Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu
Статьи журнала - Вестник Донского государственного технического университета
Все статьи: 1573
Влияние свойств сервопривода шпинделя на динамику сверления глубоких отверстий малого диаметра
Статья научная
Рассматриваются вопросы моделирования формообразующих движений при сверлении глубоких отверстий с учётом динамической связи, возникающей в процессе резания. Приведены результаты моделирования в среде Matlab траекторий изменения частоты вращения шпинделя в зависимости от параметров серводвигателя и характеристик процесса. Впервые проведено моделирование процессов обработки металлов сверлением с учётом постоянно увеличивающегося момента сопротивления, обусловленного стружкообразованием. Представлен пример фазовой траектории, описывающей динамику формообразующих движений при сверлении глубоких отверстий с учётом увеличивающегося момента, связанного со стружкообразованием. Показано преобразование фазовых портретов в зависимости от параметров серводвигателя и процесса обработки. Приведены рекомендации по выбору параметров двигателя. Они зависят от динамической характеристики процесса обработки и влияния момента, обусловленного стружкообразованием.
Бесплатно
Влияние сделок слияния и присоединения на реорганизацию банковской системы России
Статья научная
Дан анализ состояния банковской системы Российской Федерации и рассмотрены последствия поэтапного изменения требований к капиталу банка. На основании проведенного анализа прогнозируется возможное изменение банковской системы Российской Федерации.
Бесплатно
Влияние скоростных связей на устойчивость равновесия динамической системы резания
Статья научная
Рассматривается проблема потери устойчивости динамической системы резания. Основное внимание уделяется влиянию запаздывающего аргумента, формируемого в зависимостях сил резания от упругих деформационных смещений инструмента относительно заготовки. Раскрываются механизмы потери устойчивости и анализируются области устойчивости в плоскости варьируемых параметров, характеризующих запаздывающие аргументы.
Бесплатно
Влияние содержания древесного дисперсного наполнителя на долговечность композиционных материалов
Статья научная
Введение. Использование биокомпозитных материалов является необходимой составляющей комплекса мер по защите окружающей среды. В соответствии с классификацией полимеров нефтехимического происхождения, биополимеры можно разделить на термические и пластические термического упрочнения. Первые могут быть изменены для проведения повторного нагрева, вторые - нет, по причине затвердевания карбоната кальция. Термические биопластмассы были разработаны, в основном, для упаковочной промышленности и могут быть предложены в качестве связующего агента в биокомпозитных материалах. Материалы исследования. При проведении настоящего исследования древесные волокна опилок были выбраны в качестве добавки для получения армированных пластмасс на основе полиэстерового волокна. Целью исследования являлось определение оптимального соотношения объёма и размеров опилок. В ходе экспериментов были проведены испытания различных смесей древесных опилок при варьировании сочетания их размеров, объёма и прилагаемых к ним нагрузок. Результаты исследования. Полученные результаты продемонстрировали увеличение деформации композитного материала при увеличении доли древесных опилок любых объемов, исследованных в тесте на давление, а также уменьшение прочности и относительного удлинения при увеличении доли опилок средних и малых объёмов. Прочность и удлинение композитного материала возрастает с увеличением доли опилок с объемом, превышающим 120 мм3. Напряжения увеличиваются тогда, когда размер древесных опилок равен 20 мм3 и соотношение смешивания равно 25%, при этом упругость материала понижается. Обсуждение и заключения. В опытах на изгиб изделия наблюдалось снижение прочности и увеличение относительного удлинения при смешивании образца с древесными опилками объёмом 5 мм3, возрастание прочности и удлинения при увеличении их объёма до 25 мм3, а затем уменьшение прочности и относительного удлинения при увеличении объёма до 120 мм3.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Снабжение людей качественной питьевой водой всегда имело первостепенное значение. Но её транспортировка по трубопроводным системам зачастую бывает связана с проблемами, вызываемыми, например, температурой воды и окружающей среды, а также возможностью возникновения гидравлических ударов на отдельных участках труб. В большей степени эти проблемы касаются систем, в которых используются трубы из полиэтилена. Температура - это один из наиболее важных факторов, влияющих на гибкость полиэтиленовых труб, и этот фактор оказывает влияние не только на проектирование водопроводных сетей, но и на капиталовложения в их развитие. Целью настоящих исследований явилось изучение влияния температуры воды и окружающей среды на свойства материала труб и скорость распространения гидравлической ударной волны в полиэтиленовых трубах.Материалы и методы. В проведенных авторами опытах применялся метод натурных исследований, когда для испытания используются специализированное оборудование и специально изготовленные для этих целей образцы. В данном случае использовались образцы труб из полиэтилена высокой плотности, которые подвергались испытаниям на растяжение на разрывной машине, причём каждый опыт проводился троекратно. В процессе проведения опытов образцы подвергались воздействию определённых температурных режимов (как внешних, так и внутренних), при этом исследовалось также влияние гидродинамического давления жидкости в трубе в результате изменения скорости жидкости в её секциях. Для этого в образцы подавалась жидкость под определённым давлением, чтобы выяснить влияние на трубы эффекта, известного как гидроудар.Результаты исследования. В ходе исследования было установлено, что значение модуля упругости полиэтилена высокой плотности PE100 уменьшается с повышением температуры воды, причём величина снижения при температуре 60 °C достигает 60,21 % по сравнению с его значением при температуре воды +4 °C. В результате опытов по определению изменения модуля упругости полиэтилена с повышением температуры было выведено экспоненциальное уравнение для расчета значения полиэтиленового коэффициента как функции времени E = 1,312e-0,01t с коэффициентом корреляции R2 = 0,988 , а для расчета значения скорости распространения гидравлической ударной волны было выведено экспоненциальное уравнение как функции времени C = 275,9e-0,01t с коэффициентом корреляции R2 = 0,987.Обсуждение и заключения. В результате экспериментов было установлено, что вредное воздействие на стенки труб оказывает такое явление, как гидроудар, возникновение которого по возможности необходимо избегать ещё на этапе проектирования водопроводной сети. В ходе исследования было определено, что с увеличением температуры значения модуля упругости полиэтилена уменьшались при одновременном понижении значений скорости распространения гидравлической ударной волны.
Бесплатно
Статья научная
Целью настоящей работы является изучение воздействия термического цикла сварки (ТЦС) и повторного нагрева на кинетику охрупчивания металла зоны термического влияния (ЗТВ) сварных соединений стали 15Х2НМФА-ВРВ. Решалась задача повышения технологической прочности сварных соединений оборудования АЭС. Для это было проведено комплексное исследование, в ходе которого применялись различные виды анализа: флуктуационный, металлографический, электронно-микроскопический, рентгеноструктурный и химический. Кроме того, были использованы моделирование металла ЗТВ, а также неразрушающий и разрушающий контроль качества сварных соединений. Установлено влияние основных параметров термического цикла сварки и термической обработки на кинетику охрупчивания металла ЗТВ. Показано, что высокая погонная энергия при электрошлаковой сварке является главной причиной прямого разупрочнения границ наиболее крупных (0-1 балл) зерен за счет выделения сульфидов пленочной формы. Дальнейшее развитие процесса дисперсионного твердения при повторном нагреве (отпуске) способствует относительному разупрочнению и разрушению границ.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается решение задач о равновесии полуплоскости и полосы, ослабленных прямолинейными поперечными трещинами и усиленных тонкими гибкими накладками. В качестве математической модели тонкой накладки использованы граничные условия специального вида. Для установления границ применимости модели проведено численное исследование данных условий. На основе уравнений равновесия задача сведена к решению сингулярного интегрального уравнения первого рода с ядром Коши относительно производной функции раскрытия трещины. При этом использован метод обобщённых интегральных преобразований. В различных диапазонах изменения геометрических и физических параметров задачи построены решения вышеуказанного интегрального уравнения методами малого параметра и коллокации. Получены значения коэффициента интенсивности напряжений в окрестности краёв трещины. Проведён многофакторный анализ влияния накладки на критическое состояние трещин в подложке.
Бесплатно
Статья научная
Введение. При фрезеровании сложных поверхностей деталей выбор траекторий и ориентации инструмента влияют на параметры шероховатости. Однако в исследованиях, посвященных формированию траекторий, не учитываются рекомендации, позволяющие обеспечить качество микрогеометрии поверхностей. К тому же при написании программ для оборудования с ЧПУ в CAM-системах (от англ. computer-aided manufacturing - автоматизированное производство) ограничения режимов резания определяются исключительно с помощью геометрического подхода. Он не учитывает влияние углов ориентации сфероцилиндрического инструмента относительно плоскости нормали на качество обработки поверхностей, а именно на шероховатость.Цель работы - создание методики по выбору предельных значений углов ориентации сфероцилиндрического инструмента для оптимизации процесса механической обработки пространственно-сложных поверхностей. Задачи: достижение минимальных значений амплитудного параметра шероховатости Rz и определение эффективности различных траекторий обработки.Материалы и методы. Использовались методы корреляционного и регрессионного анализа, результаты сравнивались и обобщались. Для оценки параметров уравнения регрессии применялся метод наименьших квадратов. Для экспериментальных исследований задействовали обрабатывающий центр DMU 50 ecoline. Шероховатость измеряли на профилометре Surfcom 1800 D. Материал образцов - сталь 12Х18Н10Т. Материал инструмента - твердый сплав 1620 Sandvik с PVD-покрытием (от англ. physical vapor deposition - физическое осаждение паров металлов, ближайший отечественный аналог - Т15К6).Результаты исследования. Детально показано, как параметры шероховатости Rz зависят от угла наклона и диаметра инструмента. Двадцать примеров представлены в виде таблицы. Естественные коэффициенты регрессии рассчитаны по линейной и гиперболической моделям. Установлено, что диаметр инструмента больше влияет на формирование параметра шероховатости Rz, чем угол наклона. Для детального описания особенностей влияния сравнивались коэффициенты множественной, частной, парной корреляции и множественной детерминации. Определены ограничения, связанные с углами наклона инструмента при обработке сложных поверхностей. Визуализирована схема для расчета угла нормали, которая включает выбранный шаг по оси для определения длин отрезков ломаной кривой. Даны в виде рисунков профилограммы поверхностей, полученные при различных траекториях формообразования. Это позволило сделать вывод о непригодности фрезерования сверху вниз при наклоне инструмента 5°- 35°. Составлена карта, по которой можно судить о шероховатости, зная вид фрезерования и угол наклона (от 5°до 80°). Графически показана зависимость параметра шероховатости от скорости обработки и применения охлаждающей жидкости. Сведены в таблицу расчетные параметры для определения оптимального угла наклона инструмента. Их анализ доказал адекватность предложенного метода подготовки управляющей информации.Обсуждение и заключение. Представленная методика позволила определить оптимальные значения углов ориентации сфероцилиндрического инструмента с учетом скорости резания и достижения минимально возможного амплитудного параметра шероховатости Rz. Рассмотрена ситуация подачи fz = 0,4 мм/зуб для участков поверхности с суммарным углом 5°- 50°. В этом случае обработка по траекториям в попутном, встречном направлении и снизу вверх обеспечила шероховатость в диапазоне 3-6 мкм по параметру Rz. Траектория движения сверху вниз не рекомендована к применению на окончательных операциях из-за значительной высоты параметра Rz.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Статья посвящена изучению процесса электроакустического нанесения износостойких покрытий. Целью работы является получение математической модели влияния ультразвука на процессы формирования и развития электрической искры, происходящей в процессе электроакустического напыления.Материалы и методы. В основе анализа влияния ультразвуковых колебаний на процессы, протекающие при формировании и развитии искрового разряда, рассмотрены уравнения непрерывности, движения и переноса энергии с учетом вклада ультразвукового поля. Учтены факторы, влияющие на теплопроводность и электропроводность сильно ионизованного газа.Результаты исследования. При получении модели были сделаны предположения, что отвод тепла из канала осуществляется «прозрачным излучателем». Тогда для области канала было принято автомодельное решение: давление, температура и плотность постоянны по сечению, а скорость пропорциональна радиусу. Получена математическая модель, описывающая процессы, протекающие в искровом канале с учетом влияния энергии ультразвукового поля.Обсуждение и заключения. На основании построенной модели установлено, что под действием ультразвука увеличивается радиус и температура искрового канала, а также создаются условия двукратной ионизации при высоких энергиях ультразвука.
Бесплатно
Влияние формы гофрированного картона на амортизирующие свойства упаковки
Статья научная
Целью работы является поиск таких форм гофрирования картона, которые позволили бы эффективно амортизировать ударную нагрузку на картонный лист - как вертикальную, так и горизонтальную. Предмет исследования - эффективность амортизации картонной упаковки с сотовой структурой и альтернативной (с MS-профилем) под действием ударной нагрузки поперек и вдоль соты. В качестве задач проведенных изысканий рассматривались измерение и сравнение скорости деформации, а также способности поглощения ударной нагрузки образцов картонной упаковки со стандартным и альтернативным MS-гофрированием. Образцы находились под ударным воздействием. Амортизирующие свойства многослойной картонной упаковки размером 127×127 мм оценивались при следующих условиях: высота падения - 610 мм; скорость падения - 3,5 м/с; падающий вес - 12,5 кг; усилие сжатия - 340 H. При этом регистрировались: сила сжатия; энергия удара; величина деформации. В результате проведенных экспериментов было установлено, что трех- и пятислойный образец с MS-профилем обладает лучшими амортизирующими свойствами (по сравнению с картоном со стандартной сотой такой же толщины). Применение семи- и девятислойного картона с MS-профилем нецелесообразно, ввиду незначительного преимущества по сравнению с трех- и пятислойным образцом.
Бесплатно
Влияние электроискрового легирования на механические свойства Al-Si-Cu сплавов
Статья научная
Введение. Статья посвящена исследованию микротвердости и износостойкости алюминиевого сплава (АК5М7) после обработки его поверхности электроискровым легированием (ЭИЛ) электродами А (Cu) и Р (Cu + P) с разной приложенной энергией.Цель работы - исследование взаимосвязи физикомеханических и прочностных свойств поверхности сплава АК5М7, полученной после ЭИЛ медным и меднофосфорным электродами.Материалы и методы. Использованы методы рентгенодифракционного и рентгенофлуоресцентного анализа для определения фазового состава, областей когерентного рассеяния (ОКР) и микродеформации поверхности.Результаты исследования. Установлено, что при использовании обоих видов электродов с увеличением энергии возрастают микротвердость и износостойкость. Образец был модифицирован электродом Р с энергией 0,79 Дж. В этом случае максимальное значение микротвердости увеличилось в 5,3 раза, износостойкости - в 1,6 раза. Установлено, что при ЭИЛ на поверхности исследуемого сплава образуются новые интерметаллические фазы Al2Cu и Cu3P...
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается осесимметричная квазистатическая задача термоупругости о внедрении цилиндрического штампа с плоской подошвой, на которой поддерживается постоянная температура, в функционально-градиентное полупространство, модуль упругости, коэффициент Пуассона, коэффициенты теплопроводности и линейного расширения которого непрерывно изменяются в приповерхностном слое независимо друг от друга. Вне контактной зоны поверхность идеально теплоизолирована и свободна от напряжений. При решении задачи используются полученное ранее с помощью численно-аналитических методов (аппарата интегральных преобразований Ханкеля и метода модулирующих функций) решение несмешанной задачи о произвольном термомеханическом воздействии на неоднородное по глубине термоупругое полупространство. Решение исходной задачи сводится к решению системы парных интегральных уравнений. Свойства трансформант ядер парных интегральных уравнений задачи позволяют применить хорошо обоснованный и развиваемый в настоящее время двусторонний асимптотический метод. С помощью данного метода найдены в аналитическом виде приближённые выражения для величин теплового потока и смещения поверхности полупространства, контактные напряжения под подошвой разогретого штампа. Приведены значения контактных напряжений для различных случаев изменения механических и температурных свойств в приповерхностном слое. Рассматриваются случаи, когда значения термоупругих свойств покрытия совпадают со значениями термоупругих свойств подложки, либо когда значение характеристики отличается в 2 раза (в большую или в меньшую сторону) на поверхности и линейно убывает (или растёт) по глубине до значения в подложке.
Бесплатно
Внедрение систем экологического менеджмента в малом предпринимательстве
Статья научная
Рассматривается внедрение экологического менеджмента, нового этапа развития менеджмента организации, основная задача которого заключается в оптимальном сочетании эффективной деятельности предприятий с состоянием окружающей среды. Эколого-ориентированное управление на предприятиях возведено в России в ранг национальных приоритетов, но при этом существуют проблемы, мешающие его эффективному внедрению. Особо актуальными эти проблемы являются для малого предпринимательства.
Бесплатно
Возможности использования элитных особей при решении задачи коммивояжера моделью Гольдберга
Статья научная
Целью данной работы является исследование актуальной задачи коммивояжера, которая является NP сложной задачей дискретной оптимизации. Показано, что для достижения поставленной цели пригодны лишь эвристические методы. Для решения задачи представлен результат совместного использования муравьиного (МА) и генетического (ГА) алгоритмов. Особенностью предложенного генетического алгоритма является то, что задача решается только с помощью различных мутаций (без кроссовера). Исследуемый ГА был улучшен введением элитарной стратегии. Испытания проводились на графах средней и большой размерности. Элитная особь, получаемая с помощью муравьиного алгоритма, в среднем улучшалась на 11 %. Показано, что эффективность генетического алгоритма напрямую зависит от количества особей в поколении и количества итераций алгоритма. Ввод элитарной стратегии улучшил получаемые значения целевой функции более чем в 2 раза. Увеличение числа запусков МА при выборе элиты позволило повысить эффективность алгоритма приблизительно на 2 %.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Увеличение скоростей движения железнодорожного транспорта и повышение нагрузок на оси колесных пар обуславливают необходимость модернизации существующего парка. Научные исследования в области динамики подвижного состава направлены на учёт колебательных процессов, возникающих при движении железнодорожных транспортных средств в традиционном конструктивном исполнении. Присоединение дополнительных элементов рассматривалось на уровне сцепки двух вагонов и присоединении третьей тележки в центре тяжести железнодорожной платформы. Построению математических моделей, позволяющих оценить динамические состояния таких конструктивных решений, в научной литературе не уделено достаточно внимания. Цель данного исследования - создать метод оценки динамических состояний вагона. Рассматривается ситуация, когда в его структуру вводится дополнительная совокупность масс-инерционных и упругих элементов, причем от корректировки их параметров зависит общее динамическое состояние транспортного средства.Материалы и методы. Базовым инструментом проведения исследований является структурное математическое моделирование, в основе которого лежит подход, когда исходная расчетная схема представляет собой механическую колебательную систему в виде твердого тела на упругих опорах с дополнительной введёнными в её структуру типовыми элементами. Динамическим аналогом используемой расчетной схемы является структурная схема системы автоматического управления, применение которой позволяет детализировать связи между типовыми упругими и масс-инерционными элементами.Результаты исследования. Предложен метод оценки динамических состояний железнодорожных транспортных средств, основанный на построении математических моделей, с учетом введения дополнительной структуры масс-инерционных и упругих элементов. Исследовано влияние дополнительных параметров на динамическое состояние транспортного средства. Получены аналитические соотношения, позволяющие при изменении соответствующих параметров технического объекта снизить динамические нагрузки на основные конструктивные упругие элементы. Приведена передаточная функция межпарциальных связей, позволяющая контролировать взаимодействие между координатами движения транспортного средства при действии двух кинематических возмущений синфазного типа.Обсуждение и заключение. Сформированная математическая модель позволяет оценить динамическое состояние железнодорожного транспортного средства в условиях действия кинематических возмущений. Результаты исследований могут быть применены при модернизации существующих и создании новых транспортных средств с улучшенной динамикой.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Наполненные композиты на основе политетрафторэтилена обладают свойствами, позволяющими работать при высоких контактных давлениях, возвратно-поступательном характере сдвиговых нагрузок и в широком диапазоне температур. Благодаря этому их применяют в качестве антифрикционных слоев опорных частей с шаровым сегментом. Для моделирования механического поведения таких материалов в условиях эксплуатации нужны адекватные определяющие уравнения упруговязкопластичности и методы их идентификации по данным базовых экспериментов.Материалы и методы. Тензорно-линейную модель упруговязкопластичности предлагается идентифицировать по данным экспериментов на свободное сжатие образцов. Их подвергают нагружению до максимальной деформации 10 %, выдерживают, разгружают и проводят аналогичный цикл нагружения до 160 МПа при стесненном сжатии. Эксперимент с композитом на основе политетрафторэтилена, наполненного 40 масс. % мелкодисперсной бронзы, проходил при комнатной температуре. Испытания на стесненное сжатие выполнялись для двух, на свободное сжатие - для трех значений скорости деформации в диапазоне 10-6 - 10-3 с-1. Для описания рассматривались две модели упруговязкопластичности, представляющие собой модификации моделей Свейна и Клечковски и соответствующие соединению вязкоупругого либо упругого нелинейновязкого элемента с пластическим или эндохронным элементом. В качестве вязкоупругого элемента рассматривался интегральный оператор с ядром Кольрауша.Результаты исследования. Итоги испытаний по стесненному сжатию позволили отделить от определяющих соотношений упругую связь объемных деформаций и средних напряжений. Данные циклов свободного сжатия при различных скоростях деформации использовали для определения материальных констант модели. С этой целью реализован эффективный поисковый алгоритм на основе симплекс-метода минимизации невязки. Обе модели обнаружили важность пластической составляющей (не зависящей от скорости деформации) для качественного описания циклического изменения напряжений, сопровождающего циклическое изменение деформаций, а также их зависимость от скорости деформаций.Обсуждение и заключения. Обе модели упруговязкопластичности корректно описывают поведение исследованного фторкомпозита в условиях нагружения, близких к условиям эксплуатации антифрикционных слоев опорных частей с шаровым сегментом, и могут рассматриваться в качестве основы для их дальнейшего обобщения с учетом зависимости от температуры.
Бесплатно
Выбор и обоснование модели формирования команд управления организациями сервисного типа
Статья научная
Предложен комплекс принципов формирования команд управления сервисными организациями. Описана модель трёхстороннего обмена, основанная на инновационной организационной среде.
Бесплатно
Выбор и расчет параметров режима ударной конденсаторной сварки с магнитно-импульсным приводом
Статья научная
Рассмотрен алгоритм определения параметров процесса конденсаторной сварки и оборудования стержневых элементов с тонкостенными. Приведены значения выбранных и расчетных параметров процесса и обо-рудования.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Одно из главных требований к способам наплавки уплотнительных поверхностей деталей затвора энергетической арматуры заключается в получении качественного износостойкого наплавленного слоя металла при минимальном его проплавлении и оптимальной производительности процесса. В настоящее время разработаны и внедрены в производство дуговые, электрошлаковые, плазменные, лучевые, индукционные и другие способы наплавки. Однако влияние различных дуговых сварочных процессов плавящимся электродом в защитном газе на геометрические параметры наплавленных валиков и твердость металла уплотнительных поверхностей недостаточно изучено. Представленная научная работа призвана восполнить этот пробел. Целью ее авторов является выбор такого процесса дуговой наплавки валиков плавящимся электродом в защитных газах на детали затвора энергетической арматуры, который обеспечивал бы наилучшие сварочно-технологические свойства наплавленного металла.Материалы и методы. Дуговую наплавку плавящимся электродом в смеси газов осуществляли на пластины из стали. Наплавочная горелка перемещалась прямолинейно, без поперечных колебаний, с помощью механизма FRC-9 (Fronius). В качестве источника питания использовали цифровой источник тока инверторного типа с микропроцессорным управлением TransPulsSynergic 3200 СМТ (Fronius). Анализу подвергались следующие сварочные процессы: процесс MIG/MAG с саморегулированием (режим Standard), синергетический процесс способа MIG/MAG (режим Synergic), процесс короткой дугой с механическим отрывом капель электродного металла (CMT-ColdMetalTransfer) и синергетический импульсно-дуговой процесс (PulseSynergic). Рациональный процесс наплавки валиков оценивался стабильностью величин энергетических параметров режима наплавки валиков во времени при одинаковых скоростях подачи электродной проволоки, которые фиксировались осциллографами, а также сравнение геометрических характеристик наплавленных валиков и твердости наплавленного металла.Результаты исследования. Анализ экспериментальных данных геометрических размеров наплавленных валиков и их комплексных размерных характеристик позволил установить, что сварочно-технологическим требованиям, предъявляемым к наплавляемым валикам, наиболее полно соответствует наплавка длинной дугой импульсно-дуговым процессом PulseSynergic.Обсуждение и заключение. Проведенное исследование и полученные в результате его данные вносят определенный вклад в решение проблемы влияния дуговых сварочных процессов на параметры наплавленных валиков и на твердость металла уплотнительных поверхностей. Подробный анализ режимов дуговой наплавки валиков плавящимся электродом в защитных газах на детали затвора энергетической арматуры может быть использован в дальнейших исследованиях на эту тему. Выводы авторов не только окажут ощутимую теоретическую помощь ученым, но и внесут коррективы в деятельность специалистов-практиков.
Бесплатно
Выбор технологий нанесения пленок металлов методами физического осаждения
Статья научная
Введение. Получение качественных тонких пленок металлов важно для развития технологий нанесения антифрикционных и износостойких покрытий на режущие инструменты или детали пар трения. Используют различные способы физического осаждения пленок с применением технологий катодного (ионного), магнетронного и ионно-лучевого распыления с ассистированием. Цель работы - анализ, сопоставление и определение целесообразности методов физического осаждения тонких пленок металлов при нанесении антифрикционных и износостойких покрытий на режущие инструменты или детали пар трения.Материалы и методы. Рассмотрены технологии катодного (ионного), магнетронного и ионно-лучевого распыления. Представлены принципиальные схемы, условия и параметры рассматриваемых процессов. Результаты исследования. Перспективная технология нанесения тонких пленок, легирования и упрочнения поверхностей металлических деталей - магнетронное распыление. Магнетроны непрерывного действия применяют для нанесения покрытий сложного состава или многослойных покрытий на плоские подложки. Ионнолучевое распыление рассматривают как медленное распыление поверхности мишени под действием бомбардировки потоком ионов с высокой энергией и осаждение на поверхности подложки. При ионной имплантации происходит легирование поверхности металлов атомами отдачи, которые получают высокую энергию от ускоренных ионов и перемещаются вглубь на несколько нанометров. Это позволяет получать сверхтонкие легированные слои. Низкая температура ионной имплантации, возможность достаточно точного контроля глубины и профиля распределения примеси создают предпосылки автоматизации технологического процесса. Следы изнашивания сильнее окислены при одних и тех же условиях изнашивания на имплантированной стали по сравнению со сталью без имплантации. Неравновесный процесс при ионной имплантации вызывает образование таких сплавов в поверхностных слоях, которые невозможно получить в обычных условиях из-за диффузии компонентов или ограниченной растворимости. Ионная имплантация позволяет получить в поверхностном слое сплавы определенного состава. Свойства поверхности можно оптимизировать без связи с объемными свойствами материала. Обсуждение и заключение. У катодного (ионного), магнетронного и ионно-лучевого распыления есть общие достоинства: благодаря относительно низкой температуре подложка не перегревается; возможно получение равномерных покрытий; точно воспроизводится химический состав осаждаемых покрытий. Остальные достоинства и недостатки рассматриваемых методов индивидуальны. Результаты могут быть использованы для создания тонких пленок путем чередования процессов магнетронного, а затем ионно-лучевого напыления, что позволяет получать пленки, равномерно модифицированные по глубине. Это важно при производстве деталей пар трения и режущего инструмента для повышения их качества.
Бесплатно
