Разработка и исследование детонационных покрытий с повышенными эксплуатационными свойствами
Диссертация
На основании полученных результатов исследований разработана технология нанесения детонационных градиентных керамических и металлокерамических покрытий, выпущена технологическая инструкция в категории стандарта предприятия (СТП.УЕИА 134 — 2000. Нанесение высокопрочных градиентных покрытий с заданными свойствами). Были разработаны и внедрены детонационные градиентные металлокерамические покрытия… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Современное состояние проблемы нанесения детонационных покрытий с повышенными свойствами
- 1. 1. Процесс детонационного нанесения покрытий
- 1. 2. Свойства детонационных покрытий и основные направления их улучшения
- 1. 3. Конструкция и технические параметры детонационных установок
- 1. 4. Диагностика параметров процесса детонационного напыления
- 1. 5. Выводы по главе. Постановка задач исследования
- Глава 2. Разработка детонационного оборудования и методики параметров процесса напыления. Методы исследования покрытий
- 2. 1. Оборудования для нанесения градиентных покрытий
- 2. 2. Определение температурно-скоростных параметров процесса детонационного напыления
- 2. 3. Разработка стенда для формирования градиентных покрытий и исследования температурно-скоростных параметров напыляемых части
- 2. 4. Методы определения износостойкости
- 2. 5. Определение фазового и структурного состояний покрытий
- 2. 6. Определение микромеханических свойств покрытий
- 2. 7. Определение прочностных характеристик
- 2. 7. 1. Определение прочности сцепления покрытия с основой
- 2. 7. 2. Определение контактной прочности
- 2. 8. Выводы по главе
- Глава 3. Влияние параметров детонационного процесса на свойства покрытий
- 3. 1. Определение оптимальных режимов напыления детонационных покрытий
- 3. 2. Влияние временных параметров включения клапана подачи транспортирующего газа на параметры детонационного потока
- 3. 3. Исследование энергетических характеристик и их влияния на свойства покрытий
- 3. 4. Выводы по главе
- Глава 4. Формирование и исследование свойств градиентных покрытий
- 4. 1. Керамические градиентные покрытия
- 4. 2. Металлокерамические градиентные покрытия
- 4. 3. Исследования структуры градиентных покрытий
- 4. 4. Триботехнические свойства градиентных покрытий
- 4. 4. 1. Испытания на машине трения СМЦ
- 4. 4. 2. Испытания на машине возвратно-поступательного трения МПТ
- 4. 4. 3. Испытания на машине пяточного трения ЛПИ
- 4. 4. 4. Испытания на машине абразивного трения ММТ
- 4. 5. Контактная прочность градиентных покрытий
- 4. 6. Выводы по главе
- Глава 5. Использование результатов исследований
- 5. 1. Эффективность градиентных детонационных покрытий для упрочнения кристаллизаторов МНЛЗ
- 5. 2. Детонационная металлизация фторопластсодержащих композиционных материалов
- 5. 3. Повышение износостойкости резьбовых частей насосно-компрессорных труб
- 5. 4. Повышение износостойкости и герметизирующей способности подвижных соединений уплотнительных устройств
- 5. 5. Выводы по главе
Список литературы
- Клубникин B.C. О достижениях в термическом нанесении покрытий // Труды 6-й международной научно-технической конференции «Пленки и покрытия 2001 «.-Санкт-Петербург.: Изд-во СПбГТУ, 2001- С. 15−21.
- Зверев А.И., Таривкер С. Ю., Астахов Е. А. Детонационное напыление покрытий.- JL: Судостроение, 1979.
- Бартенев С.С., Федько Ю. П., Григоров А. Н. Детонационные покрытия в машиностроении.- Л. Машиностроение, 1982.
- Ю.С. Борисов, Ю. А. Харламов, С. Л. Сидоренко, Е. Н. Ардатовская. Газотермические покрытия из порошковых материалов. Справочник. Киев: Наукова думка, 1987.
- Пуарман Р.М. Устройство для использования взрывной волны. Патент США № 2 714 563. 02 августа 1955.
- Кадыров В.Х., Ладан Е. П. Детонационно-газовые установки «АДМ» для напыления.- Сварщик, 2002., № 3.
- Автоматический детонационный комплекс АДК «Прометей». Проспект-Выборг, 1981.
- Бланк Е.Д., Макаров В. Н., Гольдфайн В. Н., Бедов В. А., Винтман В. Э., Очеретько Ю. Ф., Матяш А. А. Автоматический детонационный комплекс.-Свидетельство на промышленный образец № 15 146.- 22 января 1983.
- Бланк Е.Д., Белов В. Н., Галеев И. М., Гольдфайн В. Н., Змитрович Ю. В., Лукина В. П., Поляков А.О., Ушков С. С. Чайкин Ю.Ф.- А.с СССР № 260 020.- 01 сентября 1987.
- Rabin В.Н. Shiota I. Function ally Gradient Materials.- MRS Bulletin. № 20, January 1995.
- Способ получения функционально-градиентных покрытий. Патент США № 4 751 099.- 24 декабря 1986.
- S.Sampath, H. Herman, N. Shimodc, etal. Thermal Spray Processing of FGM. -MRS Bulletin. № 20, January 1995.
- В.А. Оковитый, А. Ф. Ильюшенко, B.C. Ивашко и др. Аспекты получения градиентных плазменных теплозащитных покрытий // Труды 5-й Международной конференции «Пленки и покрытия 98».- СПб: Изд-во СПбГТУ, 1998.
- А .Я. Кулик, Ю. С. Борисов и др. Газотермическое напыление композиционных порошков.-Л: Машиностроение, 1985.
- Харламов Ю.А. Динамическое взаимодействие частиц порошка с детонационной волной при напылении // ФХиОМ.- 1974.-№ 1.- С. 32.
- Зельдович Я.Б., Райцер Ю. П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. -М: Физматгиз, 1963.
- М. Хонкинг, В. Вантасари, П. Сидки. Металлические и керамические покрытия. Пер. с англ.-М.: Мир, 2000.
- Хасуй А. Техника напыления. Пер. с японского -М: «Машиностроение», 1975.
- Клубникин B.C. Напыление и покрытия: особенности развития и достижения // Тезисы докладов конференции «Напыления и покрытия-95». -Санкт-Петербург.: Изд-во СПбГТУ, 1995.- С. 3−6.
- Е.Д. Бланк, И. М. Галеев, В. Н. Слепнёв Комплексы оборудования для детонационного напыления //Вопросы материаловедения. 1998. — № 1 (14) -С.38.
- Астахов Е.А., Филиппов Д. Т., Детонационное напыление для восстановления и упрочнения деталей судового производства. Киев: Знание, 1988.
- Анциферов В.Н., Мешков А. Н., Агеев С. С., Буханов В. Я. Газотермические покрытия. Екатеринбург: «Наука», 1994.
- Ревун С.А., Балакирев В. Ф. Особенности образования адгезионной связи при газотермическом напылении покрытий // Физика и химия обработки материалов.- 2002, № 2. С.55−62.
- Бобров М.Ю., Клубникин B.C. Некоторые достижения в создании высокоскоростных способов напыления покрытий // Тезисы докладовконференции «Напыления и покрытия-95." — Санкт-Петербург: Изд-во СПбГТУ, 1995. С. 38−40.
- Борисов Ю.С., Петров С. В. Использование сверхзвуковых струй в технологии газотермического напыления. Автоматическая сварка. — 1995, № 1 -С. 41−44.
- Харламов Ю.А. Допустимая скорость частиц при газотермическом нанесении покрытий // Сварочное производство. 1989, № 8. — С. 35−37.
- Ульяницкий В.Ю. Физические основы детонационного налыления.-Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук, Новосибирск: Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 2001.
- Марчук В.Е., Лобунец В. Ф. Детонационные покрытия из композиционных материалов на основе никеля // Автоматическая сварка. 1997, № 7.- С. 23−25.
- Когаев В.П., Дроздов Ю. Н. Прочность износостойкость деталей машин. Учебное пособие для машиностр. спец. вузов.- М.: Высш. школа, 1991.
- Анисимов М.И., Галеев ИМ., Бланк Е. Д., Толочко С. В. Керамические и металлокерамические покрытия с повышенной трещиностойкостью // Тезисы докладов конференции «Напыления и покрытия-95." — СПб: Изд-во СПбГТУ, 1995.-С. 121−123.
- Evans A. G., Wilshaw Т. R. Quasi-static solid particle damage in brittle solids 1 Observation, analysis and implication. Acta Met., 1976, Vol. 23, N10, P. 939−956
- Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для вузов. 6-е издание перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986.
- Харламов Ю.А. Принципы получения и управления структурой и свойствами детонационно-газовых покрытий // Тезисы докладов конференции «Напыление и покрытия-95».- СПб: Изд-во СПбГТУ, — 1995. С. 10−13.
- Зверев А.И., Пуляевский Г.Г.,.Тимошин М. А, Очеретько Ю. Ф., Астахов Е. А. и Карпезо А. И. Установка для детонационного нанесения покрытий // А.с. СССР № 671 089. 20 июля 1984.
- Зверев А.И., Полосков М. А., Астахов Е. А., Очеретько Ю. Ф., Клименко B.C., Скадин В. Г. Установка для детонационного нанесения покрытий // А.с. СССР № 818 052. Заявлено 13 ноября 1979.
- Яценко С.В., Лелета А. А., Долматов А. И., Сотников В. Д. Устройство для детонационного нанесения покрытий // А. с СССР № 1 593 044.- 07 апреля 1988.
- Пелтон Д.Ф. Устройство для использования взрывной волны // Патент США № 2 714 563. 29 сентября 1964.
- Двукраев Б. Н. Термодинамические параметры детонационного напыления // Порошковая металлургия. 1976, № 2. — С. 36−43.
- Астахов Е.А., Гарда А. П., Шаривкер С. Ю., Чернавская А. И. Изучение и использование особенностей нагрева порошка при детонационнм напылении // Порошковая металлургия. 1974, № 7 — С. 38−42.
- Бланк Е.Д., Галеев И. М., Додон Р. В., Слепнёв В. Н. Способ детонационного напыления покрытий и устройство для его осуществления // Патент Российской Федерации № 2 106 915. 01 августа 1995.
- Зверев А.И., Астахов Е. А., Клименко B.C., Скадин В. Г. Установка для детонационного напыления покрытий // А.с. СССР № 605 361. 15 июня 1984.
- Федько Ю.П. и др. Установка детонационного напыления // А.С. СССР № 1 413 779.- 26 июля 1985.
- Белков Е.А., Бланк Е. Д., Гольдфайн В. Н., Слепнев В. Н., Ушков С. С., Чеснов А. Н. Установка для нанесения детонационных покрытий // А.С. СССР № 1 614 283.-26 сентября 1988.
- Горынин И.В., Клименко B.C., Скадин В. Г. и др. Установка для детонационного напыления покрытий // А.с. СССР № 1 022 384. 18 ноября 1981.
- Кулагин С. А., Максимов В. Н., Антропов Е. А. Установка для детонационного нанесения покрытий // А.с. СССР № 702 583. 01 марта 1975.
- Уиллмарт У. Миниатюрные датчики из титаната бария для аэродинамических и акустических измерений давления // Сборник, ударные трубы, М., 1962.
- Клименко В. С. Исследование условий формирования покрытий при детонационном напылении // Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Киев: Институт проблем материаловедения. -1980.
- Клименко B.C., Скадин В. Г. и Шаривкер С.Ю. Характеристики газового импульса при детонационном напылении // Порошковая металлургия, № 11. -1976. С. 26−29.
- Харламов Ю. А. Динамическое взаимодействие частиц порошка с детонационной волной при напылении // Ф.Х. и О.П., 1974. № 1. — С.32.
- Гончаров А.А., Неделько В. Е. и Федько Ю.П. Определение скорости движения частиц в потоке продуктов детонации газовой смеси // Технология автомобилестроения, 1982. № 8. — С.15−17.
- Кудинов В.В., Пекишев П. Ю., Белащенко и др. Нанесение покрытий плазмой. М: Наука, 1990.
- Цибиров A.M., Гуляев П. Ю., Зверев А. И. Способ определения скоростных характеристик компонент высокотемпературных гетерогенных потоков // А.с. № 1 835 926. 13 октября 1992.
- Гуляев П.Ю., Гумиров М. А., Евстигнеев В. В. Способ измерения температуры фронта горения самораспространяющегося высокотемпературного синтеза смеси дисперсных материалов // Патент Р. Ф. № 2 094 787. 27 октября 1997.
- Демянцевич В.П., Клубникин B.C., Низковский А. А. Исследование движения частиц порошка при плазменном нанесении покрытий // Физика и химия обработки материалов. -1973, № 2. С.102−107.
- Бланк Е.Д., Галеев И. М., Гуляев П. Ю. и Анисимов М.И. Определение скорости и температуры частиц при детонационном напылении // Труды 6-ймеждународной научно-технической конференции «Пленки и покрытия 2001». СПб: СПбГТУ, 2001. — С. 465−468.
- Крагельский И.В. Трение и износ. -М.: «Машиностроение», 1968.
- V. Blank, M. Popov and oth., Ultrahard and superhard phases of C^, comparison with diamond on hardness and wear // Diamond and Related Material. Vol.7, № 25, 1998.-p.427−431.
- V.Blank, G. Pivovarov, at all Mechanical properties of different types of diamond Diamond and related materials. 1999. — p. 1531−1533
- ГОСТ 23.204 78. Обеспечение износостойкости изделий. Метод оценки истирающей способности поверхностей при трении.- М.: Издательство стандартов, 1979.
- ГОСТ 23.208 — 79, Обеспечение износостойкости изделий. Метод испытания материалов на износостойкость при трении о не жестко закрепленные абразивные частицы. М.: Издательство стандартов, 1979.
- Дж.Коллинз. Повреждения материалов и конструкций. Пер. с английского: Мир, 1984.
- С.А.Салтыков. Стереометрическая металлография. М. Металлургия, 1976.
- Л.И. Миркин. Справочник по структурному анализу поликристаллов. М.: Физматгиз, 1961.
- М.И. Анисимов, И. М. Галеев, В. Н. Гольдфайн. Детонационные покрытия на основе оксида алюминия с промежуточным подслоем. Сборник: Применениепорошковых и композиционных материалов в 13-й пятилетке. JL: ЛДНТП, 1989. — С.79−82.
- Х.П. Рукеби. Окислы и гидроокислы алюминия и железа. Рентгеновские методы определения и кристаллическое строение минералов глин.- М.: Мир, 1955.
- Blank V., Popov М., Lvova N., Gogolinsky К., Rechetov V. Nano-sclerometry Measurements of Superhard Materials and Diamond Hardress Using Scanning Force Microscope with the Ultrahard Fullerit C60 Tip // J Mat. Res. -1997.- V.12 № 11.-P.3109.
- Evans A.G., Charles E.H. Fracture toughness determination by indentations // J. Amer. Cer. Soc.- 1976.-. V 59, № 7/8.- P.371.
- Lawu B.R., Marshall D.B. Harduess, toughness and britless by an indentation // J. Amer. Cer.Soc. 1979.- V 62, № 7/8.- P. 347.
- К. Нихара. Разрушение керамических материалов при вдавливании микроиндентора (применение и проблемы: ВЦП Д. 38 326. -1985.- С. 16.
- Александров В.М.,. Мхитарян С. М. Контактные задачи для тел с покрытиями и прослойками.- М.: Наука, 1983
- Борисова A.JI., Клименко B.C., Скадин В. Г., Шаривкер С. Ю. Скорость порошка при детонационном напылении покрытий // Порошковая металлургия. -1979.- № 1.- С. 29−31.
- Евстигнеев В.В., Яковлев В. Н. и др. Исследование зависимости параметров дисперстного потока от времени интервалов загрузки порошка при ДГН //
- Материалы I ВТНК «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях.- БТН: Бийск, 2000. С.64−68
- К.А. Khor, Y.W. Gu. Formation of gradiental plasma sprayed zirconia coatings.// Pr. 1st united thermal spray conference.- 15−18 Sept. 1997.: Andianopolis, Andiana. P.259−266.
- Анисимов М.И.,. Галеев И. М., Гольдфайн B.H. Износостойкие детонационные покрытия на основе оксида алюминия // Защитные покрытия на металлах.- 1993, Вып.2.- С. 29−32.
- Борисова A. JL, Авдеева JI.H., Сладкова В. Н. Фазовые превращения в газотермических покрытиях из оксида алюминия // Автоматическая сварка. -1997, № 9(534). С.26−32.
- Борисова A.JI.,. Клименко В. С и др., Фазовые превращения при детонационном напылении и его влияние на износостойкость покрытий из окиси алюминия. Сборник Высокотемпературная защита материалов. Л.: Наука, 1983.-С.112−115.
- Бодяко М.Н., Вурзель Ф. Б., Кремко Е.В.и др. Газотермическая обработка керамических оксидов. Минск: Наука i тэхника, 1988.
- Бланк Е. Д., Галеев И. М., Гольдфайн В. Н., Слепнёв В. Н. Способ детонационного нанесения покрытий и устройство для его осуществления // Патент Российской Федерации № 20 000 847. 15 октября 1993.
- Анисимов М.И., Галеев И. М., Гольдфайн В. Н. Детонационные покрытия на основе оксида алюминия с промежуточным подслоем // Сборник: Применение порошковых и композиционных материалов в 13-й пятилетке. Л: ЛДНТП, 1989. — С.79−82.
- Квонья А. Высокоскоростная MHJI3 фирмы ISPAT Ruhrort // Металлургическое производство и технология металлургических процессов.-Дюссельдорф: Штальайзен, 2000. С.20−24.
- Гольдфайн В.Н.,.Красильников Г. Б. Разрушение газотермических покрытий при совместном деформировании с основой. // Порошковая металлургия. -1988, № 10.- С.45−48.
- Д. Бакли. Поверхностные явления при адгезии и фракционном взаимодействии, — М.: Мир, 1986.
- Терпухов А. .Г. Комбинированные металлополимерные покрытия и материалы.- Киев: Техника, 1983.
- М.И Анисимов, Е. Д. Бланк. Металлические газотермические покрытия на фторопластсодержащих композициях. // Труды межд. Научно-технической, конференции. «Пластическая, термическая обработка современных материалов». С. Пб.: С.Пб.ГТУ, 1998 С. 64−65.
- Бланк Е.Д., Орыщенко А. С. и др. Детонационные покрытия на фторопластсодержащих композиционных материалах // Вопросы металловедения. 1999, № 1 (18), С. 23−25.
- Расулов Н.М. Исследования изнашивания при свинчивании и развинчивании замковых резьб деталей нефтепромыслового сортамента // Автореферат на соискание ученой степени к.т.н.- М.: МИН и ГП им. Губкина, М., 1978.
- Калашников В. А. и др. Исследования усталостной долговечности азотированных замковых резьб. // Сборник трудов ВНИИТнефть «Расчет и исследование труб и трубных колонн». Куйбышев: ГИПРО восток нефть, 1981.-С. 117−128.
- Е.В. Проскурин. Повышение герметичности и коррозионной стойкости резьбовых соединений // Нефтяное хозяйство. 1998, № 9−10. — С. 81.
- В.В. Новиков и др. // Патент РФ № 2 055 097. -1996.
- Н.Ф. Страх и др. // Патент РФ № 2 061 088. 1993.
- Н.Н. Матвиенко и др. // А.с. СССР № 1 139 797. 1983.
- ГОСТ 633–80 «Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним. Технические условия».
- Овсищев Я.Б. Исследования параметров свинчивания НКТ с оцинкованными резьбами // Сборник трудов ВНИИТ нефть «Расчет и исследование труб и трубных колонн». Куйбышев: Гипровостокнефть, 1981. -С.134−141.
- Уплотнения и уплотнительная техника // Справочник под ред. Голубева А. И.,-М.: Машиностроение, 1986.
- Зюмченко П.С., Шепелев М. И., Бланк Е. Д. и Галеев ИМ. Использование детонационных покрытий при изготовлении и ремонте судовых движителей //"Технология судостроения и машиностроения», сборник. Санкт-Петербург: ЦНИИТС, 1995 г. — С. 50−51.