Технология плазменного нанесения эрозионностойких термозащитных покрытий, обеспечивающих многоразовую эксплуатацию изделий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат наук Портных Александр Иванович

• Портных Александр Иванович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Портных Александр Иванович

Введение

Глава 1 Обзор исследований в области нанесения многослойных покрытий, включающих термостойкие гранулы и плавящуюся связку

1.1 Основные виды и назначение термозащитных эрозионностойких покрытий

1.2 Технологические показатели процесса нанесения защитных покрытий

1.3 Механизм формирования плазменной струи

1.4 Формирование качества поверхностного слоя и обеспечение эксплуатационных показателей плазменных покрытий

1.5 Особенности плазменного нанесения многокомпонентных покрытий повышенной толщины

1.6 Оборудование для нанесения термозащитных эрозионностойких покрытий с различными эксплуатационными характеристиками

1.7 Механическая чистовая обработка покрытий

Анализ информации по обзору, обоснование цели и задач

исследований

Глава 2 Методы и средства для решения поставленных задач

2.1 Научные гипотезы

2.2 Объекты исследования

2.3 Экспериментальное и исследовательское оборудование

2.4 Методики проведения испытаний

2.5 Последовательность проведения исследований для достижения

поставленной цели

Выводы по главе

Глава 3 Механизм формирования многослойных эрозионностойких термоустойчивых многокомпонентных покрытий

3.1 Изменение толщины слоев в многослойных покрытиях

3.2 Адгезионные показатели покрытий

3.3 Этапы выполнения технологических операций при нанесении многослойных покрытий

3.4 Принятые допущения при построении механизма нанесения покрытий

3.5 Механизм протекания материала подслоя через капиллярные

сечения

Выводы по главе

Глава 4 Технологическое обеспечение процесса нанесения качественных

покрытий

4.1 Отработка технологичности изделий под электрические методы обработки

4.2 Технология подготовки исходной поверхности под покрытие

4.3 Влияние технологических факторов на качество подготовки исходной поверхности

4.4 Расчет технологических режимов получения многослойных покрытий

4.5 Проектирование технологического процесса нанесения покрытий

4.6 Создание устройств для повышения качества плазменного покрытия

4.7 Эксплуатационные характеристики деталей с покрытием

4.8 Применение покрытий для перспективных двигателей многократного использования

4.9 Создание новых способов и устройств для нанесения

покрытий

Выводы по главе

Заключение

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технология плазменного нанесения эрозионностойких термозащитных покрытий, обеспечивающих многоразовую эксплуатацию изделий»

Введение

Актуальность темы. Долговечность теплонапряженных деталей зависит от работоспособности поверхностного слоя, который можно формировать путем нанесения покрытий, обладающих высокой адгезионной и эрозионной стойкостью при больших градиентах температур. В двигателях для авиакосмической техники температурные режимы работы покрытий постоянно изменяются в пе -риод запуска двигателей, что сдерживает рост температур, повышающих эксплуатационные характеристики изделий. В изделиях новых поколений применяют все более высокие температуры горячей зоны, а в космической технике с переходом на системы многоразового использования возникла проблема усиления защиты от разрушения горячей зоны двигателей от неоднократных тепловых ударов, эрозионного износа и разрушения покрытия. Для этого были созданы многослойные минерало-керамические покрытия, показавшие хорошие результаты по износостойкости и защите от внешних воздействий. Однако, попытки перенесения установившейся технологии на материалы деталей и условия эксплуатации тепловых машин при многократных тепловых ударах выявили значительные ограничения по их применению, к которым относятся нестабильность эксплуатационных показателей, в первую очередь, трещинообразование; эрозионный износ и слабая адгезия к материалам, применяемым для изготовления деталей проточного тракта двигателей, вызывающая перегрев конструкции; сколы и недопустимое прогорание стенок. Для применения в таких изделиях термопокрытий требуется создание новых способов, обоснованных режимов и технологических процессов, обеспечивающих получение деталей с требуемыми эксплуатационными характеристиками. Учитывая значимость исследований в области создания тепловых двигателей, где наша страна владеет приоритетом на мировом рынке промышленной продукции, тема выполняемой работы актуальна для многих отраслей машиностроения и соответствует задачам, решения которых требуют постановление Правительства РФ №2164-П «О проведении государственной программы «Мобильный комплекс» (раздел «Техническое перевооружение»), федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (раздел 1.2.1 «Про-

ведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Ракетостроение») и научное направление исследований федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Воронежский государственный технический университет» по плану ГБ НИР № 2010.15 «Наукоемкие технологии в машиностроении, авиастроении и ракетно-космической технике».

Цель работы. Разработка технологии и средств технологического обеспечения для формирования покрытий, обеспечивающих адгезионную стойкость и эрозионную износоустойчивость при эксплуатации в условиях многоцикловых термических ударов.

Задачи исследований:

1. Анализ воздействий тепловых нагрузок на термостойкость поверхностного слоя теплонапряженных деталей с покрытиями при многократных циклах воздействий.

2. Разработка путей повышения эрозионной стойкости и средств технологического оснащения для создания термозащитных покрытий с локальной обработкой переходных участков.

3. Исследование механизма и разработка способов изготовления термонапряженных деталей с требуемыми параметрами поверхностного слоя термозащитных покрытий.

4. Проектирование технологического процесса плазменного нанесения многослойных покрытий с эффективной защитой от термических ударов в процессе запусков тепловых двигателей многократного использования.

5. Анализ состояния поверхностного слоя деталей с многослойными по -крытиями по результатам огневых испытаний и разработка рекомендаций по расширению области использования деталей, работающих в условиях термоударных воздействий.

Научная проблема. Ограниченная информационная база о технологии плазменного нанесения и чистовой обработке многослойных термозащитных эро-зионностойких покрытий с керамическими включениями и практически полное

отсутствие научно обоснованных сведений о механизме поддержания эксплуатационных характеристик таких изделий в процессе многократных термических ударов, возникающих в период повторных запусков тепловых двигателей.

Методы и достоверность исследований. При построении работы использовались теоретические положения классических закономерностей в области технологии машиностроения, электрических методов обработки, закономерности проектирования комбинированных технологических процессов, теоретические положения подобия в технике, капиллярных процессов, критериальный анализ для выбора воздействий, наиболее полно отвечающих запросам потребителей и разработчиков перспективной продукции машиностроения.

Достоверность результатов подтверждается получением воспроизводимых результатов при моделировании процессов, применением современных технических средств, хорошим совпадением данных различных исследователей, положительными результатами использования комбинированных технологий в процессе их освоения и внедрения в производство на предприятиях машиностроения.

Объект исследования. Многослойные термозащитные эрозионностойкие металлокерамические покрытия, работающие в огневой зоне тепловых двигателей.

Предмет исследования. Технологические способы и техническое обеспечение для получения требуемых эксплуатационных характеристик изделий с нанесенными покрытиями.

Научная новизна:

1. Механизм плазменного формирования многослойного комбинированного покрытия из металлического подслоя и минералокерамических гранул, построенный на новом принципе - процессе капиллярного заполнения пространства между гранулами жидкой фазой подслоя.

2. Методология расчета состава каждого слоя покрытия для обеспечения требуемой адгезионной прочности и толщине термозащитных эрозионностойких покрытий при многократных термических ударах и изменении их толщины эрозионным воздействием факела пламени.

3. Установление связей между условиями эксплуатации изделий в горячей зоне тепловых двигателей и технологическими параметрами нанесения металло-керамических покрытий с требуемыми свойствами.

4. Алгоритм расчета технологических режимов нанесения плазменного мно -гослойного покрытия с использованием заданных эксплуатационных требований в качестве граничных условий.

Практическая значимость:

1. Разработка технологии подготовки поверхности детали под плазменное металлокерамическое покрытие, создающей условия получения качественного термозащитного эрозионностойкого покрытия, устойчиво работающего в условиях многократных циклов тепловых воздействий.

2. Создание и внедрение в производство нового (защищенного патентом) сопла для нанесения плазменного покрытия, обеспечивающего его чистоту и устраняющего прогар при многократных концентрированных тепловых воздействиях агрессивных рабочих сред.

3. Разработка технологических режимов с учетом многоцикловых тепловых ударов для проектирования технологических процессов плазменного нанесения многослойных покрытий, отвечающих требуемым эксплуатационным требованиям.

4. Создание новых способов и устройств для совершенствования процесса плазменного нанесения многослойных металлокерамических покрытий с заданными эксплуатационными свойствами.

5. Подтверждение, в том числе огневыми испытаниями, возможности использования разработанной технологии получения металлокерамических покрытий для деталей горячей зоны тепловых двигателей при многократных тепловых ударах в процессе эксплуатации изделий новых поколений.

Автор защищает:

1 . Новый подход к формированию процесса плазменного нанесения многослойных металлокерамических покрытий при использовании их в качестве поверхностного слоя горячей зоны тепловых двигателей многоразового использова-

ния.

2. Создание новой технологической оснастки, обеспечивающей получение металлокерамических покрытий с требуемой эксплуатационной стойкостью.

3. Доказательную базу для назначения припуска на полировку минералоке-рамического покрытия, обеспечивающую требуемые эксплуатационные свойства поверхностного слоя при многократных тепловых воздействиях на изделие.

4. Методы расчета технологических параметров для проектирования технологических процессов плазменного нанесения и локальной полировки переходных участков покрытия для достижения надежной защиты от тепловых ударов при многократных запусках изделий.

5. Правомерность применения разработанной технологии нанесения и обработки покрытий по результатам испытаний изделий.

Апробация работы. Результаты работы и ее составные части представлялись и обсуждались на: IX Всероссийской конференции «Новые технологии» (Москва, РАН, 2012); 12-й Международной научно-технической конференции (Москва, МАИ, 2013); 33 Всероссийской конференции по проблемам науки и техники (Миасс; МСНТ, 2013); 13-й Международной конференции «Авиация и космонавтика» (Москва, МАИ, 2014 г.); Международной конференции «Электроннолучевая сварка и смежные технологии -2015» (Москва, МЭИ, 2015); Международной научно-технической конференции «Наукоемкие технологии на современном этапе развития машиностроения» (Москва, 2016); VI Всероссийской научно-технической конференции с международным участием (Иркутск, Ир-НИТУ, 2016); Международном симпозиуме «Перспективные направления развития финишных методов обработки; микроволновые технологии» (Ростов-на-Дону, ДГТУ, 2016); Международной научно-технической конференции «Лучшие технологические школы России» в рамках IV международного технологического форума «Инновации. Технологии. Производство» (Рыбинск, РГАТУ им. П.А. Соловьева, 2017); IX Международной научно-технической конференции ТМ-2017 (ВолгГТУ, 2017); X Международной научно-технической конференции ТМ-2018 (Воронеж, ВГТУ), 8th EEIGM International Conference on Advanced Material Re-

search (June 11th & 12th 2015 , Universität Politécnica de Valencia Valencia-SPAIN).

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы прошли проверку в цехах «ВМЗ» - филиале АО «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева» и внедрены в серийное производство для ракетных двигателей, а также на НПП «Гидротехника», АО КБХА с реальным экономическим эффектом. Материалы проведенных исследований используются в учебном процессе Воронежского государственного технического университета, Юго-западного государственного университета, Брянского государственного технического университета, Донского государственного технического университета.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 научные работы общим объемом 10,15 п.л., где соискателю принадлежит 3,29 п.л. В их число входит 1 монография, 5 патентов, 4 публикации в изданиях по списку ВАК РФ и в системе «S^pus».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, приложений, списка литературы из 114 наименований. Работа изложена на 176 страницах, содержит 46 рисунков и 26 таблиц.

Глава 1 Обзор исследований в области нанесения многослойных покрытий, включающих термостойкие гранулы и плавящуюся связку

1.1 Основные виды и назначение термозащитных эрозионностойких покрытий

Исследования в области нанесения покрытий проводятся в России, странах Прибалтики, Европы, Америки, Азии. В нашей стране наиболее известны науч -ные школы Казани [67], Москвы [93], Ростова [74], Воронежа [24, 28, 68, 72, 79] и других городов.

Одним из наиболее востребованных направлений создания термостойких деталей является нанесение защитных покрытий, в частности получение слоев с тугоплавкими минералокерамическими гранулами [51, 558, 68 и др.].

Часть таких методов представлена в таблице 1.1 [24].

Анализ материалов, приведенных в таблице 1.1, показывает, что в промышленности используется свыше двадцати различных способов получения защитных покрытий. К самым востребованным можно отнести :

- современные газотермические технологии напыления (газопламенное, электродуговая металлизация, плазменное, высокоскоростное напыление, детонационное и их варианты);

- плазменную закалку и модифицирование;

- электроискровое легирование;

- финишное плазменное напыление;

- вакуумные методы конденсационного осаждения покрытий [1, 2, 7, 9, 24и

др.].

Среди представленных способов получения защитных покрытий напыление с использованием плазменной дуги является одним из самых эффективных и имеет ряд преимуществ.

Таблица 1.1 - Назначение и способы получения покрытий

Назначение Способ осуществления Технологические приемы

Тонкослойные Осаждение твердых Катодно-ионная бомбардировка,

защитные осадков из паров прямое электронно-лучевое

поверхностные испарение

покрытия Напыление Плазменное, детонационное,

износостойких электродуговое, лазерное

соединений напыление, современные виды наплавки

Модифицирование Диффузионное Электроискровое легирование,

поверхностного слоя насыщение легирование маломощными

по химическому пучками ионов

составу

Структурное изменение Физико-термическая обработка Лазерная, электронно-лучевая, ионно-лучевая обработка,

поверхностного слоя плазменная, газопламенная

материала детали закалка

Электрофизическая Электромеханическая,

обработка электрогидроимпульсная, ультразвуковая обработка

Механическая обработка Вибрационно-ударная, гидроабразивная, фрикционно-упрочняющая, шлифовально-упрочняющая, специальное точение, упрочнение взрывом

Наплавка Газовым пламенем,

легированным электрической дугой, плазмой,

металлом лазерным лучом, пучком ионов, электро-контактным способом

Современными направлениями его применения представляется получение многослойных покрытий, где сочетается предварительное нанесение металлического подслоя, с последующим закреплением в нем минералокерамических гранул. Ранее, при этом, рабочим инструментом являлись специальные химические процессы [76], позднее [24, 51, 54, 55] разнообразные виды плазменного напыления, однослойное и сочетание различных слоев в комбинированном напылении. Наиболее широко распространенные способы газотермической и плазменной обработки поверхностей представлены на рисунке 1.1.

3

4

Рисунок 1.1 - Применяемые газотермические и плазменные методы нанесения покрытий и поверхностного

упрочнения деталей машин в современной промышленности

Рассмотренные на рисунке 1.1 виды покрытий можно уверенно отнести к передовым современным технологиям, которые обеспечивают значительное повышение производительности и стабильное повышение надежности деталей и узлов изделия в целом, и увеличение длительности использования, в частности [25, 29 и др.]. Представленные способы получения покрытий позволяют повысить износо -стойкость поверхностей деталей при их производстве, а также снизить влияние различных агрессивных воздействий при работе изделия, в частности термиче -ского влияния пламени. При получении различных защитных покрытий необхо -димо обеспечить требуемую прочность сцепления с материалом деталей. Так же покрытиям необходимо обеспечить высокую надежность деталей при многократных циклах работы в условиях эксплуатации (термических, динамических, подверженных абразивному, коррозионному, эрозионному, высокотемпературному или другому воздействию).

Над возможностью получения современного и качественного процесса газопламенного и плазменного напыления покрытий работают многие зарубежные и отечественные исследователи, представляющие различные научные школы США, Канады, Германии, Англии, Франции, Китая, Японии, Австралии, Италии, Польши, Чехословакии, России, Украины, Беларуси и других стран. В том числе: University of Minnesota, Industrial Materials Research Institute, Electrical Engineering University of Stuttgart, University of Salford, Department of Mechanical Engineering Kagoshima University, Composites and Coatings Center, National Institute for Materials Science, МГТУ им. Н. Э. Баумана, Институт металлургии им. А. А. Байкова, Санкт-Петербургский политехнический университет, Новосибирский институт теплофизики, НПО "Ремплазма", ООО «Технологические системы защитных покрытий», НПФ «Плазмацентр», Институт электросварки им. Е. О. Патона, Институт проблем материаловедения и газа им. И. Н. Францевича, Институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова, ГНУ «Институт порошковой металлургии» и др.

В области создания перспективных технологических процессов получения плазменных покрытий известны работы отечественных и зарубежных научных школ, к которым по [25] можно отнести исследования ИМЕТ РАН им. А. А. Бай-

кова, г. Москва ФГУП «НИИграфит», Института электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, Института проблем материаловедения и института газа им. И. Н. Францевича, НПО "Ремплазма", Новосибирского ГТУ, ГОСНИТИ, МГТУ им. Н. Э. Баумана, Мосстанкина, Самарского ГАУ, СГПУ г. Санкт-Петербург, ряда зарубежных исследователей и др. Однако проблема получения каче -ственных термостойких эрозионностойких многослойных покрытий до конца не решена и требует углубленных исследований с учетом специфики эксплуатации деталей в горячей зоне тепловых двигателей.

1.2 Технологические показатели процесса нанесения защитных покрытий

Основные условия применения технологий плазменного получения покрытий, их возможностей при различных технологических параметрах и условия в разнообразных сочетаниях схем процесса показаны в таблице 1.2 [24, 51, 54, 55 и др.]. Таблица 1.2 наглядно показывает, что к основным преимуществам плазмен -ного напыления и наплавки можно отнести: возможность применения широкого спектра различных материалов, позволяющая сочетать применение металлов, керамики и минералокерамики; незначительный нагрев поверхности деталей и локальная зона теплового воздействия; способность получать покрытия во всех пространственных положениях детали.

Недостатками покрытий, полученных методами плазменного напыления является меньшая, по сравнению с другими способами, прочность сцепления с материалом деталей, зависимость показателей термостойкости от неоднородности структуры покрытия, наличие пористости в покрытии, эффект накопления остаточных напряжений при наложении каждого последующего слоя в покрытии и локализация влияния термических циклов. Наплавка при применении только одной плазменной дуги может обеспечить получение высококачественных многослойных покрытий, но влечет за собой тщательную подготовку поверхности деталей (подложки). Также использование плазменной однодуговой наплавки приводит к значительному термическому воздействию и может привести к обвальному снижению прочностных свойств самого изделия.

Таблица 1.2 - Основные параметры плазменного нанесения покрытий при

различных технологических схемах

Параметры режимов и характеристики наносимых покрытий Плазменное напыление Наплавк а Комбиниро ванный процесс

Ar-N2 Воздух

1 2 3 4 5

Температура струи (дуги), °К 600020000 300012000 1500025000 1500025000

Температура детали, °С 300-400 (< 150) 300-500 (< 150) 1300 ( < 700) (< 700)

Дистанция нанесения покрытия, мм 80-140 100-180 около 10 10-20

Скорость струи, м/с 8001400 2002500 — —

Скорость напыляемых частиц, м/с 40-150 40-250 — —

Толщина покрытия, мм 0,1-50,0 (< 1,0) 0,1-50,0 слоями < 4,0 0,5-4,0

Пористость покрытия, % (< 10) < 5 (отсутст вует) 0,3

Прочность сцепления, МПа 20-80 15-100 (полное сплавление)

Растворение покрытия в материале подложки, % (отсутствует) (< 5)

Структура (слоистая) (литая)

Зона термического влияния, мм (< 0,5) (3-4) (около 0,5)

Положение поверхности при нанесении покрытия (во всех положениях) (в нижнем положен ии) (во всех положениях)

Производительность нанесения покрытия, кг/ч 5-15 3-25 и« до 12* ** 2-30

Стоимость энергозатрат на *** нанесение покрытия***, р. 0,49 0,19 0,25

Продолжение таблицы 1.2

Параметры режимов и характеристики наносимых покрытий Плазменное напыление Наплавк а Комбиниро ванный процесс

Лг-К2 Воздух

* - при использовании порошковых материалов; ** - при использовании токоведущей проволоки; *** - для нанесения покрытия размером 10 х 10 мм и толщиной 0,1 мм без учета стоимости материала

Примечания - Данные в скобках взяты из [24]

Применение двухдугового плазменного процесса при нанесении защитных покрытий, за счет согласованного подбора мощностей дуг, обеспечивает сниже -ние негативных факторов от перегрева подложки и обеспечивает повышение прочностных и эксплуатационных свойств деталей и узлов, увеличивает их надежность. Основной задачей технологии для различных схем и методов нанесения покрытий представляется проблема выбора и обоснования режимов процесса, а также выявление наиболее существенных параметров, которые должны быть взяты в качестве главных показателей, отвечающих за управление процессом формирования защитных слоев и необходимых для последующего изучения.

На рисунке 1.2 в виде схемы показано влияние основных технологических параметров на показатели процесса. Для оценки процесса в основном используются такие показатели [22, 24, 22, 58, 69 и др.], как качество покрытий, его адгезия с основным материалом и прочность сцепления между слоями, жаростойкость, кажущаяся пористость, степень шероховатости, соотношение толщин, уровни возникающих напряжений, однородность состава микро- и макроструктуры. Вместе с тем, в данных работах очень мало затрагивается рассмотрение процесса подготовки поверхности под нанесение защитных покрытий и оценка его работоспособности при многократных воздействия высоких температур.

Исходные технологические параметры (факторы) Этап подготовки поверхности и наносимого материала 1 этап (формирование потока частиц) 2 этап (формирование покрытия) Этап обработки покрытия Выходные технологические параметры (критерии)

процессы выходные параметры процессы выходные параметры процессы выходные параметры процессы

Режим нанесения покрытия: мощности дуг, состав и расход газов, дистанция, кинематические режимы

''Среда: состав, температура, давление

Параметры оборудования:

распылителя, порошкового питателя и др._

'Свойства наносимого материала: материал, грануляция, распределение. форма, сыпучесть и др.

V__'

Параметры подложки: 4

физико-механические и теплофизические свойства материала, структура. геометрия, шероховатость, волнистость, величина наклепа

Сушка, просеивание (порошка)

1=2

Свойства перед нанесением по крытия

Диспергирование материала

Нагрев, ускорение и формирование потока частиц

Изменение химического состава материала в потоке струи

Изменение гранулометрического состава \материала ^

А V

о

Абразив-но-струй-ная, тепловая, химическая и др. обработка

Исходные параметры подложки, а также температура подложки. время между подготовкой поверхности и нанесением \покрытия__

Скорость частиц

Скорость струи

Температура частиц

Температура струи

Энтальпия струи

Структура и химический состав частиц

Гранулометрический состав

Концентрация частиц в потоке

^Локальная упругопластическая деформация подложки и твердых частиц

Гидродинамические явления в расплавленных частицах

Теплообмен между частицами и подложкой

Образование активных центров и химическое взаи модейсгвие

Контактное трение

Диффузионные процессы

Распространение волн напряжений по подложке

Электрические и магнитные явления

Параметры обработки покрытия: мощность дуги, состав и расход газов, дистанция, кинематические режимы, мощность охлаждения, параметры термо- и электромеханической и др. обработки

В процессе нанесения покрытия

Физико-химические ^^превращения_

Обработка выносной дугой

Нагрев и/или охлаждение подложки с покрытием

Прочность покрытия (адгезия и когезия)

Структура покрытия

Уровень

остаточных

напряжений

Плотность и

пористость

покрытия

Равномерность покрытия

Толщина покрытия

КИМ

КПД

Комплексные критерии

Термическая обработка, оплавление, термо- и электромеханическая обработка

Механическая и финишная обработка

Л У

7\

После нанесения покрытия

Термо-, электромеханиче-Уская и др. обработка_

А

Прочность покрытия (адгезия и когезия)

Структура покрытия

Уровень

остаточных

напряжений

Плотность и

пористость

покрытия

Параметры шероховатости

Равномерность покрытия

Толщина покрытия

КИМ

КПД

Комплексные критерии

Рисунок 1.2 - Основные этапы технологии получения покрытий плазменным методом

В качестве определяющих показателей технологии получения покрытий [24] необходимо выделить следующие параметры:

- конструктивные, включающие устройство сопла плазменной горелки;

- технологические, включающиеся в себя энергетические характеристики работы плазменной горелки; физико-механические свойства применяемого материала и условия его транспортировки в зону формирования покрытия; условия и способы подготовки подложки деталей и узлов;

- способы получения требуемой шероховатости переходных участков, воздействие внешних факторов на напыление, структура и свойства плазменной струи.

По [24, 68, 69, 77 и др.] на качество технологии плазменного процесс напыления оказывает влияние от 10 до 50 факторов, а иногда и более 100. Самыми критичными представляются факторы, оказывающие непосредственное воздействие на качество технологических операций: физическая и химическая активация подложки перед нанесением покрытия; энергетические параметры плазмы; механическая обработка локальных участков покрытия (при наличии требований в технических условиях изделий), взаимное влияние толщины слоев покрытий с учетом их эксплуатационного назначения. Эти факторы необходимо разделить на две группы: управляемые и неуправляемые. И провести работы по оценке меха -низма взаимного влияния как отдельных неуправляемых факторов, оказывающих воздействие на качественные показатели покрытий, так и управляемых — определяющих возможность достигать требуемого качества защитных покрытий.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Портных Александр Иванович, 2019 год

использования.

11. Проведенный технико-экономический анализ эффективности использования толстых многослойных покрытий, содержащих минеролокерамические гранулы, на примерах типовых изделий транспортного машиностроения доказал перспективность применения предложенных способов и разработанных технологических процессов в наукоемких изделиях новых поколений техники.

Список литературы

1. Антонов, Б. Т. Сущность, основные закономерности и группы установок для применения метода локального нанесения покрытий из металлов и сплавов [Текст] / Б. Т. Антонов // Всемир. электротехн. конгресс. ВЭЛК: доклады. - М.: Наука ,- 1977. - С. 18 - 20.

2. Бакуто, И. А. О факторах, влияющих на образование покрытий при электроискровом способе обработки [Текст] / И.А. Бакуто, М.К. Мицкевич // Электронная обработка материалов. - 1977. - № 3. - С. 17-19.

3. Безъязычный, В. Ф. Метод подобия в технологии машиностроения [Текст] / В.Ф. Безъязычный. - М.: Машиностроение, 2012. - 320 с.

4. Безъязычный, В.Ф. Основы обеспечения качества металлических изделий с неорганическими покрытиями [Текст] / В.Ф. Безъязычный, В.Ю. Замятин, А.Ю. Замятин. - М.: Машиностроение, 2005. - 608 с.

5. Беспалова, О.В. Исследование наполненных МДО-покрытий с использованием спектрометрии ядерного обратного рассеяния протонов [Текст] / О.В. Беспалова, А.М. Борисов, В.П. Мичурина и др. // Физика и химия обработки материалов. -2002. - № 2. - С. 63 - 66.

6. Богоявленский, А.Ф. Испытание наполненных анодных оксидных пленок на алюминии катодным током в растворе азотной кислоты [Текст] / А.Ф. Богоявленский, В.Т. Белов. // Защитные покрытия. - 1965. - С. 126 -128.

7. Бочаров, П.Ю. Модель группирования технологического оборудования в соответствии с диапазоном и видом обрабатываемых поверхностей [Текст] / П.Ю. Бочаров, В.В. Шалунов // Вестник СГТУ (Надежность машин). - 2006. - № 3. - С. 49-55.

8. Бондарь, А.В. Криогенно-эрозионное упрочнение металлических изделий [Текст] / А.В. Бондарь, Е.В. Смоленцев // Упрочняющие технологии и покрытия. -2006. - № 4. -С. 17- 22.

9. Бржозовский, Б.М. Упрочнение режущего инструмента воздействием низкотемпературной плазмы комбинированного разряда [Текст] / Б.М. Бржовский, В.В. Мартынов, Е.П. Зенина - Саратов: СГТУ, 2009. - 176 с.

10. Бутенко, В.И. Структура и свойства поверхностного слоя деталей трибосистем [Текст] / В.И. Бутенко - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2012. - 367 с.

11. Васильев, А.С. Статистическая модель трансформации свойств изделий в технологических средах [Текст] / А.С. Васильев // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. - 1997. - № 4. - С. 13-20.

12. Верхотуров, А.Д. Формирование упрочненного слоя при электроискровом легировании сталей и титановых сплавов [Текст] / А.Д. Верхотуров, А.А. Рогозинская, И.И. Тимофеева - Киев: Знание, 1979. - 27 с.

13. Гадалов, В.Н. Исследование износостойких покрытий на основе TiN, полученных методом КИБ [Текст] / В.Н. Гадалов, С.В. Сафонов, В.Г. Сальников, Ю.В. // Материалы и упрочняющие технологии-2012: сб. материалов Российской науч.-техн. конф. с междунар. участием. - Курск: Юго-Запад. гос. ун-т, 2012. - С. 184-- 191.

14. Гадалов, В.Н. Исследование быстрозакристаллизованных порошков на основе титана и никеля, полученных электроэрозионным диспергированием и возможности их компактирования / В.Н. Гадалов, С.В. Сафонов, В.Р. Петренко - М.: АРГАМАК-Медиа, 2017. - 138 с.

15. Газизуллин, Р.М. Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока [Текст]: дис. канд. техн. наук: 05.02.07 / Газизуллин Рустем Мирбатович; - Казань: КГТУ им. А.Н. Туполева, 2004. - 131 с.

16. Гальванические покрытия в машиностроении: справочник / под ред. М.А. Шлугера. - М.: Машиностроение, 1985. - Т.2. -240 с.

17. Гинберг, А.М. Повышение антикоррозионных свойств металлических покрытий [Текст] /А.М. Гинберг. - М.: Металлургия, 1984. - 168 с.

18. Гордон, А.М. Специальные технологии [Текст] / А.М. Гордон, С.С Юхневич, А.И. Портных // Очерки производства жидкостных ракетных двигателей. - Воронеж, ОАО «Воронежская областная типография», 2013 - С.65 - 80.

19. Грибанов, А.С. Защита средств технологического оснащения от коррозии / А.С. Грибанов, А.В. Перова [Текст] // Совершенствование производства поршневых

двигателей для малой авиации: труды отраслевой науч.-техн. конф. -М.: Машиностроение, 2008. - С. 97 - 104.

20. Григорьев, С.Н. Плазменная обработка [Текст] / С.Н. Григорьев, С.В. Федоров.- М: Из-во «ИТО», 2010. - 52 с.

21. Григорьев, С.Н. Проектирование комбинированных процессов модификации поверхностного слоя типовых деталей [Текст] / С.Н. Григорьев, С.В. Сафонов, В.П. Смоленцев // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2016. - Т. 12. - №4. - С. 54-61.

22. Исаченко, В.П. Теплопередача [Текст] / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сухомел. - М: Энергия, 1969. - 440 с.

23. Исследование способа исключения эрозии материала медного сопла плазмотрона при плазменной металлургии [Текст] / К. Н Маркин, В. Г. Бещеков, Ю. А. Бочаров, А. И. Портных // Технология машиностроения, - 2016. - № 10. - С. 40-42

24. Кадырметов, А.М. Управление технологическим обеспечением процессов плазменного нанесения покрытий в режиме модуляции электрических параметров [Текст] / А.М. Кадырметов. - Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2013. -260 с.

25. Качество машин: справочник [Текст] / Под ред. А.Г. Суслова и др. - М.: Машиностроение, 1995. - Т. 1-2.

26. Коваленко, В.С. Лазерная технология [Текст] / В.С. Коваленко. - Киев: Выща шк., 1989. - 280 с.

27. Кольцов, В.И. Сварка и жаростойкие покрытия [Текст] / В.И. Кольцов,А.И. Портных, В.П. Чудинов // Очерки производства жидкостных ракетных двигателей. -Воронеж, ОАО «Воронежская областная типография», - 2013 - С.147 - 187.

28. Коптев, И.Т. Повышение эксплуатационных свойств изделий путем модификации поверхностных характеристик материала деталей [Текст] / И.Т. Коптев, С.В. Сафонов, В.П. Смоленцев // Конструктивные особенности и технология изготовления деталей ракетных двигателей нового поколения: сб. науч. тр. отраслевой конф. - Воронеж: ВМЗ-ВГТУ, 2014. - С. 6-20.

29.Кириллов, О.Н. Технологиякомбинированнойобработки непрофилирован-ным электродом [Текст] / О.Н. Кириллов - Воронеж: ВГТУ, 2010. - 254 с.

30. Козлов, А. М. Технология маркирования деталей с диэлектрическим покрытием. Прогрессивные технологические технологии, оборудование и инструменты [Текст] // справочник: в 5 т. /А.М. Козлов, В. П. Смоленцев, А. А. Козлов ; под ред. А.В. Киричека. -М: Изд. дом «Спектр», 2015. - Т.5. - С.419-463.

31 . Козлов А. М. Моделирование контакта шлифованных поверхностей с учетом кинематики их обработки [Текст] / А. М. Козлов, В.В. Ефремов // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: сб. ст. междунар. науч.-практ. конф. - Волжский, 2001. - С. 281-284.

32. Клименченков А.А. Безабразивная доводка сопрягаемых поверхностей. Прогрессивные технологические технологии, оборудование и инструменты [Текст] / А.А. Клименченков, Е. В. Смоленцев, И. Т. Коптев // справочник: в 5 т. / под ред. А.В. Киричека. - М: Изд. дом «Спектр», 2014. - Т.3. - С. 321 - 364.

33. Макаров, В.Ф. Современные методы высокоэффективной абразивной обработки жаропрочных сталей и сплавов [Текст] / В.Ф. Макаров. - СПб: Изд-во «Лань», 2013. - 320 с.

34. Машиностроение. Энциклопедия / под ред. А.Г. Суслова. - М.: Машиностроение, 2000. - Т. 111-3. - 840 с.

35. Машиностроение. Энциклопедия / под ред. Б.И. Черпакова. - М.: Машиностроение, 1999. - Т. 1У-7. - 863 с.

36. Мухин, В.С. Поверхность: технологические аспекты прочности деталей ГТД [Текст] / В.С. Мухин. - М: Наука, 2005. - 296 с.

37. Нассонов, В.С. Автоматическая вибродуговая наплавка / В.С. Нассонов, А. И. Горчаков, Е.И. Ульман. - М.: Колос, 1972. - 136 с.

38. Наукоемкие технологии в машиностроении / под ред. А.Г. Суслова - М.: Машиностроение, - 2012. - 528 с.

39. Организационные и экономические исследования в машиностроении / под ред. В.П. Смоленцева. - Воронеж: ВГТУ, 2006. - 73 с.

40. Омигов, Б.И. Неоднородные материалы и конструкции: плазменное напыление - универсальная технология в ракетно-космической технике [Текст] / Б.И. Омигов, А.И. Портных, Е.В. Паничев // Сообщения 33-й Всеросс. конфер. по

проблемам науки и технологии. - Миасс: МСНТ, - 2013. Т.1. - С.79 - 82.

41. Пат. 2224827 Российская Федерация, МПК С25Б 5/22. Способ гальваномеханического восстановления токопроводящих деталей [Текст] / Жачкин С.Ю., Лабузов, В.В., Смоленцев В. П., Болдырев А. И., Смоленцев В.П. ; заявитель и патентообладатель Воронежский государственный технический университет -

№ 2002102130/02; заявл. 23.01.02; опубл. 27.02.04, Бюл. № 6.

42. Пат. 2333823 Российская Федерация, МПК7 В23Н5, В23Н1/00. Криогенно-эрозионный способ упрочнения поверхностного слоя [Текст] / Смоленцев В.П. и др.; заявитель и патентообладатель Воронежский государственный технический университет. - № 2006141994; заявл. 27.11.2006; опубл. 20.09.2008, Бюл. № 26. - 4 с.

43. Пат. 2318637 Российская Федерация, МПК7 В23Н 5/14 В23Н 1/00 В23Р6/00. Способ электроэрозионного восстановления чугунных деталей [Текст] / Смоленцев В.П., Кириллов О.Н., Дульцев С.В., Щипанов М.В.; заявитель и патентообладатель Воронежский государственный технический университет. - № 2006141994/02; заявл. 24.04.2004; опубл. 10.03. 2008, Бюл. № 7. - 4 с.

44. Пат. 2333080 Российская Федерация, МПК7 В23Н 7/38 В23Н 3/00 С25Б 3/14. Способ изготовления закрытых каналов и устройство для его реализации [Текст] / Смоленцев В.П. и др.; заявитель и патентообладатель Воронежский государственный технический университет. - № 2006141327/02; заявл. 22.11.2006; опубл. 10.09. 2008, Бюл. № 25. - 4 с.

45. Пат. 2405662 Российская Федерация, МПК7 В23Н 5/00 В23Н 9/00. Способ нанесения чугунного покрытия на алюминиевые сплавы [Текст] / Смоленцев В.П., Гребенщиков А.В., Перова А.В., Омигов Б.И; заявитель и патентообладатель ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева». - № 2009116031; заявл. 20.09.2008; опубл. 10.12.2010; Бюл. № 34. - 4 с.

46. Пат. 2464137 Российская Федерация, В23Н 5/02. Способ получения локального участка охлаждения теплонагруженной детали [Текст] / Смоленцев В.П., Коптев И.Т., Кузнецов И.Ю. и др.; заявитель и патентообладатель ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева». - № 2010144769/02; заявл. 01.11.2010, опубл. 20.10.2012, Бюл. № 29. - 6 с.

47. Пат. 2537429 Российская Федерация, С2Ю 1/09 В23К 26/14. Способ лазерного упрочнения плоской заготовки [Текст] / Смоленцев В.П., Болдырев А.И., Болдырев А.А., Осеков А.Н.; заявитель и патентообладатель ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева». - № 2011123034; заявл. 07.06.2011; опубл. 10.01.2015, Бюл. № 1. - 5 с.

48. Пат. 2261792 Российская Федерация, В24С 1/10, В23Н 5/06. Способ очистки рабочей среды при механическом упрочнении [Текст] / Смоленцев В.П. и др.; заявитель и патентообладатель Воронежский государственный технический университет. - № 2003137647; заявл. 25.12.2003; опубл. 10.10. 2005, Бюл. №16. - 4 с.

49. Пат. 2343049 Российская Федерация, В23Н 5/00, В23Р 6/00. Способ получения многослойного покрытия на восстанавливаемой стальной или чугунной детали [Текст] / Смоленцев В.П. и др.; заявитель и патентообладатель ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева». -№ 2006140558; заявл. 16.11.2000; опубл. 10.01.2001, Бюл. № 1. - 5 с.

50. Пат. на полезную модель № 139366 Российская Федерация, МПК В23К, С23С. Сопло плазмотрона [Текст] / Портных А. И. и др.; заявитель и патентообладатель ФГУП «Научно-производственное объединение «Техномаш». - № 2013154518/02; заявл. 10.12.2013; опубл. 20.04. 2014, Бюл. № 11. - 9 с.

51. Пат. 2211256 024 Российская Федерация, МПК С23С 4/12. Способ нанесения покрытия [Текст] / Акиньшин С. И., Кадырметов А. М., Станчев Д. И.; заявитель и патентообладатель - Воронежская государственная лесотехническая академия. - № 2001115118/02; заявл. 04.06.2001; опубл. 270.08. 2013, Бюл. № 24. - 4 с.

52. Пат. на полезную модель №157428 Российская Федерация, МПК В23К 37/06, В23К 9/035. Подкладка для формирования кольцевого сварного шва [Текст] / Портных А. И. и др.; заявитель и патентообладатель ФГУП «Научно-производственное объединение «Техномаш». - № 2015127447/02; заявл. 09.07.2015; опубл. 10.12.15, Бюл. № 34. -11 с.

53. Пат. № 2693283 Российская Федерация, С23С 4/04, С23С 30/00, С23С 4/134. Способ получения эрозионно-стойких теплозащитных покрытий [Текст] /

Портных А. И., Паничев Е. В.; заявитель и патентообладатель ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева». - №2018121793; заявл. 13.06.2018; опубл.02.07.2019, Бюл. № 19.

54. Пат. № 2644491 Российская Федерация, МПК В23К 31/02, В23К 15/02, В23К 33/00. В23К 101/06. Способ электроннолучевой сварки кольцевых соединений титановых сплавов [Текст] / Гребенщиков А. В., Портных А. И., Шуваева Л. П., Еремин М. В.; заявитель и патентообладатель ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева».

- № 2016118569/02; заявл. 12.05.16; опубл.12.02.18, Бюл. № 5. - 8 с.

55. Пат. № 2646652 Российская Федерация, В23Н1, В23Н5, В23К26. Способ эрозионно-лучевого упрочнения поверхностей металлических деталей и устройство для его использования [Текст] / Смоленцев В. П., Кондратьев М. В., Смоленцев Е.В., Портных А. И. и др.; заявитель и патентообладатель ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева». - № 1016152372; заявл. 28.12.16; опубл. 06.03.18, Бюл. № 7.

56. Пат. 2619410 Российская Федерация, С23С. Способ плазменного напыления покрытий [Текст] / Смоленцев В.П. и др.; заявитель и патентообладатель Воронежский государственный технический университет. - № 2015101658; заявл. 20.01.2015, опубл. 15.05.2017, Бюл. №14.

57. Погонин, А.А Совершенствование технологии процесса электроэрозионной обработки микроотверстий [Текст] / А.А Погонин, А.Ф. Бойко и др. // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2010. - № 1. - С. 5 - 7.

58. Портных, А.И. Влияние инородных включений на эксплуатационные характеристики теплозащитного покрытия [Текст] / А.И. Портных, М.А. Люлина, Е.В. Паничев // Конструктивные особенности и технология изготовления деталей ракетных двигателей нового поколения: сб.науч.тр. - Воронеж: ВМЗ, 2014. - С.119 -131.

59. Портных, А.И. Влияние подготовки поверхности и материала промежуточного слоя на свойства эрозионностойких теплозащитных покрытий [Текст] / А.И. Портных, В.Г. Кобзев // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докл. междунар. науч.-техн. конф. 22-24 июня 2016 г.

- Самара; Самарский университет, 2016. - С. 111 - 112.

60. Портных, А.И. Разработка технологии нанесения износостойкого покрытия

нитрида титана [Текст] / А.И. Портных, С.С. Юхневич, А.С. Грибанов // Конструктивные особенности и технология изготовления деталей ракетных двигателей нового поколения: сб.науч. тр. - Воронеж: ВМЗ, 2014. - С. 59 - 68.

61. Портных, А.И. Технология плазменного нанесения теплозащитных покрытий. Влияние технологических режимов и материалов на служебные характеристики покрытий [Текст] / А. И. Портных, Е. В. Паничев // Авиация и космонавтика - 2012: докл. 11-й междунар. конф. - Москва, 13-15 ноября 2012. -М: изд-во МАИ, 2012. - С.213.

62. Портных, А.И. Подготовка поверхностного слоя деталей для обеспечения теплозащитных свойств покрытий. [Текст] / А. И. Портных, В.П. Смоленцев, Е.А. Кляцкина // Наукоемкие технологии на современном этапе развития машиностроения: материалы VIII Междунар. науч-техн. . конф.- М.:Технополиграфцентр, 2016.- С. 182-184.

63. Перова, А.В. Формирование покрытий на алюминиевых сплавах методом электроэрозионного легирования [Текст] / А.В. Перова, В.П. Смоленцев, А.С. Грибанов // Авиакосмические технологии «АКТ - 2008»: труды IX Всероссийской науч.-техн. конф. и школы молодых ученых, аспирантов и студентов. - Воронеж: ВГТУ, 2008. - С. 48 - 53.

64. Пячин, С.А. Оценка коэффициентов взаимной диффузии переходных металлов при электроискровом легировании тантала [Текст] / С.А. Пячин, В.Г. Заводинский, А.А. Гниденко, Ю.А. Чебиряк // Физика и химия обработки материалов. - 2004. - № 3. - С. 59 - 65.

65. Рабинович, Е.З. Гидравлика [Текст] / Е.З. Рабинович. - М: Госиздат, 1961. - 408 с.

66. Рыкалин, Н.Н. Основы электронно-лучевой обработки материалов / Н.Н. Рыкалин, И.В. Зуев, А.А. Углов. - М.: Машиностроение, 1978. - 239 с.

67. Сайфуллин, Р.С. Композиционные п окрытия и материалы. / Р.С. Сайфуллин. - М.: Изд. «Химия», 1977. - 272 с.

68. Сафонов, С.В. Технологическое обеспечение эксплуатационных характеристик изделий [Текст]: монография / С.В. Сафонов. - Воронеж: ИПЦ ВГУ,

2015. - 225 с.

69. Сафонов, С.В. Повышение эксплуатационных характеристик деталей путем модификации поверхностного слоя [Текст] / С.В. Сафонов, В.П. Смоленцев, А.И. Портных // Прогрессивные машиностроительные технологии, оборудование и инструменты: в 5 т. / под ред. А.В. Киричека. - М.: Спектр, 2014. - Т. 3. - С. 365 -406.

70. Сафонов, С.В. Модификация поверхностного слоя металлических изделий [Текст] / С.В. Сафонов, С.Н. Григорьев, В.П. Смоленцев // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2015. - Т. 11.- № 2. - С. 19 - 26.

71. Сафонов, С.В. Повышение эксплуатационных свойств изделий путем нанесения или удаления покрытий [Текст] / С.В. Сафонов, С.Н. Григорьев, В.П. Смоленцев // Вестник Воронежского государственного технического университета. -2015. - № 3. - Т. 11. - С.15-23.

72. Сафонов, С.В. Моделирование процесса модификации и изменения толщины покрытий [Текст] / С.В. Сафонов // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2015. - Т. 11. - № 4. - С. 8 - 12.

73. Сафонов, С.В. Оптимизация выбора технологических процессов на базе принципа подобия в машиностроении [Текст] / С.В. Сафонов, С.Н. Григорьев // Вестник РГАТУ им. П.А. Соловьева. - 2017. - Т. 2 (41). - С. 37 - 42.

74. Сафонов, С.В. Механизм электроэрозионного формирования покрытий на алюминиевые сплавы при низкочастотных колебаниях электрода [Текст] / С.В. Сафонов, В.П. Смоленцев, А.В. Перова // Интегрированные, виброволновые технологии в машиностроении, металлообработке: сб.тр. междунар. науч. симпозиума технологов-машиностроителей. - Ростов-на-Дону: ДГТУ, 2015. - С. 42 -49.

75. Семенцев, А.М. Массоперенос легирующих элементов в технологических процессах лазерной обработки [Текст] / А.М. Семенцев. - М.: Машиностроение, 2006. - 147 с.

76. Сладков, Г.А. Гальванопластика: справоч. пособие / Г.А. Сладков. - М.: Машиностроение, 2004. - 400 с.

77. Смоленцев, В.П. Влияние электрохимической размерной обработки на физико-механические характеристики металлов [Текст] / В.П. Смоленцев // Электрохимическая обработка металлов: сб. науч. тр. - Кишинев: Штиинца, 1972.

78. Смоленцев, В.П. Свойства высокотемпературных покрытий, наносимых на алюминиевые сплавы [Текст] / Смоленцев В.П., Перова А.В., Сафонов С.В., Бобров Е.С. // Вестник . Рыбинского государственного технического университета (РГАТУ). - 2014. - № 2. - С. 90 - 96.

79. Смоленцев, В.П. Эксплуатационные свойства изделий после электроискрового легирования и нанесения покрытий [Текст] / В.П. Смоленцев, В.Г. Грицюк, С.В. Сафонов // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2014. - № 12. - С. 31 - 37.

80. Смоленцев, В.П. Использование векторного критерия нестрогого предпочтения при выборе допустимых решений [Текст] / В.П. Смоленцев, Н.М. Бородкин // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГЛТА, 2003. - Вып. 8. - Ч. II. - С. 5 - 15.

81. Смоленцев, В.П. Изготовление инструмента непрофилированным электродом / В.П. Смоленцев. - М.: Машиностроение, 1967. - 162 с.

82. Смоленцев, В.П. Технология электрохимической обработки внутренних поверхностей / В.П. Смоленцев. - М.: Машиностроение, 1978. - 176 с.

83. Смоленцев, В.П. Физические основы и технологическое применение электроконтактного процесса / В.П. Смоленцев, Н.В. Сухоруков. - Воронеж: ВГТУ, 1998. - 148 с.

84.Смоленцев, В.П. Электрохимическое маркирование деталей / В.П. Смоленцев, Г.П. Смоленцев, З.Б. Садыков - М.: Машиностроение, 1983. - 72 с.

85. Смоленцев, В.П. Отработка конструкций электрохимического оборудования на технологичность [Текст] / В.П. Смоленцев, А.И. Часовских // Проектирование технологических машин: сб. науч. тр. - М.: СТАНКИН, 1997. -Вып. 5. - С. 77 - 82.

83. Смоленцев, В.П. Свойства высокотемпературных покрытий, наносимых на

алюминиевые сплавы [Текст] / Смоленцев В.П., Перова А.В., Сафонов С.В., Бобров Е.С. // Вестник . Рыбинского государственного технического университета (РГАТУ). - 2014. - № 2. - С. 90 - 96.

86. Смоленцев, В.П. Способы и технологии модификации поверхностного слоя металлических изделий [Текст] / В.П. Смоленцев, С.В. Сафонов // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2017. - №2(68). - С. 24 - 30.

87. Смоленцев В.П. Электрохимическая обработка лопаток машин [Текст] /

B.П. Смоленцев, Д.В Силаев, А.И. Портных // Современные технологии производства в машиностроении: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГТУ, 2013. -Вып. 7 - С. 11 - 123.

88. Смоленцев, В.П. Применение электрических методов обработки для обеспечения качества двигателей летательных аппаратов [Текст] / В.П. Смоленцев,

C.В. Сафонов, И.Т. Коптев // ТМ-2015. Материалы V науч.-техн. конф. - Брянск: БГТУ, 2015. - С. 160 - 161.

89. Смоленцев, Г.П. Теория электрохимической обработки в нестационарном режиме [Текст] / Г.П. Смоленцев, И.Т. Коптев, В.П. Смоленцев - Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2000. - 103 с.

90. Смоленцев, Е.В. Проектирование электрических и комбинированных методов обработки / Е.В. Смоленцев. - М.: Машиностроение, 2005. - 511 с.

91. Справочник металлиста: в 5 т. / Под ред. А.Х. Рахштадта и В.А. Брострема. - М: Машиностроение, 1976. - Т.2. - 720 с.

92. Сулима, А.М. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов / А.М. Сулима, М.И. Евстигнеев. - М.: Машиностроение, 1974.

93. Суслов, А.Г. Разработка наукоемких функционально ориентированных технологий в машиностроении Наукоемкие технологии в машиностроении / А.Г. Суслов, А.Н. Михайлов; под ред. А.Г. Суслова. - М.: Машиностроение, 2012. - 528 с.

94. Суслов, А.Г. Разработка новых прогрессивных технологий изготовления деталей [Текст] : Энциклопедия / А.Г. Суслов, А.Н. Михайлов. - М:

Машиностроение, 2010.- 111-3. - 840 с.

95. Сухочев, Г.А. Управление качеством изделий, работающих в экстремальных условиях при нестационарных воздействиях / Г.А. Сухочев. -Воронеж: ВГУ, 2003. - 287 с.

96. Тамаркин, М.А. Формирование параметров качества поверхности при центробежно-ротационной обработке в среде абразива [Текст] / М.А. Тамаркин, Э.Э. Тищенко, В.В. Друппов // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2007. - №10. -С.19 - 24.

97. Портных, А. И. Технология плазменного нанесения теплозащитных покрытий. Влияние технологических режимов и материалов на служебные характеристики покрытий [Текст] / А. И. Портных, Е. В. Паничев // Авиация и космонавтика - 2012: докл. 11-й Междунар. конф. - М: Изд-во МАИ, 2012. - С. 213.

98. Усов, Л.Н. Применение плазмы при получении высокотемпературных покрытий [Текст] / Л.Н. Усов, А.И. Борисенко. - М: «Наука», 1965. - 198 с.

99. Фатыхова, Г.М. Тепловые преобразования на границе металл-покрытие [Текст] / Г.М. Фатыхова, Г.П. Смоленцев, М.А. Уваров // Совершенствование производства поршневых двигателей для малой авиации: тр. IX отраслевой науч.-техн. конф. - М.: Машиностроение, 2008. - С. 55 - 59.

100. Физико-химические методы обработки в производстве газотурбинных двигателей [Текст] / под ред. Б.П. Саушкина. - М.: Дрофа, - 2002. - 656 с.

101. Чигиринский, Ю.Л. Математические методы управления процессами механической обработки [Текст]: монография. / Ю.Л Чигиринский. - Волгоград: ВолГТУ, - 2010. - 139 с.

102. Чижов, М.И. Гальваномеханическое хромирование деталей машин [Текст] / М.И. Чижов, В.П. Смоленцев. - Воронеж: ВГТУ, 1998. - 162 с.

103. Шумячер, В.М. Основы создания высокоэффективных абразивных инструментов [Текст] / В.М. Шумячер, А.В. Славин, С.А. Крюков. - Волгоград: ВолгГАСУ, 2015. - 134 с.

104. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов: 2т. / под ред. В.П. Смоленцева. - М.: Высшая школа, 1983.- Т.2 - 208 с

105. Bondar, A.B. State of a surface layer after processing with combined effect / A.B. Bondar, G.A. Sukhochev V.P., Smolentsev // EM - 06, Polska, Bydgoszcz, 2006. P.82-91.

106. Hunt, M. The promise of intermetallics // Eng.: Mater. 1990. №3 - 107. P. 36 - 39.

107. Moriss, D.G. Creep resistance in a new alloy based on Fe3Al / D.G. Moriss, M. Mazmy, C. Noseda // Scr. Met et Mater. 1994. №2 - 31. P. 173 - 178.

108. Safonov, S.V. Surface laver modification by elektrospark alloying and coating / S.V. Safonov, V.P. Smolentsev // Nauka i studia. V international conference «Science and education» 27-28.02.2014. Premyse, 2014. P. 57-67.

109. Smolentsev, V.P. The adjustment of discharge and spray in fuel injectors of aircraft engines // V.P. Smolentsev, I.I. Koptev, S.V. Safonov. Russian Aeronautics. Volume 59, Issue 4. 2017. Pp. 571-578.

110. Smolentsev, V.P. Magnetic pulse cleaning of products / V.P. Smolentsev, S.V. Safonov, E.V. Smolentsev, O.N. Fedonin// Published under licence by IOP Publishing Ltd IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 124, Number 1, 2016. P. 012141

111. Smolentsev, V.P. Stampless fabrication of sheet bars using disposable templates/ V.P. Smolentsev, S.V. Safonov, E.V. Smolentsev, O.N. Fedonin// Published under licence by IOP Publishing Ltd IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 124, Number 1, 2016. P. 012168.

112. Smolentsev, V.P. Processing of Channels in Heat Engine Filters/ V.P. Smolentsev, S.V. Safonov, V.V. Zolotarev// Procedia Engineering, 150, 2016. P. 1124-1130.

113. Smolentsev, V.P. Technology of combined chemical-mechanical fabrication of durable coatings/ V.P. Smolentsev, V.V. Ivanov, A.I. Portnih// JOP Conf.series:Materials Science and Engineering 327 (2018) 042121 doi:10.1088/1757-899X/327/04/042121.

114. Sikka, V.K. Development and commercialization status of Fe3Al - based intermetallic alloys / V.K. Sikka, S. Viswanathan, C.G. McKaamey // Struct. Intermetallics: Champion. 1993. P. 26 - 30.

Акт

о внедрении результатов ОКР (НИР)

Мы, представители «ВМЗ» - филиал ФГУП «ГКН11Ц» им. М.В. Хруничева» настоящим актом подтверждаем, что результаты опытно-конструкторской работы «Отработка технологического процесса T3II нового скорректированного состава на модельных образцах КС типа РД 0124, 14Д23, 88411 (ОКР «Прогресс (РПК) - В) в период с 2012г по настоящее время, приняты к внедрению на «ВМЗ» - филиал ФГУП «ГКНПЦ» им. М.В. Хруничева».

1. Вид внедрения результатов: технология и средства технологического оснащения нанесения теплозащитного покрытия скорректированного состава, обеспечивающего повышения служебных характеристик ТЗП в КС.

2. Область и форма внедрения: промышленное производство.

3. Технический уровень ОКР: патент на полелгую модель № 139366 от 17.03.2014г. Монография: Профессивные машиностроительные технологии, оборудование и инструменты Повышение эксплуатационных характеристик деталей путем модификации поверхностного слоя// М. Спектр. 2014, Т. 111 С. 365-405.

4. Публикации по материалам ОКР: Материалы IX Всероссийской конференции «Новые технологии» г. Москва, 2012-М: РАН, 2012 С 41-49., Краткие сообщения 33-й Всероссийской конференции по проблемам науки и технологии. Том 1 - Миасс: МСНТ. 2013 - С. 79-82. Научные труды IV-й между народной научной конференции «Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении - М Издательский дом Спектр; 2015 с. 274.

5. Эффект от внедрения (факгический)

а) Годовой экономический эффект 512 тыс. руб.

б) Социальный: улучшение условий труда.

Разработчик

А/Й. Портных

УТВЕРЖДАЮ:

АКТ

о внедрении результатов ОКР (НИР)

Мы. представители «ВМЗ» - филиал ЛО «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева» настоящим актом подтверждаем, что результаты опытно-конструкторской работы «Отработка технологического процесса ТЗП нового скорректированного состава на модельных образцах КС типа РД0124. 14Д23, 8Д411 к (ОКР «Прогресс» (ФПК-В )» в период с 2013 г. по настоящее время, приняты к внедрению на «ВМЗ» - филиал ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева».

1. Вид внедрения: технология нанесения теплозащитного покрытия, обеспечивающая повышение служебных характеристик ТЗП в КС. 2 Область внедрения: промышленное производство.

3. Технический уровень ОКР: Подана заявка на патент «Способ получения эрозионностойких теплозащитных покрытий, регистрационный номер № 2018 12 17 93 от 13.06.2018.

4. Публикации по материалам ОКР: Материалы IX Всероссийской конференции «Новые технологии» г. Москва 2012 -М: РАН, 2012 с 41-49, Про|-рессивные машиностроительные технологии, оборудование и инструменты. Том 3 Коллектив, монография. - М: Изд. дом «Спектр» 2014 с 365-405.

5. Эффект от внедрения (фактический):

а) годовой эффект 100 тыс. руб.;

б) социальный высвобождение средств на социальные нужды.

Главный сварщик-

Начальник 11ЭО

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель генерального директора по научной работе <1 юмаш»

<1

Л.В. Бараев

«

2018 г.

АКТ

о внедрении результатов ОКР (НИР)

Мы, представители ФГУП «НПО «Техномаш», настоящим актом подтверждаем, что результаты опытно-конструкторской работы ОКР «Прогресс ФПК» в части отработки технологического процесса ТЗП нового скорректированного состава на модельных образцах КС типа РД0124, 14Д23, 8Д411 в период с 2014 г. по настоящее время приняты к внедрению.

1. Вид внедрения результатов ОКР: средства технологического оснащения (сопло плазмотрона) нанесения теплозащитного покрытия скорректированного состава, обеспечивающего повышение служебных характеристик ТЗП.

2. Область и форма внедрения: промышленное производство.

3. Технический уровень ОКР: патент на полезную модель № 139366 от 17.03.2014 г.

4. Эффект от внедрения

Ожидаемый экономический эффект до 200 тыс. руб., за счет увеличения срока службы сопла илазматрона и исключения эрозии медного сопла, что негативно влияет на качество покрытия.

Начальник лаборатории

Начальник отделения

В.И. Кулик

К.Н. Маркин

Разработчик

А.И. Портных

Программа расчета на ЭВМ

MODULE PrgMove_F10 0_Sample

Last changes 23.05.2012/RES

!*

!*

*********************************************

* SULZER METCO AG, SWITZERLAND *********************************************

------------ MODULE SPECIFICATION ------------

NAME : PartMove_F4_Sample

PROJECT : Chrunichev Comm. No.: 4009469 VERSION : V 1.1 AUTHOR : RES

--------------- DESCRIPTION ------------------

This program modul is written to define all process variables (Recipes, surface speed, passes...), movements related to the Part Programm

The modul contains the following routines:

- rPath xxx

- rHeader

- rVar

- rHomePos()

- rSprayParkPos

- rStartPos

- rInterruptPos

!***********************************************

CONST robtarget pSprayPark:= [[493.99,519.36,1134.12],[0.00217286,-0.816877,-0.576805,0.00189037] ,[-1,3,0,0], [0.00988112, 90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];

CONST robtarget pHome:=[[494.00,519.35,1134.12],[0.00217286,-0.816878,-0.576803,0.00189033],[-1,3,0,0],[0.00878249,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];

CONST robtarget pInterrupt:= [[722.53,404.04,1132.67],[0.00191513,-0.882709,-0.469911,0.00215067],[-1,3,0,0],[0.0554744,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];

CONST robtarget pStart := [[493.99,519.36,1134.12],[0.00217286,-0.816876,-0.576806,0.00189206],[-1,3,0,0],[0.00768386,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];

CONST robtarget Target_10:=[[-183.23,-7.35,360.85], [0.00957637,-0.70729,0.00468193,0.706843],[-1,4,1,0],[0.0164729,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];

CONST robtarget Target_20:=[[-183.25,-7.34,469.78], [0.00957574,-0.707288,0.00468064,0.706845],[-1,4,1,0] , [0.0175716,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];

CONST robtarget Target_30:=[[-188.56,-4.56,708.21],[0.0104499,-0.683996,0.00431341,0.729398],[-1,4,1,0],[-6.57139E-06,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];

CONST robtarget Target_40: = [[-189.08,-2.74,717.02],[0.0110645 ,-0.665607,0.00420921,0.746209],[-1,4,1,0],[-0.007697,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];

CONST robtarget Target_50:=[[-166.01,-2.45,784.05],[0.0111488,-0.666409,0.00408128,0.745492],[-1,4,1,0],[-0.0120915,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];

CONST robtarget Target_60:=[[-142.06,-7.80,829.05],[0.00927072,-0.715618,0.00437763,0.698416],[-1,4,1,0],[-0.007697,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];

CONST robtarget Target_70:=[[-137.18,-9.33,883.67],[0.00874352,-0.717275,0.00485353,0.696718],[-1,4,1,0],[-0.00879564, 90,9E+09,9E+09,9E+09, 9E+09]];

CONST robtarget Target_80:=[[-132.89,-9.33,869.46], [0.00750562,-0.84953,0.00661049,0.527446],[-1,4,1,0],[-0.0208806,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];

CONST robtarget Target_85:=[[-235.17,-9.32,1016.15],[7.42257E-05,0.833157,0.000107971,-0.553036],[-1,4,1,0],[-0.00659837, 90, 9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]] ;

CONST robtarget Target_90:=[[-303.66,-8.88,1135.26],[1.17659E-06,0.820647,-4.48882E-06,-0.571436],[-1,4,1,0],[0.0109798,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];

i***********************************************

*********************************************** Information :

When programming motion routines, ensure that the correct Workobject is used according to the robots position on the track

If robot is at right position use wObj BaseFrame rightPos If robot is at left position use wObj BaseFrame leftPos

The WorkObjects have been recordet at the right edge of the base frame. Coordinate System orientation same as base

PROC rPath1() ConfL \Off; ConfJ \Off; rCoolOn; rStartProcess; rRecipe;

MoveL Target_90, v200, fine, t_F100_150_inLine\WObj:=wobj_BaseFrame_rightPos; ! IF Process is bond coat or top coat then switch on powder at position P90 IF nProcessStep > 1 THEN nPowder:=1;

rStartPowder;

ENDIF

If bSpeedCalcOn = FALSE THEN rSpeedCalcOn; ENDIF ! gun travels inside the part MoveL Target 85, vProcess, z1, t F100 150 inLine\WObj:=wobj BaseFrame rightPos;

MoveL Target_80, MoveL Target_70, MoveL Target_60, MoveL Target_50, MoveL Target_40, MoveL Target_30, MoveL Target_20, MoveL Target 10,

vProcess, z1, t_F10 0_15 0_inLine\WObj

vProcess, z1, t_F10 0_15 0_inLine\WObj

vProcess, z1, t_F100_150_inLine\WObj

vProcess, z1, t_F10 0_15 0_inLine\WObj

vProcess, z1, t_F10 0_15 0_inLine\WObj

vProcess, z1, t_F100_150_inLine\W0bj

vProcess, z1, t_F10 0_15 0_inLine\WObj vProcess, z1,

=wobj BaseFrame rightPos; =wobj BaseFrame rightPos; =wobj BaseFrame rightPos; =wobj BaseFrame rightPos; =wobj BaseFrame rightPos; =wobj BaseFrame rightPos; =wobj BaseFrame rightPos; =wobj BaseFrame rightPos;

t_F10 0_15 0_inLine\WObj ! IF Process is bond coat or top coat then stop reporting, powder and process IF nProcessStep > 1 THEN

rReportOff;

rStopPowder;

rStopProcess;

ENDIF rSpeedCalcOff;

! gun travels towards MoveL Target_20,v50,z1,t MoveL Target_30,v50,z1,t MoveL Target_40,v50,z1,t MoveL Target_50,v50, z1,t MoveL Target_60,v50,z1,t MoveL Target_70,v50,z1,t MoveL Target_80,v50,z1,t MoveL Target_85,v50,z1,t MoveL Target_90,v50, fine, !rSpeedCalcOff;

ENDPROC

the outside of the part

F100_150_inLine\WObj F10 0_150_inLine\WObj F100_150_inLine\WObj F100_150_inLine\WObj F100_150_inLine\WObj F100_150_inLine\WObj F100_150_inLine\WObj F100_150_inLine\WObj t_F100_150_inLine\WObj

wobj BaseFrame rightPos;

wobj BaseFrame rightPos;

wobj BaseFrame rightPos;

wobj BaseFrame rightPos;

wobj BaseFrame rightPos;

wobj BaseFrame rightPos;

wobj BaseFrame rightPos;

wobj BaseFrame rightPos; :=wobj BaseFrame rightPos;

PROC rPath2()

<SMT> ENDPROC

PROC rPath3()

<SMT> ENDPROC

PROC rPath4()

<SMT> ENDPROC

PROC routine000() MoveAbsJ

[ [0,0,0,0,0,0] ,[0,0,0,9E + 09,9E + 09,9E + 09]]\NoEOffs,v100,fine,tool0; ENDPROC

PROC rSprayParkPos() TPErase;

TPWrite sMsgTextArray{93};

MoveJ pSprayPark, v200, z10, t_F100_150_inLine; TPErase; ENDPROC

PROC rHomePos() TPErase;

TPWrite sMsgTextArray{94};

MoveJ pHome, v100, z10, t_F100_150_inLine; TPErase; ENDPROC

PROC rStartPos() TPErase;

TPWrite sMsgTextArray{95};

MoveJ pStart, v100, z10, t_F100_150_inLine; TPErase; ENDPROC

PROC rInterruptPos() TPErase;

TPWrite sMsgTextArray{96};

MoveL pInterrupt, v100, z10, t_F100_150_inLine; TPErase; ENDPROC

PROC rTeachPos()

! This Routine is written to teach position ! No call from a program

! pSpraypark is the position to spray in the Exhaust MoveJ pSprayPark, v200, z10, t_F100_150_inLine;

! Phome is the position, home where you have acess to the workpiece, ! UnLoad/ Load Position

MoveJ pHome, v200, z10, t_F100_150_inLine;

! PStart is the Position very close to the position of the Workpiece MoveJ pStart, v200, z10, t_F100_150_inLine; ! Interrupt Position

MoveJ pInterrupt, v200, z10, t_F100_150_inLine; ! Tool Calibration Position

! MoveJ pVerifyToolPos9MB, v200, z10, t_DJ2 600_15 0; ENDPROC

PROC rVar() !Recipe nRecipe h:=3; ! Plasma Recipe Heat nRecipe b:=9; ! Plasma Recipe Bond Coat nRecipe t:=3; ! Plasma Recipe Top Coat !Rotation nRot_h:=2 0;

! Speed RPM Turntable Plasma Heat nRot_b:=20.2;

! Speed RPM Turntable Plasma Bond Coat nRot_t:=2 0;

! Speed RPM Turntable Plasma Top Coat nRot_c:=2 0;

! Speed RPM Turntable Cooling nPath_h:=1; ! Motion Path Heat nPath_b:=1;

! Motion Path Bond Coat nPath_t:=1;

! Motion Path Top Coat ! Spraydistance nSpray h:=150; ! Spay distance Plasma Heat nSpray b:=150;

! Spay distance Plasma Bond Coat nSpray t:=150;

! Spay distance Plasma Top Coat ! Velocity nVelo_h:=10; ! Velocity Plasma Heat nVelo b:=1.5;

! Velocity Plasma Bond Coat

nVelo_t:=10;

! Velocity Plasma Top Coat

! Cooling

nCooling:=10;

! Cooling TIME in Seconds after Process

!Gun and Process

nGun:=11;

!1= F4-MB, 2=9MB, 3=3MB, 4=11MB, 5=F1 , 6=F210, 7= Triplex, 8=F4-HBS, 11=F100

!21= DJ2600,22=WokaStar,23=G-Gun, 24=JP5000 !31= 6P-II, 32=EGD-K !41= SmartArc, 42=OSU Arc, 43=XXX nProcess:=1;

!1=Plasma, 2=HVOF, 3=Flame, 4=Arc, 9=Test Acceptance nHeat:=0;

! Heat passes in numbers nBond:=1;

! bond Coat passes in numbers nTop:=0;

! Top Coat passes in numbers nInspection:=0;

! Inspection requested! Can only be used for Bond OR Topcoat nReport:=0;

!0= without report, 1= with report !bUseAccura:=TRUE; !TRUE = Robot moves to Accura position !FALSE= Accura spray not used bRobotPosition:=RIGHT_POSITION; !Robot position indication

!LEFT_POSITION = Robot is placed on the left side of the track !RIGHT_POSITION = Robot is placed on the right side of the track nSmallDiameter:=313.4; !Surface Speed in m/min bPowderOnInPrg := TRUE; ENDPROC

PROC rHeader() rVar; TPErase;

TPWrite "COMPONENT TYPE: Chrunichev 4009469"; TPWrite "COMPONENT DESCRIPTION: Test-Progr";

TPWrite "ROBOT POSITION: Right Position on Track"; TPWrite "Program ID NUMBER : 1 "; TPWrite "GUN TYPE : F100 "; TPWrite "SPRAY PROCESS: Plasma "; TPWrite "REVISION V1.0/RES "; WaitTime 4; TPErase; ENDPROC

ENDMODULE

Копии основополагающих патентов

Авторы: Смоленцев Владислав Павлович (КС/. Кондратьев Михаил Вячеславович (ЯII), Смоленцев Евгений Владиславович (1(1'), Портных Александр Иванович (Ш1), Скрыгин Олег Викторович

(т

О

<м ш

<£> 10

со см

Э