Повышение качества специальных изделий путем оптимизации характеристик их поверхностного слоя тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.14, кандидат наук Леонов, Димилян Божидаров

• Леонов, Димилян Божидаров
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Леонов, Димилян Божидаров

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Анализ состояния проблемы

1.1 Влияние шероховатости поверхностей на их функциональные свойства

1.1.1 Время перемещения поршня во втулке пневматического механизма

1.1.2 Усилие распрессовки прессовых соединений

1.1.3 Коррозионная стойкость изделий

1.1.4 Адгезия лакокрасочных покрытий

1.1.5 Непараметрический метод оценки и контроля шероховатости поверхности

1.2 Остаточные напряжения в поверхностном слое деталей

ГЛАВА 2 Элементы теории и экспериментальные исследования влияния шероховатости поверхностей деталей на их функциональные свойства

2.1 Методика определения наилучшей из возможных в данных производственных условиях микрогеометрии, для конкретного функционального свойства поверхности деталей

2.2 Математическое моделирование процесса функционирования пневматической

пары поршень-втулка

2.2.1 Методика определения оптимальной микрогеометрии поверхности, обеспечивающей требуемое значение времени перемещения поршня во втулке пневматического механизма

2.3 Исследование влияния шероховатости поверхности на усилие распрессовки

прессовых соединений

2.3.1 Методика определения оптимальной микрогеометрии поверхности, обеспечивающей наибольшее усилие распрессовки соединений, получаемых

поперечной запрессовкой

ГЛАВА 3 Влияние шероховатости поверхности металлов и сплавов на коррозионную стойкость и адгезию лакокрасочных покрытий

3.1 Влияние шероховатости поверхности детали из сплава Д16Т на коррозионную стойкость и адгезию лакокрасочных покрытий

3.1.1 Исследование коррозионной стойкости корпусов из алюминиевого сплава Д16Т

3.1.2 Исследование адгезии лакокрасочных покрытий и поверхности корпусов из алюминиевого сплава Д16Т

3.2 Влияние шероховатости поверхности детали из материала Сталь 40 на коррозионную стойкость и адгезию лакокрасочных покрытий

3.2.1 Исследование коррозионной стойкости корпусов из материала Сталь 40

3.2.2 Исследование адгезии лакокрасочных покрытий и поверхности корпусов из

материала Сталь 40

ГЛАВА 4 Исследование напряженного состояния в поверхностном слое деталей из сплава АМ5

4.1 Возникновение остаточных напряжений в деталях из алюминиевого сплава АМг5 при ротационной вытяжке

4.2 Методика по установлению приемлемой величины остаточных напряжений в исследуемых деталях, путем применения метода неразрушающего контроля

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

119

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение качества специальных изделий путем оптимизации характеристик их поверхностного слоя»

Введение

Понятие качества продукции имеет комплексный характер [1]. Под качеством продукции понимается совокупность свойств, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенным потребностям в соответствии с ее

назначением. »

В работе исследованы вопросы качества поверхности на конкретном производстве - комбинат «Вазовские машиностроительные заводы» АО г. Сопот, республика Болгария («ВМЗ» АО). Организация этого производства ориентирована на массовое производство широкого спектра изделий из алюминиевых деформируемых сплавов и углеродистых сталей. Для их комплектации используются детали, разнообразные по форме, размерам и видам материалов. Производимые продукты должны безотказно и надежно функционировать в различных условиях. Поэтому ко всем деталям и узлам предъявляются жесткие требования по качеству.

Свойства конструкционных материалов играют огромную роль. Их исходное состояние должны гарантировать поставщики этих материалов. Однако, не умаляя роли конструкционных материалов, основные характеристики качества изделий формируются в процессе их изготовления. Именно в процессе изготовления обеспечиваются требования по геометрической точности, качеству поверхности и поверхностного слоя материала изделий, обоснованные при проектировании.

Очевидно, что повышение геометрической точности изделий повышает их качество, но одновременно повышается и себестоимость их изготовления, поэтому возможности влияния геометрической точности на качество изделий ограничены объективными факторами. Кроме того, при изготовлении изделий из металлов и сплавов, во многих случаях имеют место механические и(или) термические воздействия, приводящие к пластической деформации кристаллических решеток материала изделия, что приводит к возникновению (или изменению) механических напряжений в деформируемом слое материала изделия.

Из многочисленных факторов, влияющих на качество изготавливаемых изделий, наименее изученными остаются шероховатость функциональных поверхностей деталей и возникающие остаточные напряжения в поверхностных слоях материала изделий. Если слабая изученность влияния шероховатости объясняется чрезвычайно малой информативностью стандартизированных критериев оценки и контроля, то проблемы с оценкой влияния остаточных напряжений в материалах изделий объясняется практическим отсутствием надежных и дешевых средств их определения.

В таких условиях важной задачей для производства является оптимизация характеристик поверхностного слоя деталей, как основное средство повышения качества выпускаемой продукции. В работе обосновывается целесообразность повышения качества изделий за счет оптимизации микрогеометрии поверхностей и механических напряжений в поверхностных слоях материала.

Учитывая специфику выпускаемой продукции на «ВМЗ» АО, к ее свойствам предъявляют специальные требования. Ввиду особой значимости работы ряда механизмов в изделиях, рассматривается влияние шероховатости сопрягаемых поверхностей на время перемещения узлов в пневматическом механизме поршень-втулка.

Изделия предприятия также должны отвечать требованиям по хранению и эксплуатации в разных климатических условиях. В связи с этим, поверхности деталей необходимо изолировать от воздействия агрессивных сред. Одним из наиболее распространенных и доступных способов антикоррозионной защиты являются лакокрасочные покрытия. Качество нанесения лакокрасочных покрытий на поверхности металлов зависит от различных факторов, но основополагающим свойством лакокрасочных пленок, которое существенно влияет на показатели практически всех других свойств и определяет пригодность использования определенной краски для конкретной поверхности, является адгезия. Исходя из этого, одной из важных задач в отношении отдельных видов материалов для стандартных производственных условий является исследование влияния шероховатости поверхности на адгезию покрытия, с определением

микрогеометрии, обеспечивающей требуемые функциональные свойства покрытия без необходимости формирования гальванического слоя до нанесения краски.

В части обеспечения лучшей антикоррозионной защиты для этих деталей необходимо подобрать такую шероховатость поверхности, которая обладала бы большей коррозионной стойкостью еще до момента нанесения лакокрасочного покрытия.

Учитывая специфику изделий нашего предприятия, в работе также рассматривается влияние шероховатости сопрягаемых поверхностей на усилие распрессовки прессовых соединений.

Установлена технологическая управляемость механическими напряжениями в материале изготавливаемых изделий, т.е. величины и характер распределения этих напряжений по глубине материала зависят от видов и режимов технологических воздействий. В связи с этим, важнейшее значение приобретает приемлемый в метрологическом и экономическом отношениях неразрушающий метод измерения и(или) контроля этих напряжений. На кафедре технологии приборостроения НИУ ИТМО разработан и изготовлен измерительный комплекс СИТОН, позволяющий измерять механические напряжения в любых токопроводящих материалах, что дает возможность проектировать технологический процесс изготовления деталей, который позволит получить механические напряжения в деталях приемлемой величины.

С помощью этого комплекса проводится исследование остаточных напряжений, возникающих в материалах деталей, получаемых ротационной вытяжкой.

Цель диссертационной работы.

Исследование процесса и разработка технологических методов и средств оптимизации шероховатости функциональных поверхностей и остаточных напряжений в деталях для улучшения эксплуатационных характеристик изделий комбината «ВМЗ» АО.

Разработка информационно-логической модели базы данных по

установлению оптимальной микрогеометрии поверхности и допустимой величины остаточных напряжений в исследуемых деталях для конкретных функциональных свойств изделий. Задачи работы:

1. Экспериментальные исследования влияния шероховатости поверхности на следующие функциональные свойства:

- время перемещения поршня во втулке пневматического механизма;

- усилие распрессовки прессового соединения между валом и втулкой;

- коррозионную стойкость поверхностей стального и алюминиевого корпусов и адгезию их поверхностей и лакокрасочного покрытия.

2. Исследование влияния технологических режимов обработки материалов на напряжения в этих материалах при ротационной вытяжке алюминиевых корпусов.

Научная новизна.

Разработан комплекс научно обоснованных методик оценки качества поверхности деталей, основанных на применении непараметрических критериев оценки шероховатости поверхности и резистивного электроконтактного метода определения остаточных напряжений.

Выявлены технологические зависимости, позволяющие оптимизировать ряд функциональных свойств деталей и сборочных единиц, включая время перемещения поршня во втулке пневматического механизма, усилие распрессовки, коррозионную стойкость, адгезию и прочность корпуса. Практическая ценность работы.

На базе созданных методик и выявленных технологических зависимостей проведены процессы оптимизации характеристик поверхностного слоя деталей и разработаны структурные схемы технологического проектирования, которые позволили повысить качество данной продукции, увеличить производительность и уменьшить расходы в условиях серийного производства этих деталей, включая:

- обеспечение комплектации пар поршень-втулка;

- обеспечение большего усилия распрессовки прессовых соединений;

- отсутствие необходимости нанесения гальванического покрытия перед процессом нанесения краски на детали из материалов Д16Т и Сталь 40;

- повышение качества изготовления конических деталей из материала АМг5 посредством ротационной вытяжки.

Результаты диссертации внедрены и используются в деятельности комбината

«Вазовские машиностроительные заводы» АО - Болгария.

Методы исследования:

В работе использовались теоретические и экспериментальные исследования.

Основу теоретических исследований составляют методы математического

анализа и теоретических основ технологии приборо- и машиностроения.

Экспериментальные исследования построены на базе применения теории

планирования экспериментов.

Положения выносимые на защиту.

- комплекс технологических методов и средств исследования влияния шероховатости поверхностей деталей на их функциональные свойства, включая время перемещения поршня во втулке пневматического механизма, усилие распрессовки прессовых соединений, коррозионную стойкость этих поверхностей и адгезию лакокрасочного покрытия с использованием непараметрических критериев оценки и контроля шероховатости;

- методики исследования комплексного влияния шероховатости поверхности детали на две и более эксплуатационные характеристики (коррозионную стойкость и адгезию лакокрасочного покрытия) с использованием непараметрических критериев оценки и контроля шероховатости;

- средства математического обеспечения процесса формообразования тонкостенных конических деталей посредством ротационной вытяжки, определяющие взаимосвязь технологических режимов обработки заготовок с уровнем остаточных напряжений в поверхностном слое образцов;

- методика исследования, анализа и оценки остаточных напряжений в поверхностном слое деталей при их изготовлении ротационной вытяжкой с использованием резистивного электроконтактного метода неразрушающего контроля;

- результаты проведенных исследований по оптимизации характеристик поверхностного слоя деталей (шероховатости и остаточных напряжений).

Достоверность результатов проведенных исследований. Достоверность научных результатов, полученных в работе, подтверждается корректным использованием основных положений системного анализа, теории технологии приборостроения и математической статистики. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на различных межвузовских и международных конференциях, имеются публикации материалов в виде научных статей и тезисов докладов. Личный вклад автора.

Все результаты, представленные в диссертации, получены лично автором, либо по его инициативе и при его непосредственном участии. Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на расширенном заседании кафедры «Управление ресурсами и технологиями» национального университета г. В. Тырново, Болгария (2013 г.); на Первом и Втором Всероссийских конгрессах молодых ученых (Санкт - Петербург, 2012 -2013 гг.); на Intrenacia simpozio «Apliko de Esperanto en la profesia agado» AEPA (Karlovo, Bulgaria 2011 г.); на Научной конференции «Юбилейна научна конференция по повод 10 години от създаването на НВУ» (Велико Тырново, Болгария 2012 г.); на Научных сессиях НВУ «Васил Левски» (Шумен, 2012 -2013 гг.); на Международной научно- технической конференции «Techtes» (Veliko Tarnovo, Bulgaria 2013); на Третьей национальной конференции с международным участием «Металознание, хидро- и аеродинамика, национална сигурност» (София

- Болгарская Академия Наук, 2013 г.); на Одиннадцатой сессии Международной

научной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов» (Санкт - Петербург, 2013 г.).

Публикации.

Основное содержание диссертационного исследования изложено в 14 печатных работах в виде научных статей и тезисов докладов, среди них 4 работы в журналах из перечня ВАК.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 78 наименований и приложений. Основной текст работы изложен на 118 страницах, и включает в себя 44 рисунков и 38 таблиц.

Содержание диссертации изложено в следующих работах: В публикациях из перечня ВАК:

1. Иванов, А.Ю. Технологические методы обеспечения качества изделия / А.Ю. Иванов, Д.Б. Леонов // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. -2011.-Выпуск 5(75).-С. 111-113.

2. Иванов, А.Ю. Влияние шероховатости поверхности на усилие распрессовки прессовых соединений / А.Ю. Иванов, Д.Б. Леонов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2013. - Выпуск 3(85).-С. 147-151.

3. Иванов, А.Ю. Оценка влияния шероховатости поверхности на коррозионную стойкость изделий машиностроения / А.Ю. Иванов, Д.Б. Леонов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2013. - Выпуск 6(86). - С. 144-147.

4. Леонов, Д.Б. Исследование напряженного состояния деталей из алюминиево-магниевых и алюминиевых деформируемых сплавов при ротационной вытяжке / Д.Б. Леонов, С.Д. Васильков, А.Ю. Иванов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2014. - Выпуск 3(91). - С. 112-116.

В рецензируемых научных изданиях:

5. Ivanov, A.Y. Methodology for optimization, evaluation and control of products surface roughness / A.Y. Ivanov, D.B. Leonov // Journal of the Technical

University - Sofia, Plovdiv branch, Bulgaria «Fundamental Sciences and Applications». - 2012. - Volume 17. - P. 19-23.

6. Ivanov, A.Y. Analysis of the methods for control and measurement of residual stress / A.Y. Ivanov, D.B. Leonov // Journal of the Technical University - Sofia, Plovdiv branch, Bulgaria «Fundamental Sciences and Applications». - 2012. -Volume 17.-P. 13-19.

7. Leonov, D.B. Non parametrical approach for optimisation of the roughness of the products' surfaces in the mechanical engineering / D.B. Leonov, A.Y. Ivanov // Machines, Technologies, Materials. - 2013. - Issue 7. - P. 32-35.

8. Леонов, Д.Б. Методика за оптимизиране влиянието на грапавостта на повърхнините върху функционалните свойства на детайлите в машиностроенето / Д.Б. Леонов, А.Ю. Иванов, И.Л. Лилов // Сборник доклади от Трета национална конференция «Металознание, хидро- и аеродинамика, национална сигурностл2013» - БАН. - 2013. - С. 15-18.

9. Леонов, Д.Б. Оптимизация шероховатости функциональных поверхностей в механизмах типа поршень - втулка / Д.Б. Леонов, А.Ю. Иванов // Сборник трудов одиннадцатой сессии международной научной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин механизмов». - 2013. - С. 440—444.

В прочих публикациях:

Ю.Леонов, Д.Б. Исследование влияния шероховатости поверхности на адгезию в условиях производства «ВМЗ» АО, г. Сопот Болгария / Д.Б. Леонов // Сборник докладов IX Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых, V сессия научной школы «Проблемы механики и точности в приборостроении». - Выпуск 1. - СПб: НИУ ИТМО. - 2012. - С. 82-85.

11 .Леонов, Д.Б. Контрол на остатъчните напрежения при спининговане на детайли от алуминиеви сплави / Д.Б. Леонов, А.Ю. Иванов // Сборник научни трудове от «Юбилейна научна конференция по повод 10 години от създаването на НВУ». - Том 7. - В. Търново. - 2012. - С. 120-126.

12.Леонов Д.Б. Оценка на влиянието на грапавостта на повърхнините върху корозионната устойчивост на металите и сплавите / Д.Б. Леонов, А.Ю. Иванов // Сборник научни трудове от «Юбилейна научна конференция по повод 10 години от създаването на ИВУ». - Том 7. - В. Търново. - 2012. - С. 114-120.

1 З.Леонов, Д.Б. Технологични методи за управление грапавостта на повърхнините на изделията / Д.Б. Леонов // Сборник научни трудове от научна сесия 2012 към НВУ-Васил Левски. - Част 1. - Шумен. - 2012. — С. 77-81.

14.Leonov, D.B. La korozio de la metaloj kaj rimedoj por pritakso de la korozia stabileco de la metaloj / D.B. Leonov // Intrenacia simpozio «Apliko de Esperanto en la profesia agado» AEPA. - Prelegaro Parto 2. - Karlovo. - 2012. -P. 67-71.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 78 наименований и приложений. Основной текст работы изложен на 118 страницах, и включает в себя 44 рисунков и 38 таблиц.

Глава 1 Анализ состояния проблемы

1.1 Влияние шероховатости поверхностей на их функциональные свойства

В настоящее время [2] установлено, что шероховатость поверхности оказывает влияние на около 20 различных эксплуатационных свойств деталей (трение и износ, магнитные свойства, герметичность соединений и т.д.). Данное положение обуславливает целесообразность оптимизации микрогеометрии поверхностей деталей для этих конкретных функциональных свойств. Но такую задачу невозможно решить без полного и точного описания оптимальной микрогеометрии на этапе ее нормирования.

Среди ученых, занимавшихся проблемами исследования влияния микрогеометрии поверхностей на эксплуатационные свойства деталей, следует отметить труды И.В. Крагельского, Н.Б. Демкина, Ю.Г. Шнейдера, П.Р. Наяка (Р.Я. №уак), Я.А. Рудзита, К.Н. Войнова, В.М. Мусалимова, В.А. Валетова и др.

Большинство мировых стандартов на микрогеометрию поверхности деталей построены на использовании для ее оценки и контроля профилей поверхностей, т.е. сечений поверхности плоскостью. Для этих целей наиболее широкое применение нашли приборы так называемого ощупывающего типа, оснащенные, в основном, индукционными датчиками. Многочисленные разновидности этих приборов отличаются друг от друга габаритами, количеством вычисляемых параметров и т.п., но все они работают по принципу ощупывания неровностей контролируемой поверхности алмазной иглой индукционного датчика. Полученный таким образом профиль обрабатывается по соответствующей программе, в результате чего определяют значения различных параметров профиля и некоторые результаты его статистической обработки в графическом изображении. Обработка этого профиля с целью выявления степени влияния шероховатости поверхности на то или иное функциональное свойство может проводиться различными способами.

Российские и зарубежные исследования микрогеометрии поверхностей направлены на решение проблем с помощью параметрического описания

профиля. Большая часть российских исследований [3 - 9] базируется на предложениях использовать так называемых комплексных критериев, обеспечивающих корреляцию с конкретными функциональными свойствами поверхностей. А исследования зарубежных ученых [10, 11] в основном направлены на разработку математических моделей для точного описания профилей поверхностей, из которых следует, что для этого необходимо использовать большое количество различных параметров.

Как было уже сказано, шероховатость влияет на два десятка функциональных свойств поверхности. Остановимся чуть более подробно только на тех свойствах поверхности, которые будут исследованы в данной работе и укажем на связанные с ними проблемы при производстве изделий на комбинате «ВМЗ» АО.

1.1.1 Время перемещения поршня во втулке пневматического механизма

На производстве широко применяются механизмы типа поршень-втулка, к которым предъявляются жесткие требования ко времени перемещения поршня относительно втулки. Время перемещения строго регламентировано и должно находиться в определенных пределах. Чтобы обеспечить данное требование проводится селективная сборка пар втулка - поршень. Селективная сборка реализуется не только предварительной сортировкой на группы по их размерам, но и непосредственным подбором пар. Вариантов комплектации , существует множество, а также не исключается вероятность некомплектации. Все это затрудняет процесс серийного производства механизмов данного типа. Учитывая это, на производстве была поставлена задача проанализировать причины, которые препятствуют комплектации пар втулка - поршень при выполнении сортировки и предложить решение.

В данной работе (во второй главе) впервые будет проанализировано влияние шероховатости поверхности на время перемещения поршня относительно втулки при работе пневматического механизма типа поршень-втулка.

1.1.2 Усилие распрессовки прессовых соединений

Как было уже ранее отмечено, в сферу деятельности комбината «ВМЗ» АО входит и производство нестандартного оборудования. В состав такого оборудования часто входят разные прессовые сборки, с помощью которых осуществляется передача определенных осевых нагрузок и(или) крутящих моментов. Во время работы оборудования эти соединения подвергаются циклическим вибрациям, что уменьшает их долговечность и безопасность во время эксплуатации. Данное обстоятельство обуславливает необходимость повышения надежности таких соединений.

Учитывая, что качество неподвижных соединений в значительной мере определяется микрорельефом поверхностей, по которым производится сопряжение, были предложены различные способы решения этой задачи.

В работах [12, 13] была выявлена взаимосвязь между прочностью прессовых соединений и геометрическими параметрами их шероховатости - радиусом закругления вершин неровностей г, коэффициентом заполнения профиля кзап, числом выступов на единицу поверхности N и т.д. Исследование профессора Шнейдера Ю.Г. [12] показало, что „создание регулярного микрорельефа на сопрягаемых поверхностях соединяемых деталей существенно повышает прочность неподвижных соединений, что объясняется тем, что наибольшей прочностью при прочих равных условиях обладают соединения с одинаковой высотой и формой неровностей и с одинаковым (или кратным) их шагом".

В работах [14 - 20] предлагается повышение качества неподвижных соединений проводить путем нанесения на контактирующие поверхности регулярного микрорельефа или частично-регулярного микрорельефа с последующим дорнованием соединения. Для регуляризации микрорельефа охватывающей поверхности применялось накатывание (пластическое деформирование) роликами с деформирующими элементами конусной или пирамидальной формы. При этом, шероховатость поверхности характеризовалась параметрами частично-регулярного микрорельефа: в - углом направления неровностей, Ьу - осевым шагом, кх - круговым шагом неровностей, И — глубиной

неровностей, Бф - фактической площадью поверхности, которые определяют необходимые значения показателей прочности соединения.

1.1.3 Коррозионная стойкость изделий

Одним из важнейших эксплуатационных свойств деталей машин является коррозионная стойкость, под которой понимают способность поверхностных слоев сопротивляться разрушающему воздействию внешней среды [21 - 25]. Повышение коррозионной стойкости материалов, используемых на производстве «ВМЗ» АО обусловлено продолжительностью процессов изготовления деталей из-за возможности возникновения больших промежутков времени между этапами механической обработки и нанесением лакокрасочного покрытия. В эти моменты поверхность деталей незащищена от неблагоприятного воздействия окружающей среды, что может привести к появлению коррозии.

Имеющиеся работы [21, 22, 23] не дают исчерпывающих данных о степени влияния параметров состояния поверхностного слоя деталей на их коррозионную стойкость в атмосферной среде. Корродирование металлов в значительной мере определяется их удельной активностью, которая является свойством физико-химического состояния поверхностного слоя и окружающей среды.

В работе [24] доказано, что „коррозионная стойкость деталей машин в основном определяется физико-химическим состоянием их поверхностного слоя (степенью наклепа) и в меньшей степени зависит от геометрических параметров шероховатости поверхности {Яа, Яд, Ктах, Бт,

В работе [12] также говорится об „отрицательном влиянии наклепа на коррозионную стойкость, но предлагается повысить ее с помощью регуляризации микрорельефа поверхности. Было доказано, что два конкурирующих фактора воздействуют на сопротивление коррозии поверхностей, обработанных давлением. С одной стороны, происходит сглаживание неровностей исходной поверхности и образование микрорельефа с впадинами, радиус которых значительно больше чем у обработанных любым способом резания, что определяет меньшую концентрацию в них продуктов, вызывающих коррозию. В

результате коррозионная стойкость повышается. С другой стороны, неоднородный характер пластической деформации приводит к возникновению разности потенциалов между неодинаково деформированными кристаллами, т.е. к образованию множества гальванических пар, являющихся причиной коррозии, и коррозионная стойкость снижается". При экспериментальных исследованиях влияния характеристик качества поверхности деталей на их коррозионную стойкость, шероховатость представлялась как набор различных параметров: радиусов заострения вершин г и впадин г неровностей, коэффициентов заполнения профиля кзап и т. д.

Отсюда следует необходимость проведения экспериментально-исследовательских работ по уточнению корреляционной зависимости между шероховатостью поверхности и ее коррозионной стойкостью.

1.1.4 Адгезия лакокрасочных покрытий

Необходимость оптимизации шероховатости поверхности по отношению к адгезии лакокрасочных покрытий в данной работе обусловлена, в основном, двумя факторами. Первый фактор заключается в том, что адгезия является основополагающим свойством лакокрасочных пленок, которое определяет защитные свойства поверхности. С другой стороны, оптимизация шероховатости поверхности позволит увеличить коэффициент запаса адгезии от негативного влияния нарушенных условий проведения лакокрасочных работ.

Остановимся на теории самого процесса адгезии. Различают несколько механизмов возникновения адгезии [26]:

- молекулярный, согласно которому адгезия возникает под действием межмолекулярных ван-дер-ваальсовых сил и водородных связей;

- электрический, который связывает адгезию с возникновением двойного электрического слоя на границе раздела между адгезивом и субстратом;

- диффузионный, предусматривающий взаимное проникновение молекул и атомов в поверхностные слои взаимодействующих фаз;

- механическая адгезия, определяемая затеканием жидкого адгезива в поры и трещины поверхности твердого тела, который затем затвердевает, обеспечивая механическое сцепление.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Леонов, Димилян Божидаров, 2014 год

Литература

1. БДС EN ISO 9001:2008.

2. Мусалимов, В.M. Динамика фрикционного взаимодействия: Монография в 2-х частях / В.М. Мусалимов, В.А. Валетов. - СПб: Издательство ПИМаш (JIM3-ВТУЗ). - 2006. - С. 99-115.

3. Демкин, Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей / Н.Б. Демкин. - М.: Наука. - 1970. - 227 с.

4. Демкин, Н.Б. Метрологические и технологические исследования качество поверхности / Н.Б. Демкин, И.В. Крагельский, Я.А. Рудзит. - Рига: Издательство Зинатие. - 1976.-160 с.

5. Крагельский, И.В. Методика определения средних значений радиусов закругления вершин неровностей профиля шероховатости / И.В. Крагельский, Я.А. Рудзит. - Приборостроение. -1968. - № 3. - С. 15-24.

6. Рудзит, Я.А. Расчет средних значений главных радиусов кривизны вершин микронеровностей / Я.А. Рудзит. - Приборостроение. - 1968. - Выпуск 3. - С. 3-14.

7. Демкин, Н.Б.,. Качество поверхности деталей машин / Н.Б. Демкин, Э.В. Рыжов. - М.: Машиностроение. - 1981. - 244 с.

8. Рудзит, Я.А. Микрогеометрия и контактное взаимодействие поверхностей / Я.А. Рудзит. - Рига. - 1975. - 123 с.

9. Витенберг, Ю.Р. Шероховатость поверхности и методы ее оценки / Ю.Р. Витенберг. - Д.: Судостроение. - 1974. - 106 с.

10. Nayak, P.R. Random process model of rough surfaces / P.R. Nayak. - G. Lubr. Tech., Trans. ASME. - 1971. - P. 398-407.

11 .Whitehouse, D.J. The Properties of Random Surfaces of Signifficance in Their Contact / D.J. Whitehouse, J.F. Archard. - Proc. Roy. Soc. Ser. A. - vol. 316. - N 1524. - 1970.-P. 97-121.

12. Шнейдер, Ю.Г. Эксплуатационные свойства деталей машин с регулярным микрорельефом / Ю.Г. Шнейдер. - JL: Машиностроение. - 1982. - 248 с.

13. Шнейдер, Ю.Г. Прочность неподвижных соединений с регулярным микрорельефом / Ю.Г. Шнейдер, В.А. Забродин // Вестник машиностроения. -1976.-№6.-С. 42-44.

14. Буканова, И.С. Технологическое обеспечение повышенной несущей способности неподвижных соединений типа «корпус - втулка» / И.С. Буканова, Е.Ю. Татаркин, И.И. Ятло // Пользуновский вестник. - 2009. - №1-2. - С. 183-187.

15. Буканова, И.С. О прочности прессового соединения втулка-корпус / И.С. БУканова, В.М. Роговой // Материалы конференция студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава, посвященная 60-летию Алтайского ГТУ им. И.И.Ползунова. 4.11. Инженерно-физический Факультет. - Барнаул: изд-во АлтГТУ. - 2002. - С. 37.

16. Чистосердов, И. С. Повышение качества прессового соединения / И.С. Чистосердов, Ю.В. Андреев // Вестник машиностроения. - 1987. - №4. - С. 28-29.

17. Киричек, H.A. Способ получения неподвижного соединения / H.A. Киричек // Машиностроитель. - 1991. - №10. - С. 10.

18. Горохов, В.А. Двухуровневая регуляризация микрогеометрических характеристик технических поверхностей и её обеспечение / В.А. Горохов // Вестник машиностроения. - 1994. - №5. - С. 29-32.

19. Воячек, И.И. Интеграционное проектирование неподвижных соединений: Монография / И.И. Воячек. - Пенза: изд-во Пенз. гос. ун-та. - 2006. - 208 с.

20. Григорьева, O.A. Технологическое обеспечение прочности профильных неподвижных соединений упругопластическим деформированием элементов соединения: автореферат диссертации / O.A. Григорьева. - Омск. - 2004. - 20 с.

21. Фенталл, М.Р. Досижения науки о коррозии и защиты от нее / М.Р. Фенталл, Р.В. Стэйн. - Пер. с англ. - М. - 1980. - 256 с.

22. Рыжов, Э.В. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин / Э.В. Рыжов, А.Г. Суслов, B.JI. Федоров. - М.: Машиностроение. - 1979. -176 с.

23. Суслов, А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин / А.Г. Суслов. - М.: Машиностроение. - 2000. - 320 с.

24. Суслов, А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей машин / А.Г. Суслов. М.: Машиностроение. - 1987. -208 с.

25. Рыбальченко, B.C. Основы общей химии / B.C. Рыбальченко. - Учебное пособие для студентов нехимических специальностей высших учебных заведений. - М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. -2011.-118 с.

26. Зимон, А.Д. Адгезия пленок и покрытий / А.Д. Зимон. - М.: Химия. -1977. -351 с.

27. Bowden, F.P. Ploughing and Adhesion of Sliding Metals / F.P. Bowden. - J. Appl. Phys.- 1993. - vol. 14.-P. 1279-1281.

28. Валетов, B.A. Оптимизация микрогеометрии деталей в приборостроении / В.А. Валетов. - ЛИТМО. - 1990. - 100 с.

29. Валетов, В.А. Методика исследования характеристик поверхностного слоя деталей приборов / В.А. Валетов, С.Д. Васильков, А.Н. Сисюков // Учебное пособие. - Санкт- Петербург. - 2010. -88 с.

30. Валетов, В.А. Возможные критерии оценки шероховатости обработанных поверхностей / В.А. Валетов. - Труды ЛКИ. - 1976. - Выпуск 108. - С. 135-140.

31. Валетов, В.А. Основы технологии приборостроения / В.А. Валетов, В.А. Мурашко // Учебное пособие. - СПб: СПбГУ ИТМО. - 2006. - 180 с.

32. Валетов, В.А. Эффективность использования международных стандартов при контроле микрогеометрии функциональных поверхностей деталей машин / В.А. Валетов, Д.В. Васильков, Д.Ю. Печенюк // Межвузовский сборник "Машиностроение и автоматизация производства". - Выпуск 11. - СПб. - 1998. -С. 84-88.

33. Валетов, В.А. Проблемы комплексной оценки и контроля характеристик поверхностного слоя деталей машин и приборов / В.А. Валетов, С.Ю. Иванов // Фундаментальные и прикладные проблемы теории точности процессов , машин, приборов и систем. - СПб. - 2002. - С. 164-167.

34. Валетов, В.А. Использование новых критериев для оценки микрогеометрии поверхностей деталей машин / В.А. Валетов // Технологическое управление

качеством обработки и эксплуатационными свойствами машин. - Киев: Институт сверхтвердых материалов АН УССР. - 1980. - С. 23-25.

35. Валетов, В.А., Иванов А.Ю. Непараметрический подход к оценке качества изделий / В.А. Валетов, А.Ю. Иванов // Металлообработка. - Изд-во Политехника. -№6.-2010.-С. 55-59.

36. Иванов, А.Ю. Технологические методы обеспечения качества изделия / А.Ю. Иванов, Д.Б. Леонов // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. - 2011. -Выпуск 5(75).-С. 111-113.

37. Ivanov, A.Y. Methodology for optimization, evaluation and control of products surface roughness / A.Y. Ivanov, D.B. Leonov // Journal of the Technical University -Sofía, Plovdiv branch, Bulgaria «Fundamental Sciences and Applications». - 2012. -Volume 17.-P. 19-23.

38. Юльметова, O.C. Создание базы данных непараметрических критериев оценки микрогеометрии функциональных поверхностей / О.С. Юльметова, А..Н. Сисюков, P.P. Юльметова // Известия вузов «Приборостроение». - 2010. - Т.53. -№8.-С. 15-19.

39. Андреев, Ю.С. Определение оптимальной микрогеометрии пар трения-скольжения на стадии приработки / Ю.С. Андреев, В.А. Валетов //Десятая сессия международной научной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов». - СПб.: ИПМАШ РАН. - 2011. -С. 160-167.

40. Маталин, A.A. Шероховатость поверхности деталей в приборостроении / A.A. Маталин. - М.: Машгиз. - 1949. - 191 с.

41. Васильков, С. Д. Применение неразрушающего резистивного электроконтактного метода контроля напряженного состояния металлов и сплавов после различных технологических воздействий / С.Д. Васильков // Техника и технологии трибологических исследований. Тезисы докладов II международного семинара. - Иваново: Иван. гос. ун-т. - 2009. - С. 45.

42. Каневский, И.Н. Неразрушающие методы контроля / И.Н. Каневский // учеб. Пособие. - Владивосток. - 2007. - 243 с.

43. Трофимов, B.B. Метод рентгеновской тензометрии в диагностике металлических изделий/ В.В. Трофимов, И. Краус // Материалы Международной научно-практической конференции - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та. - 2011. - С. 278-283.

44. Мрочек, Ж.А. Остаточные напряжения / Ж.А. Мрочек, С.С. Макаревич и др. -Мн.: УП „Технокрит". - 2003. - 352 с.

45. Ivanov, A.Y. Analysis of the methods for control and measurement of residual stress / A.Y. Ivanov, D.B. Leonov // Journal of the Technical University - Sofía, Plovdiv branch, Bulgaria «Fundamental Sciences and Applications». - 2012. - Volume 17. -P. 13-19.

46. Леонов, Д.Б. Технологични методи за управление грапавостта на повърхнините на изделията / Д.Б. Леонов // Сборник научни трудове от научна сесия 2012 към НВУ-Васил Левски. - Част 1. - Шумен. - 2012. - С. 77-81.

47. Леонов, Д.Б. Оптимизация шероховатости функциональных поверхностей в механизмах типа поршень - втулка / Д.Б. Леонов, А.Ю. Иванов // Сборник трудов одиннадцатой сессии международной научной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин механизмов». — 2013. — С. 440-444.

48. Базаров, И.П. Термодинамика / И.П. Базаров. - М.: Высшая школа. - 1991. -376 с.

49. Брадистилов, Г.А. Висша математика / Г.А. Брадистилов. - Част III-Математически анализ. - София: Техника. - 1961. - 422 с.

50. Ефимова, М.Р. Общая теории статистики / М.Р. Ефимова, Е.В. Петрова, В.Н. Румянцева. - М.: ИНФРА-М. - 1997. - 318 с.

51. Гусев, Н.Ю. Статистика: Основы методологии / Н.Ю. Гусев // Учебное пособие. - М.: Издательство АСВ. - 1998. - 245 с.

52. Hommel-Etamic Т8000 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http:// www.metrologi.ru/production/mughness/contoiir/tech.ipg/item/1700-hommel-etamic-18000 (01.02.2014)

53. Валетов, В.А. Программа автоматизированного контроля микрогеометрии поверхностей с помощью непараметрических критериев / В.А. Валетов, Е.А. Филимонова// Металлообработка. - Санкт- Петербург: Политехника. - 2011. -№ 5.

- Техническая подготовка производства. - С. 45-48.

54. Юльметова, О.С. Использование теории планирования эксперимента при оптимизации шероховатости функциональных поверхностей / О.С. Юльметова,

B.А. Валетов, А.Г. Щербак // Изв. вузов. Приборостроение. - 2013. - Т.56. - № 1. -

C. 73 - 78

55. РДМУ 109-77. Методика выбора и оптимизации контролируемых параметров технологических процессов. - Введ. 1978-01-07. -М.: Изд-во стандартов. -1978. -48 с.

56. Сборник лабораторных работ по курсу „Технология радиоэлектронных средств" /Сост. H.A. Козырева - Уляновск: УлГТУ. - 2002. - 68 с.

57. Анухин, В.И. Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на чертежах / В.И. Анухин // Учебное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб: Изд-во СПбГТУ. -2001.-219 с.

58. ГОСТ 25347-82. Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки. Введ. 1983-01-07. -М.: Изд-во стандартов. - 1983. - 56 с.

59. Морозов, И.М. Основы технологии сборки в машиностроении / И.М. Морозов, В.Ю. Шамин // Учебное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - Челябинск: ЮУрГУ.

- 2006. - 72 с.

60. Леонов, Д.Б. Методика за оптимизиране влиянието на грапавостта на повърхнините върху функционалните свойства на детайлите в машиностроенето / Д.Б. Леонов, А.Ю. Иванов, И.Л. Лилов // Сборник доклади от Трета национална конференция «Металознание, хидро- и аеродинамика, национална сигурност 2013» - БАН. - 2013. - С. 15-18.

61. Иванов, А.Ю. Влияние шероховатости поверхности на усилие распрессовки прессовых соединений / А.Ю. Иванов, Д.Б. Леонов // Научно-технический вестник

информационных технологий, механики и оптики. - 2013. - Выпуск 3(85). - С. 147-151.

62. Иванов, А.Ю. Оценка влияния шероховатости поверхности на коррозионную стойкость изделий машиностроения / А.Ю. Иванов, Д.Б. Леонов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2013. -Выпуск 6(86). - С. 144-147.

63. ГОСТ 9.021-74. Единая система защиты от коррозии и старения. Алюминий и сплавы алюминиевые. Методы ускоренных испытаний на межкристаллитную коррозию. - Введ. 1975-01-01. - М.: Изд-во стандартов. - 1978. - 6 с.

64. ГОСТ 1778-70. Металлографические методы определения неметаллических включений. - Введ. 1972-01-01. - М.: Изд-во стандартов. - 1972. - 32 с.

65. Леонов, Д.Б. Исследование влияния шероховатости поверхности на адгезию в условиях производства «ВМЗ» АО, г. Сопот Болгария / Д.Б. Леонов // Сборник докладов IX Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых, V сессия научной школы «Проблемы механики и точности в приборостроении». -Выпуск 1. - СПб: НИУ ИТМО. - 2012. - С. 82-85.

66. ГОСТ 15140-78. Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии. -Введ. 1979-01-01. -М.: - Изд-во стандартов. - 1979. - 10 с.

67. Леонов Д.Б. Оценка на влиянието на грапавостта на повърхнините върху корозионната устойчивост на металите и сплавите / Д.Б. Леонов, А.Ю. Иванов // Сборник научни трудове от «Юбилейна научна конференция по повод 10 години от създаването на НВУ». - Том 7. - В. Търново. - 2012. - С. 114-120.

68. Leonov, D.B. La korozio de la metaloj kaj rimedoj por pritakso de la korozia stabileco de la metaloj / D.B. Leonov // Intrenacia simpozio «Apliko de Esperanto en la profesia agado» AEPA. - Prelegaro Parto 2. - Karlovo. - 2012. - P. 67-71.

69. ГОСТ 9.908-85. Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости. - Введ. 1987-01-01. - М.: Изд-во стандартов. - 1987. - 17 с.

70. Leonov, D.B. Non parametrical approach for optimisation of the roughness of the products' surfaces in the mechanical engineering / D.B. Leonov, A.Y. Ivanov // Machines, Technologies, Materials. - 2013. - Issue 7. - P. 32-35.

71. Яковлев, C.B. Изменение механических свойств горячекатаных труб из стали при ротационной вытяжке / C.B. Яковлев, С.П. Яковлев // Известия Тульского Государственного Университета. - Изд-во ТулГУ. - 2010. - С. 3-11.

72. Гредитор, М.А. Давильные работы и ротационное выдавливание / М.А. Гредитор. - М.: Машиностроение. - 1971. - 239 с.

73. Дудка, Д.В. Влияние технологических параметров на образование наплыва при ротационной вытяжке осесимметричных деталей / Д.В. Дудка, В.И. Трегубов // Известия Тульского Государственного Университета. - Изд-во ТулГУ. - 2011. -С. 3-13.

74. Добровольский, В.И. Анализ распределения деформаций при ротационной вытяжке / В.И. Добровольский, А.Д. Куликов, И.А. Бурлаков // Научн. Труды МАТИ.-2010.-Выпуск 17(89).-С. 167-171.

75. ГОСТ 21631-76. Листы из алюминия и алюминиевых сплавов. - Введ. 1977-0107. - М.: Изд-во стандартов. - 1976. - 28 с.

76. Леонов, Д.Б. Контрол на остатьчните напрежения при спининговане на детайли от алуминиеви сплави / Д.Б. Леонов, А.Ю. Иванов // Сборник научни трудове от «Юбилейна научна конференция по повод 10 години от създаването на ИВУ». - Том 7. - В. Търново. - 2012. - С. 120-126.

77. Леонов, Д.Б. Исследование напряженного состояния деталей из алюминиево-магниевых и алюминиевых деформируемых сплавов при ротационной вытяжке / Д.Б. Леонов, С.Д. Васильков, А.Ю. Иванов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2014. - Выпуск 3(91). - С. 112-116.

78. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. - Введ. 1986-0101. - М.: Изд-во стандартов. - 1984. - 24 с.