия // Изв. АН СССР. Неорг. Материалы. 1983. Т. 19. №7. С. 1110-1113.

55. Поляков О.В., Баковец В.В. Некоторые закономерности воздействия микроразрядов на электролит // Химия высоких энергий. 1983. Т. 17. №4. С. 291-295.

56. Пробой анодных оксидных пленок и их рост в режиме искрения / М.К.Миронова.- Новосибирск, 1988.- С. 46.- (Препринт/СО АН СССР, Ин-т неорганической химии; 88-9).

57. Черненко В.И., Снежко Л.А, Папанова И.И. Получение покрытий анодно-искровым электролизом. Л.: Химия, 1991. 128 с.

58. Снежко Л.А., Бескровный Ю.М., Невкрытый В.И., Черненко В.И. Импульсный режим для получения силикатных покрытий в искровом разряде // Защита металлов. 1980. Т. 16. № 3. С. 365-367.

59. Снежко Л.А. Получение анодных покрытий в условиях искрового разряда и механизм их образования. Автореф. . канд. хим. наук. Днепропетровск, 1982. 16 с.

60. Черненко В. И., Литовченко К.П., Папанова И.И. Прогрессивные импульсные и переменно-токовые режимы электролиза. Киев: Наукова думка, 1986. 176 с.

61. Снежко Л.А., Папанова И.И., Тихая Л.С., Черненко В.И. Рост оксида алюминия в растворах силиката натрия в области предпробойных напряжений // Защита металлов. 1990. Т. 26. № 6. С. 998-1002.

62. Снежко Л.А., Тихая Л.С., Удовенко Ю.З., Черненко В.И. Анодно-искровое осаждение силикатов на переменном токе // Защита металлов. 1991. Т. 27. № 3. С. 425-430.

63. Черненко В.И., Снежко Л.А., Чернова С.Е. Электролиты для формовки керамических покрытий на алюминии в режиме искрового разряда //Защитаметаллов. Т. 18. № 3. 1982. С.454-458.

64. Черненко В.И., Снежко Л.А., Бескровный Ю.М. Исследование процесса образования алюмосиликатных покрытий из водных электролитов вискровом разряде // Вопросы химии и химической технологии. 1981. Вып. 65. С. 28-30.

65. Черненко В.И., Снежко Л. А., Розенбойм Г.Б. Исследование коррозионной стойкости сплавов алюминия с силикатными покрытиями // Защита металлов. 1981. Т. 17. № 5. С. 618-620.

66. Снежко Л.А., Черненко В.И. Энергетические параметры процесса получения силикатных покрытий на алюминии в режиме искрового разряда // Электронная обработка материалов. 1983. №2(110). С. 25-28.

67. Снежко Л.А., Черненко В.И., Павлюс С.Г. Анодный процесс при формовке силикатных покрытий // Защита металлов. 1984. Т. 20. № 2. С. 292295 .

68. АС 827614 СССР. Электролит для анодирования вентильных металлов и их сплавов / Черненко В.И., Крапивный Н.Г., Снежко Л.А. // Опубл. в БИ № 17. 1981.

69. АС 937583 СССР. Способ электролитического нанесения покрытий на алюминий и его сплавы / Снежко Л.А., Черненко В.И. // Опубл. в БИ № 23. 1982.

70. A.C. 964026 СССР (С 25 D 9/06). Электролит для нанесения керамических покрытий на сплавы алюминия / Снежко Л.А., Черненко В.И. // Опубл. в БИ № 37. 1982.

71. Гордиенко П.С., Яровая Т.П. Определение параметров процесса микродугового оксидирования по вольт-амперным характеристикам // Электронная обработка материалов. 1990. № 6. С. 44-48.

72. Гордиенко П.С., Гнеденков C.B., Синебрюхов С.Л., Завидная А.Г. О механизме роста МДО покрытий на титане // Электронная обработка материалов. 1991. № 2. С. 42-46.

73. Гордиенко П.С., Скоробогатова Г.М., Хрисанфова O.A., Завидная А.Г., Кандинский М.П. Защита от биметаллической коррозии в паре сталь -титан микродуговым оксидированием // Защита металлов. 1992. Т. 28. № 1. С. 117-121.

74. Гордиенко П.С., Буланова С.Б., Хрисанфова O.A., Вострикова Н.Г. Исследование газопроницаемости титана ВТ 1-0 с МДО покрытиями // Электронная обработка материалов. 1991. № 3. С. 35-39.

75. Гордиенко П.С, Недозоров П.М., Завидная А.Г., Яровая Т.П. Элементный состав анодных пленок на сплаве НбЦУ, полученных при потенциалах искрения в водных электролитах // Электронная обработка материалов. 1991. № 1. С. 38-41.

76. Гордиенко П.С., Руднев B.C. О кинетике образования МДО покрытий на сплавах ашоминия // Защита металлов. 1990. Т. 6. № 3. С. 467470.

77. Гордиенко П.С., Недозоров П.М., Яровая Т.П. Температурная зависимость электросопротивления анодных оксидных пленок на сплаве ниобия НбЦУ // Электронная обработка материалов. 1990. № 3. С. 37-41.

78. Гордиенко П.С., Василевский В.А., Желунов В.А. Исследование внедрения фосфора в оксидные покрытия титана при электрохимическом оксидировании // Физика и химия обработки материалов. 1990. № 6. С. 110114.

79. Гордиенко П.С., Яровая Т.П., Хринсанфова O.A., Завидная А.Г., Кайдалова Т.А. Образование рутила и анатаза при микродуговом оксидировании титана в водных электролитах // Электронная обработка материалов. 1990. № 4. С. 19-22.

80. Жуков C.B., Эпельфельд A.B., Желтухин Р.В. Многофункциональные защитные МДО-покрытия. Тезисы докладов XXXI международной конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами. МГУ, М.: 2001. С. 107.

81. Жуков C.B., Кантаева O.A., Желтухин Р.В., Эпельфельд A.B., Бер Л.Б. Исследование физико-механических свойств, структуры и фазовогосостава покрытий, полученных методом микродугового оксидирования. Приборы. №4. 2008. С. 28-32.

82. Эпельфельд A.B. Технология микродугового оксидирования. Часть 2 // Научные труды МАТИ им. К.Э.Циолковского. Выпуск 4 (76). M.: «ЛАТМЭС», 2001. С. 185-192.

83. Людин В.Б., Эпельфельд A.B., Семенов C.B., Дунькин О.Н. Разработка методики определения сквозной пористости МДО-покрытия // Научные труды МАТИ им. К.Э.Циолковского. Выпуск 4 (76). М.: «ЛАТМЭС», 2001. С. 137-140.

84. Эпельфельд A.B., Гребенюк H.A., Дунькин О.Н., Семенов C.B. Оптический метод определения работоспособности электролитов // Научные труды МАТИ им. К.Э.Циолковского. Выпуск 4 (76). М.: «ЛАТМЭС», 2001. С. 442-447.

85. Эпельфельд A.B. Тепловые и диэлектрические свойства электроизоляционных МДО-покрытий // «Инженерный факультет -агропромышленному комплексу». Сборник научных трудов. М.: РГАЗУ, 2001. С. 191-192.

86. Саакиян Л.С., Ефремов А.П., Эпельфельд A.B. Развитие представлений Г.В. Акимова о поверхностной оксидной пленке и ее влиянии на коррозионно-механическое поведение алюминиевых сплавов // Защита металлов. 2002. Т. 38. №2. С. 186-191.

87. Суминов И.В., Эпельфельд A.B., Крит Б.Л., Борисов A.M., Дунькин О.Н. Модификация поверхностей авиационных изделий в плазме // Авиационная промышленность. 2002. № 2. С. 54-57.

88. Эпельфельд A.B. Технология и оборудование микродугового оксидирования // Квалификация и качество. 2002. № 4. С. 33-37.

89. Эпельфельд A.B. Микродуговое оксидирование поверхностная обработка в электролитной плазме // Материалы Всероссийской научн.-техн.конф. «Быстрозакаленные материалы и покрытия». М.: «МАТИ» РГТУ им. К.Э.Циолковского, 2002. С. 130-136.

90. Дунькин О.Н., Людин В.Б., Суминов И.В., Шичков Л.П., Эпельфельд A.B. Система цифрового управления и мониторинга установок плазменно-электролитической обработки // Приборы. 2003. № 4. С. 30-44.

91. Дунькин О.Н., Людин В.Б., Суминов И.В., Шичков Л.П., Эпельфельд A.B. Система цифрового управления и мониторинга установок плазменно-электролитической обработки (продолжение) // Приборы. 2003. № 5. С. 27-41.

92. Дунькин О.Н., Людин В.Б., Суминов И.В., Шичков Л.П., , Эпельфельд A.B. Система цифрового управления и мониторинга установокплазменно-электролитической обработки (окончание) // Приборы. 2003. № 6. С. 35-45.

93. Суминов И.В., Эпельфельд A.B., Людин В.Б., Гребенюк H.A. Оптический прибор для диагностики работоспособности электролитов для плазменно-электролитической обработки. Приборы. 2003. № 7. С. 42-46.

94. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. 592 с.

95. Варенова М.Г., Кузнецова Л.К., Малыгин Н.Д., Перевезенцев В.Н., Щербань М.Ю. Фазовые превращения в керамике, спекаемой под воздействием микроволнового излучения // Физика и химия обработки материалов. 1992. Т. 28. № 10. С. 131-135.

96. Химическая энциклопедия. Т. 1. М: Советская энциклопедия, 1988. 623 с.

97. Закгейм Л.Н. Электролитические конденсаторы. М.: Госэнергоиздат, 1963. 118 с.

98. Белов В.Т., Александров Я.И., Ишмуратова A.C., Лиакумович А.Г., Лузгова Н.Е., Фридман Б.С. Анодное окисление (анодирование) алюминия и его сплавов. М.: ЦНИИ «Электроника», 1988. 65 с.

99. Белов В.Т. О проблемах теории окисления алюминия // Защита металлов. 1992. Т. 28. № 4. С. 643-648.

100. Францевич И.Н., Пилянкевич А.Н., Лавренко В.А., Вольфсон А.И. Анодные оксидные покрытия на металлах и анодная защита. Киев: Наукова думка, 1985. 280 с.

101. Томашев Н.Д., Заливалов Ф.П. Некоторые закономерности толстослойного анодирования алюминия и его сплавов // В кн. «Анодная защита металлов». М.: Машиностроение, 1964. С. 183-185.

102. Томашев Н.Д., Заливалов Ф.П., Тюкина М.М. Толстослойное анодирование алюминия и его сплавов. М.: Машиностроение, 1968. 220 с.

103. Богоявленский А.Ф. О механизмах образования оксидной пленки на алюминии // В. кн. «Анодная защита металлов» М., 1964. С. 22-27.

104. Tajima S. Luminescense, Breakdown and Colouring of Anodie Oxide Films on Aluminium // Electrochemical Acta. 1977. Vol. 22. № 9. P. 995-1011.

105. ГОСТ 9.305-84. Анодирование алюминия и его сплавов.

106. Борисов A.M., Крит Б.Л., Людин В.Б., Радченко В.В., Суминов И.В., Эпельфельд А.В. Технология микродугового оксидирования. Часть 3.// Научные труды МАТИ. Выпуск 6 (78). -М.: ИЦ «МАТИ»-РГТУ им. К.Э.Циолковского, 2003.- С. 93-101.

107. Эпельфельд А.В. Применение технологии микродугового оксидирования для формирования защитных покрытий.// Технология машиностроения.- 2004.- № 4.- С. 39-44.

108. Рентгенографический анализ.

109. Рис. П1.1. Рентгеновский спектр поверхности оксидного слоя на сплаве ВТЗ-1, сформированного в алюминатно-щелочном электролите при оптимальных технологических параметрах процесса МДО, на автоматизированном дифрактометре ДРОН 4-07М.

110. Так же была проведена оценка суммарной погрешности метода, которая с учетом автоматического расчета программы «РШШ» составила не более 13%.

111. Методика определения сквозной пористости.

112. Подробное описание, используемой в настоящих экспериментальных исследованиях методики и оборудования, изложено в 3.

113. Методика измерения микротвердости.

114. Для объектива с фокусным расстоянием 6,3 и апертурой А=0,60: (! мкм. = с! [дел]/7,9.

115. Испытания проводили на микротвердомере ПМТ—ЗМ с объективом ЛОМО 92063 (Р=6,3) и окуляром ФОМ-2-16 Погрешность измерений, в соответствии с паспортными данными прибора, составляет 10 %.

116. Методика исследований прочности сцепления оксидного слоя сосновой.

117. Определение этой характеристики представляет огромный интерес для оценки качества получения оксидных слоев. Под прочностью сцепления понимают усилие, необходимое для отрыва оксидного слоя от основы.

118. При прочих равных условиях /(а) пропорциональна разности коэффициентов расширения оксидного слоя и основы.

119. Ввиду сложности определения истинной поверхности разрыва между оксидным слоем и основой практически было затруднено и определение прочности сцепления, отнесенной к единице поверхности раздела.

120. Однако, для оценки соответствия оксидного слоя минимальным требованиям было вполне достаточно, отнести усилие разрыва к проекции площади разрыва на плоскость, перпендикулярную действующей силе.

121. Для получения достаточно надежных результатов измерения необходимо было, чтобы разрушающее усилие было приложено строго нормально к плоскости разрыва.

122. Рис. П4.2, Схемы испытания прочности сцепления покрытия с основой: а, б — на сдвиг; в — на растяжение; 1,4 — захваты; 2 — покрытие; 3 — основа.

123. Методики определения удельного сопротивления, измерения пробойного напряжения и определения электрической прочностиоксидных слоев.

124. Для измерения удельного сопротивления оксидных слоев применялся универсальный автоматический Я-С-Ь измеритель Е 7-8. В измерительной цепи этого прибора используется переменный ток частотой 1000 Гц.

125. Прибор обеспечивает измерения следующих величин:

126. Положительной и отрицательной ёмкости с потерями по параллельной схеме замещения, выраженными в форме тангенса угла диэлектрических потерь или активной проводимости;

127. Положительной или отрицательной индуктивности с потерями по последовательной схеме замещения, выраженными в форме тангенса угла диэлектрических потерь или активного сопротивления;

128. Активного сопротивления с последовательной реактивной составляющей, выраженной в форме положительной или отрицательной индуктивности;

129. Активной проводимости с параллельной реактивной составляющей, выраженной в форме положительной или отрицательной ёмкости.

130. Удельное сопротивление рассчитывалось по формуле:

131. Методика определения свободного едкого калия и алюминия из однойаликвоты.

132. Электролиты оксидирования).1. Сущность метода.

133. Едкий калий определяют объемным методом. Метод основан на титровании свободного и связанного в виде алюмината едкого калия, соляной кислотой в присутствии фенолфталеина.

134. Метод определения алюминия основан на титровании едкого калия, количественно выделяющегося после отделения алюминия фторидом калияия в виде комплексного соединения криолита, соляной кислотой с индикатором фенолфталеином.2. Реактивы, растворы.

135. Кислота соляная, 0,1 н раствор.22. Калий фтористый, «чда».

136. Фенолфталеин, 0,1% спиртовой раствор.3. Ход анализа.31. 10 мл анализируемого электролита переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, доводят до метки дистиллированной водой и хорошо перемешивают.

137. Окрашенный раствор снова титруют 0,1 н раствором соляной кислоты до обесцвечивания индикатора.

138. Содержание алюминия в г/л вычисляют по формуле: А1 = V.*0,001*К*1000/ш, где:

139. Содержание свободного едкого калия в г/л рассчитывают по формуле:

140. КОН = У*0,004*К* 1000/ ш А* 1,48, где:

141. V количество 0,1 н соляной кислоты, затраченное на первое титрование, в мл;