Цель работы - выбор технологии нанесения наноструктурированных покрытий взамен использующихся в промышленности в настоящее время. Выбор производился на основании аналитического обзора, определения мирового уровня научно-технических разработок и их адаптации к условиям нанесения покрытий на внутренние поверхности пар трения, работающих в условиях абразивного и коррозионного износа. Разработаны новые, запатентованные в Украине, плазменные технологические устройства различных типов для нанесения наноструктурированных покрытий на внутренние и наружные рабочие поверхности пар трения типа "цилиндр-поршень". Получены и испытаны на стенде экспериментальные образцы покрытий. Подтверждена их техническая эффективность. При использовании разработки в промышленности ожидается экологический и социальный эффект.

Работа выполнена в Институте технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины. Цель работы - разработка технологии и технологических устройств для нанесения наноструктурированных покрытий, взамен использующихся в промышленности в настоящее время. Проведены экспериментальные исследования, расчеты параметров рабочих процессов и конструкторская разработка плазменных технологических устройств. Использованы стандартные методики исследований и расчетов. Разработаны новые, запатентованные в Украине, плазменные технологические устройства различных типов для нанесения наноструктурированных покрытий на внутренние и наружные рабочие поверхности пар трения типа "цилиндр-поршень". Получены и испытаны образцы покрытий, плазменных технологических устройств и изделий с покрытиями. Подтверждена эффективность принятых технических решений. При использовании разработки в промышленности ожидается экологический и социальный эффект.

Для нанесения наноструктурированных покрытий на внутренние поверхности разработана оригинальная конструкция несбалансированной цилиндрической магнетронной распылительной системы. Разработанная конструкция характеризуется простотой и возможностью выполнения всех технологических переходов ионно-плазменной обработки в одном вакуумном цикле. Расчетными и экспериментальными методами исследована структура магнитного поля в распылительной системе. Определены рабочие режимы предварительной ионной обработки и наноструктурирования покрытия способом ионного ассистирования. Результаты можно использовать при проектировании технологии и технологических устройств нанесения функциональных покрытий на внутренние поверхности пар трения типа цилиндр - поршень, работающих в условиях повышенного коррозионного и абразивного износа.

С целью установления связи механических и усталостных характеристик покрытий выполнен аналитический обзор литературных источников. Выявлены основные показатели корреляционной связи усталостных и механических характеристик. Получены экспериментальные характеристики усталости хромового покрытия на рабочей поверхности из титанового сплава ВТ22. Разработана программа оптимизации механических характеристик с целью снижения усталости функционального хромового покрытия на изделиях из высокопрочного титанового сплава. Результаты актуальны при разработке ионно-плазменной технологии нанесения функциональных наноструктурированных покрытий.

Представлено обоснование использования магнетронной технологии с ионным и плазменным ассистированием с целью разработки новой технологии нанесения наноструктурированного хромового покрытия на рабочие поверхности титановых гидроцилиндров взамен гальванической технологии нанесения покрытия типа "твердый хром". Отработана опытная технология нанесения хромового покрытия на натурные образцы деталей. Исследованы механические характеристики полученных покрытий. Показано, что механические характеристики покрытий, полученных по магнетронной технологии с энергетическим ассистированием, существенно превосходят соответствующие характеристики гальванического покрытия "твердый хром". Полученные результаты актуальны для совершенствования технологической базы авиационного машиностроения и способствуют повышению технического уровня шасси самолетов семейства "Ан".

Цель работы - разработка комбинированного технологического процесса улучшения эксплуатационных характеристик узлов и деталей с подвижными контактирующими поверхностями. В основу технологического процесса положены способы модификации свойств металлических поверхностей, использующие физические эффекты при взаимодействии обрабатываемой поверхности с концентрированным, потоками энергии. Рассмотрена возможность использования ионно-лучевой и ионно-плазменной технологии для обработки рабочих поверхностей деталей, выполненных из высокопрочного титанового сплава. К разработке предъявляется требование соответствия всех элементов технологии критериям прогрессивности. Показано, что влияние факторов, влияющих на потерю функциональности и усталостную долговечность деталей, может быть существенно ослаблено или устранено. Упрочнение достигается путем последовательного или одновременного применения ионно-лучевой обработки поверхности, низкоэнергетичной высокоинтенсивной имплантации атомов азота и ионно-плазменного нанесения финишного функционального наноструктурированного покрытия. Представлена первая часть работы, имеющая постановочный характер. Окончательная цель работы достигается при создании плазменных технологических устройств. Результаты разработки технологических устройств и оптимизации их применения в технологической установке будут представлены во второй части работы.

Індекс рубрикатора НБУВ: М130.5-5 + К726.136

Рубрики:

Обробка деревини різанням

Виробництво деревообробного інструменту

Шифр НБУВ: Ж101210 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: М130.571

Рубрики:

Шліфування деревини

Шифр НБУВ: Ж61599 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрены способы испытаний на стойкость ножей, которые используются в деревообрабатывающих производствах. Основной проблемой при проведении испытаний заключается в необходимости использования большого количества экспериментального материала, в том числе и инструмента, что является затратным при изучении различных технологий упрочнений поверхностей лезвий. С целью снижения количества экспериментальных ножей для проведения исследований свойств упрочненных поверхностей требуется разработать методику, которая позволила бы значительно удешевить процесс исследований при сохранении уровня достоверности полученных результатов. Изучение свойств упрочненных поверхностей дереворежущего инструмента требует проведения сравнительных испытаний (с неупрочненным инструментом) и анализа потери режущей способности инструмента, в зависимости от пути, пройденного лезвием в обрабатываемом материале. В результате был предложен и апробирован в лабораторных условиях способ испытаний, позволяющий в значительной степени удешевить и ускорить процесс изучения свойств упрочненных поверхностей, что в конечном итоге позволяет повысить уровень получаемых результатов.

Цель работы - разработка плазменных технологических устройств и их комбинаций для использования в технологической установке, предназначенной для проведения комбинированного технологического процесса упрочнения рабочих поверхностей металлических деталей. При разработке технологической установки выполнялись требования соответствия всех ее составляющих критериям прогрессивности при условии компоновки технологических устройств в пределах рабочей камеры стандартной вакуумной установки. Рассмотрены особенности конструкции и функционирования технологических плазменных устройств, построенных с использованием физических эффектов взаимодействия концентрированных потоков энергии с обрабатываемой поверхностью. Для проведения ионно-лучевой и ионно-плазменной внутренних и внешних поверхностей деталей разработано, изготовлено и испытано несколько моделей автономных ионных источников и магнетронных распылительных систем. Рассмотрены особенность функционирования и назначения различных конструктивных схем построения вакуумно-плазменной установки для обработки деталей различных конфигураций. Выработаны рекомендации по оптимальному составу технологических устройств и конструктивных схем вакуумно-плазменной установки для проведения комбинированной обработки деталей с внутренними и наружными рабочими поверхностями.

Рефлекторный фрезерный инструмент позволяет повысить полный период стойкости инструмента по критерию качества. Предложена доработка новой конструкции фрезы в направлении стабильности положения ножа при высоких скоростях ее вращения на промышленных режимах эксплуатации.

Стверджено, що поверхневе зміцнення конструкційного матеріалу деталей машин фізичним впливом на оброблювану поверхню концентрованими потоками енергії є найбільш універсальним і ефективним способом досягнення максимальних функціональних і експлуатаційних показників. Розглянуто технології поверхневої обробки, що базуються на використанні енергетичного потоку газометалевої плазми, який генерується аномальним тліючим розрядом із замкненим дрейфом електронів. Газометалева плазма використовується для модифікації поверхневого робочого шару металу, а також для нанесення наноструктурного функціонального покриття. Для генерації газометалевої плазми в роботі використовується планарна магнетронна розпилювальна система незбалансованого типу, що працює в режимі частотної модуляції струму магнетронного розряду. Мета роботи - розробка плазмового технологічного пристрою з потужнострумовим імпульсним магнетронним розрядом (ПІМР) для генерації енергетичного потоку газометалевої плазми. Плазмовий технологічний пристрій призначено для комплексної зміцнюючої обробки робочих поверхонь пар тертя. Зміцнення досягається поверхневою модифікацією конструкційного матеріалу високо інтенсивним низькоенергетичним іонним азотуванням з подальшим нанесенням наноструктурного функціонального покриття. Експериментально підтверджено, що ПІМР придатний до генерації потоку енергетичної газометалевої плазми, що забезпечує якісне зміцнення поверхні конструкційного матеріалу. Плазмовий технологічний пристрій призначено для виконання всіх технологічних переходів іонно-плазмової обробки в єдиному вакуумному циклі. Досліджено просторові характеристики потоку газометалевої плазми. Показано, що розроблений плазмовий пристрій ефективний для локальної обробки робочих поверхонь пар тертя трубчастого типу. Досліджено локальні параметри плазми ПІМР в області оброблюваної поверхні. Одержано зразки з комбінованим зміцненням, що включає попереднє плазмово-пучкове азотування і фінішне нанесення функціонального наноструктурного покриття. Показано, що обробка поверхні в режимі ПІМР забезпечує отримання робочих характеристик, що перевищують функціональні і експлуатаційні характеристики, які отримуються при роботі технологічного плазмового пристрою в режимі стаціонарного магнетронного розряду.

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж61/67

Рубрики:

Окремі технологічні процеси

Шифр НБУВ: Ж16745 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Вирішено задачу створення імпульсного джерела живлення розряду, сумісного з технологічними плазмовими пристроями магнетронного типу, що мають незбалансовану магнітну систему. Мета роботи - розроблення схеми модуляції розрядного струму магнетрона, що заснована на недорогих, доступних електронних компонентах. Розглянуто можливості реалізації комплексної технології поверхневої обробки, що базуються на використанні імпульсного потоку енергетичної газометалевої плазми, що генерується аномальним тліючим розрядом із замкнутим дрейфом електронів. Досліджено застосовність двох схем модуляції розрядної напруги на основі індукційно-ємнісного накопичувача енергії. Вибрано резонансну схему модуляції іонного струму з подвоєнням зарядної напруги, що забезпечує отримання розрядних імпульсів тривалістю до 10 мс потужністю до 20 - 30 кВт з частотою проходження імпульсів до 100 Гц. Для комутації розрядної напруги використано тиристори типу Т161-160-16. Відпрацювання параметрів схем модуляції, що досліджують, проводилось спільно з макетом інтегрованого магнетронного плазмового пристрою, що включає планарний і циліндричний магнетронні розпилювачі незбалансованого і збалансованого типу відповідно. Визначено діапазон робочих параметрів джерела розрядної напруги потужнострумового імпульсного магнетронного розряду. Досліджено параметри плазми в області обробки поверхні. Визначено частку металевих іонів в плазмі, що генерується. Отримано зразки покриттів з характеристиками, що перевищують характеристики покриття, отримані в режимі стаціонарного магнетронного розряду. Досліджений плазмовий технологічний пристрій забезпечує виконання всіх технологічних переходів іонно-плазмової обробки в єдиному вакуумному циклі. Зроблено висновок про те, що розроблена схема імпульсного розрядного джерела задовольняє вимогам технології формування функціональних наноструктурних покриттів з металевих матеріалів і придатна для проведення високоінтенсивної низькоенергетичної іонної імплантації іонів азоту.

Наведено результати досліджень, що проводилися у відділі функціональних елементів систем керування Інституту технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України протягом останніх п'яти років. У результаті досліджень з мікрохвильових зондових методів вимірювань розроблено двозондовий варіант хвилевідної вимірювальної секцій для надвисокочастотного інтерферометра. Зменшення кількості зондів і можливість використання тільки двох зондів показано шляхом аналізу коренів рівняння, яке пов'язує модуль невідомого комплексного коефіцієнта відбиття зі струмами з'єднаних із зондами напівпровідникових детекторів. Розроблено методи підвищення точності вимірювань шляхом урахування коефіцієнта відбиття рупорної антени, зміни довжини зондувальної електромагнітної хвилі у відповідності з виміряним коефіцієнтом відбиття та компенсації похибки установки міжзондової відстані. Наведено результати розробки і досліджень мікрохвильових вимірювачів параметрів іоносферної плазми. Розроблено і досліджено експериментальні та комп'ютерні моделі мікрохвильових вимірювачів параметрів плазми. Створено теоретичну й експериментальну основу для розробки вимірювачів на основі біконічних резонаторів для оцінки концентрації електронів у розрядженій низькотемпературній плазмі. Наведено результати розробки і досліджень експериментальних зразків іонно-плазмових, іонно-променевих і комбінованих технологічних пристроїв для проведення допоміжних і основних технологічних операцій поверхневого зміцнення, а також для комплексної зміцнюючої обробки в єдиному вакуумному циклі. Розроблено оригінальну схему імпульсного розрядного джерела. Досліджено робочі характеристики магнетронної системи в режимі генерації спрямованого потоку газових і металевих іонів. З метою фокусування іонного пучка модернізовано автономне іонне джерело з анодним шаром. Наведено результати дослідження техніко-економічної та наукової ефективності складних технічних систем і об'єктів ракетно-космічної техніки. Зокрема, результати досліджень щодо удосконалення існуючих методів розрахунку показників надійності і безпеки об'єктів ракетно-космічної техніки.