ИВАН. Диплом. Разработка технологических основ нанесения CuZn покрытий методом холодного газодинамического напыления
 Скачать 4.46 Mb.
|
ВВЕДЕНИЕМедь и её сплавы (латунь, бронза) широко используются в машиностроении, судостроении, авто- и авиастроении и т. д., в частности для изготовления подшипников трения скольжения. Для получения латуней необходимого состава применяют металлургические процессы; сплавы подвергаются механической и пластической обработке до получения конечных изделий [1]. Метод газодинамического напыления покрытий различного функционального назначения стремительно развивается и находит применение в различных областях машиностроения за счёт ряда преимуществ, например, минимального разогрева подложки (< 140°С) и соответственно отсутствия деформации изделия и изменения механических свойств металла основы. В зарубежных и российских научных центрах активно занимаются исследованием процессов газодинамического нанесения покрытий триботехнического назначения с использованием порошков латуни, меди и смеси частиц меди с разными соединениями и металлами, включая цинк. Были получены положительные результаты по напылению покрытия латуни разного химического состава и механической смеси частиц меди с цинком и дана оценка влияния технологических параметров напыления на физико-механические свойства [2-4]. В процессе эксплуатации изделия машиностроительной техники подвергаются агрессивному воздействию коррозионноактивной окружающей среды, что приводит к их поверхностному повреждению. Поэтому сплавы, применяющиеся в машинах и конструкциях, например при строительстве судов должны иметь удовлетворительную общую коррозионную стойкость и стойкость к атмосферной коррозии [3-5]. В работе предлагается исследовать влияние технологических параметров газодинамического напыления смеси порошков частиц меди, цинка и оксида алюминия (корунда) на структуру и фазовый состав покрытия и его коррозионные свойства. ИВАН. Откуда трибология – у тебя её нет. повысить триботехнические характеристики и коррозионные свойства изделия с помощью нанесения покрытия на смеси частиц Cu+Zn+Al2O3 методом газодинамического напыления. Цель и задачи исследованияЦелью работы является разработка технологических основ нанесения Cu-Zn покрытий на поверхность железо – углеродистых сплавов методом холодного газодинамического напыления для замены изделий из латуни на изделия из стали, которые обладают более высокими механическими свойствами, но низкой коррозионной стойкостью. При этом провидится анализ влияния параметров напыления на структуру и свойства покрытия и его коррозионные свойства. Основными задачами работы являются: 1. Влияние параметров напыления на фазовый состав покрытия. 2. Влияние параметров обработки на процессы диффузии и формирование тонкой структуры покрытия 1. Металлографический анализ покрытия; 2. Оценка влияния параметров напыления на адгезию, когезию, твердость покрытия; 3. Исследование коррозионных свойств покрытия на основе Cu-Zn, нанесённого методом холодного газодинамического напыления. На основе исследований с использованием металлофизических методов и испытаний механических характеристик, проведённых кафедрой "Материаловедение" МГТУ им. Н.Э. Баумана и лабораторией надёжности и долговечности при термомеханических циклических воздействиях ИМАШ РАН, будет предложен механизм формирования структуры и дана оценка влияния энергетических параметров процесса на свойства покрытий системы Cu-Zn. Планируемые исследования направлены на выявление возможности использования технологии газодинамического напыления для нанесения покрытий типа «латуни» и повышение сопротивления разрушению под воздействием коррозионной среды покрытий системы Cu-Zn. 1 Аналитический обзор литературы1.1 ЛатуниЛатуни – сплавы меди с цинком (до 50% Zn) и небольшими добавками алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца. Латуни дешевле меди и превосходят ее по прочности, вязкости и коррозионной стойкости. Обладают хорошими литейными свойствами. В зависимости от числа компонентов различают простые (двойные) и специальные (многокомпонентные) латуни. Простые латуни содержат только Cu и Zn. Специальные латуни содержат от 1 до 8% различных легирующих элементов, повышающих механические свойства и коррозионную стойкость. Основной легирующий элемент в латуни – цинк. При его содержании до 39% сплавы являются однофазными α-твердыми растворами цинка в меди. Содержание цинка свыше 39% приводит к выделению из твердого раствора электронного соединения CuZn с неупорядоченной пластинчатой структурой (β-фаза) или упорядоченной хрупкой структурой (β’-фаза). В технике применяются латуни, содержащие до 45% Zn со структурой α+β’ и β’, поскольку при дальнейшем увеличении содержании цинка в сплаве прочность латуни уменьшается, хрупкость резко увеличивается (рис.1.1) [1-4].  Рисунок 1.1 – Свойства латуней: а) диаграмма состояний Cu – Zn, б) зависимость механических свойств простых латуней от содержания цинка |