Удосконалено математичну модель формування потоку плазми для утворення якісного покриття на деталях. Теоретично доведено залежність мікротвердості й адгезії покриттів від температури підкладки з урахуванням наноструктурного фактора. Розроблено модель розрахунку додаткового джерела іонізації. Із застосуванням запропонованої моделі вперше доведено можливість використання джерела магнетронного типу для додаткової іонізації реактивного газу та фокусування металевої плазми вакуумного дугового джерела. Розраховано технологічні параметри комбінованої технології. Досліджено взаємодію потоків плазми утворених різними за принципами джерелами, вивчено їх поведінку за умов стаціонарних і рухливих магнітних полів. Виявлено, що використання джерел магнетронного типу дозволяє керувати густиною іонного струму на підкладу, що надає можливість керувати її температурою під час росту покриття. Запропоновано технологію зі скануванням магнітним полем, що дозволила вирівняти просторову нерівномірність потоків плазми з вакуумного дугового джерела та забезпечити рівномірність густини струму на підкладку й одержати рівнотовщинні покриття.

  Скачати повний текст

Вперше розроблено та науково обгрунтовано концепцію підвищення працездатності різального інструменту, яка полягає в розробці методології проектування зносоcтійких покритів дискретного типу шляхом мінімізації напружено-деформованого стану робочих поверхонь інструменту в залежності від фізико-механічних характеристик, геометричних параметрів покриттів та умов зовнішнього навантаження. Встановлено закономірності забезпечення когезійної міцності покриттів, адгезійної міцності в системі "покриття - інструмент" та контактної міцності поверхні різального інструменту з покриттями дискретного типу на підставі вибору їх параметрів та топографії шляхом розрахунку критичного кроку тріщини у разі когезійного розтріскування, визначення напружень на поверхні адгезійного контакту. Розвинуто уявлення стосовно впливу виду покриттів на стійкість різального інструменту, у відповідності з якими зміна конструкції покриття на його робочих поверхнях та режимів їх нанесення забезпечують необхідні фізико-механічні характеристики поверхневого шару та експлуатаційні показники інструменту. На базі одержаних математичних моделей виконано оптимізацію параметрів процесу формування зносостійкості покриттів за критерієм мінімальних загальних витрат та багатокритеріальну оптимізацію режимів експлуатації інструменту з покриттями дискретного типу за критеріями максимальної продуктивності процесу різання та його мінімальної собівартості.

  Скачати повний текст

Вдосконалено та розроблено фізико-технічні основи процесу нанесення та вибору покриття, прогнозування режимів механічної обробки різального інструменту (РІ) з покриттям для чорнових і напівчистових операцій. Наведено комплексний метод вибору ефективного покриття, прогнозування необхідних технологічних параметрів процесів його нанесення та режимів різання за допомогою залежностей між режимами різання, ефективністю та працездатністю РІ з покриттям, що дозволяє визначати раціональні значення параметрів, які забезпечують досягнення необхідних експлуатаційних властивостей покриття для РІ у разі чорнових і напівчистових операцій. Експериментально визначено залежності стійкості, відносної стійкості, об'єму видаленого матеріалу за період стійкості та відносного видаленого об'єму у разі напівчистових операцій механічної обробки високоміцного чавуну від технологічних параметрів процесу нанесення покриття та режимів різання. Вибрано раціональні значення параметрів його нанесення та режими різання. Використання запропонованого методу дозволяє одержати комплексний технологічний процес нанесення покриття та визначити ефективні умови його застосування, розробити реальну адаптивну систему керування для установки нанесення покриття та підвищити ефективність їх практичного застосування. Завдяки впровадженню практичних результатів проведених досліджень, адаптивної системи керування установкою для нанесення покриття у вигляді комп'ютерної програми на підставі запропонованого методу на ДП ХМЗ ФЕД, одержано річний економічний ефект 77 тис. грн.

  Скачати повний текст