Упрочняющие технологии и покрытия

Номер: 2019 / 05

Общие вопросы упрочнения

Общие вопросы упрочнения

1. Разработка теплозащитного покрытия для охлаждаемых лопаток турбины высокого давления из никелевого монокристаллического сплава ВЖМ5У

   Development of thermal barrier coating for cooled blades of high-pressure turbine from single-crystal nickel VZhM5U alloy

   Будиновский С.А. | Budinovsky S.A. | Смирнов А.А. | Smirnov A.A. | Матвеев П.В. | Matveev P.V. | Чубаров Д.А.Chubarov D.A.

   Авторы статьи

   Authors

   Будиновский С.А.

   Budinovsky S.A.

   Смирнов А.А.

   Smirnov A.A.

   Матвеев П.В.

   Matveev P.V.

   Чубаров Д.А.

   Chubarov D.A.

   ---

   Разработка теплозащитного покрытия для охлаждаемых лопаток турбины высокого давления из никелевого монокристаллического сплава ВЖМ5У

   Проведены исследования образцов из никелевого монокристаллического сплава ВЖМ5У для охлаждаемых лопаток турбины высокого давления (ТВД) с теплозащитными покрытиями (ТЗП) при температурах 1200 и 1150 °С в течение 100 и 500 ч. Приведены результаты металлографических исследований образцов в исходном виде и после испытаний. Изучено влияние ТЗП на механические характеристики прочности сплава ВЖМ5У.

    

   ---

   Ключевые слова

   теплозащитные покрытия, ионно-плазменная технология, магнетронное распыление, жаростойкость, защита жаропрочных сплавов, покрытия для лопаток турбины

   Development of thermal barrier coating for cooled blades of high-pressure turbine from single-crystal nickel VZhM5U alloy

   The samples from nickel single-crystal VZhM5U alloy for cooled blades of high-pressure turbine with thermal barrier coatings (TBC) at temperatures of 1200 and 1150 °C for 100 and 500 hours are studied. The results of metallographic studies of samples in their original form and after testing are presented. The effect of TBC on the mechanical characteristics of the strength of the VZhM5U alloy is studied.

   ---

   Keywords

   thermal barrier coatings, ion-plasma technology, magnetron sputtering, heat resistance, protection of high-temperature alloys, coatings for turbine blades

2. Изучение порошков титановых сплавов, полученных электроэрозионным диспергированием отходов металлообработки

   Study of titanium alloys powders obtained by electric discharge dispersion of metal working waste

   Гадалов В.Н. | Gadalov V.N. | Алымов Д.С. | Alymov D.S. | Макарова И.А. | Makarova I.A. | Ельников Е.А.El’nikov E.A.

   Авторы статьи

   Authors

   Гадалов В.Н.

   Gadalov V.N.

   Алымов Д.С.

   Alymov D.S.

   Макарова И.А.

   Makarova I.A.

   Ельников Е.А.

   El’nikov E.A.

   ---

   Изучение порошков титановых сплавов, полученных электроэрозионным диспергированием отходов металлообработки

   Исследован порошок титанового сплава ОТ4, полученный электроэрозионным диспергированием отходов металлообработки. В исходном состоянии сплав имеет структуру αα-твердого раствора. Порошок сплава, полученный электроэрозионным диспергированием в керосине, имеет мелкокристаллическую структуру с неразвитыми осями дендритов второго порядка. Обнаружены также частицы с полостью внутри. Получены частицы размером от 0,2 до 0,00001 мм с максимумом распределения 3 мкм.

    

   ---

   Ключевые слова

   порошок, титан, сплав, электроэрозионное диспергирование

   Study of titanium alloys powders obtained by electric discharge dispersion of metal working waste

   The titanium OT-4 alloy powder obtained by electric discharge dispersion of the metal working waste is studied. In the initial state the alloy has αα-solid solution structure. The powder-alloy obtained by electric discharge dispersion in kerosene has fine-grained structure with undeveloped two-fold dendrites axes. The cavity inside particles are also found. Particles from 0.2 to 0.00001 mm in size with distribution maximum of 3 μm are obtained.

   ---

   Keywords

   powder, titanium alloy, electric discharge dispersion

3. Энергетическая модель обеспечения качества покрытий в вибрационных технологических системах

   Energy model of coatings quality assurance in vibration technological systems

   Лебедев В.А. | Lebedev V.A. | Штынь С.Ю. | Shtyn’ S.Yu. | Чернега Ю.Г. | Chernega Yu.G. | Занин А.А.Zanin A.A.

   Авторы статьи

   Authors

   Лебедев В.А.

   Lebedev V.A.

   Штынь С.Ю.

   Shtyn’ S.Yu.

   Чернега Ю.Г.

   Chernega Yu.G.

   Занин А.А.

   Zanin A.A.

   ---

   Энергетическая модель обеспечения качества покрытий в вибрационных технологических системах

   Представлены результаты экспериментального обоснования энергетической модели обеспечения качества покрытий в вибрационных технологических системах. Установлена приемлемость модели для практического применения на стадии технологической подготовки производства для управления механохимическим синтезом процесса в целях решения ряда оптимизационных технологических задач, направленных на повышение качества и эксплуатационных свойств поверхности деталей.

    

   ---

   Ключевые слова

   вибрационная технологическая система, покрытие, энергия, адгезионная прочность, индентор, технологическая среда, качество

   Energy model of coatings quality assurance in vibration technological systems

   The results of experimental study of the energy model for ensuring of coatings quality in vibration technological systems are presented. The acceptability of the model for practical application at the stage of technological preparation of production for controlling of the mechanochemical synthesis of the process is established for solving of optimization technological problems aimed to improvement of the quality and service properties of the parts surface.

   ---

   Keywords

   vibration technological system, coating, energy, adhesive strength, indenter, technological envi ronment, quality

Механическая упрочняющая обработка

Механическая упрочняющая обработка

1. Повышение физико-механических характеристик поверхностного слоя титанового сплава ВТ16 методом ультразвуковой ударной обработки

   Increase of physical and mechanical characteristics of surface layer of titanium VT16 alloy by ultrasonic shock processing

   Хлыбов А.А. | Khlybov A.A. | Кувшинов М.О. | Kuvshinov M.O. | Камаев М.С.Kamaev M.S.

   Авторы статьи

   Authors

   Хлыбов А.А.

   Khlybov A.A.

   Кувшинов М.О.

   Kuvshinov M.O.

   Камаев М.С.

   Kamaev M.S.

   ---

   Повышение физико-механических характеристик поверхностного слоя титанового сплава ВТ16 методом ультразвуковой ударной обработки

   Исследованы закономерности пластической деформации при ультразвуковой ударной обработке (УУО) на примере титанового сплава ВТ16. Показано, что при УУО происходит изменение физико-механических характеристик поверхностного слоя.

    

   ---

   Ключевые слова

   поверхностное пластическое деформирование, титановый сплав, микроструктура, нанокристаллическая структура, фазовый состав, микротвердость, шероховатость, сжимающие остаточные напряжения

   Increase of physical and mechanical characteristics of surface layer of titanium VT16 alloy by ultrasonic shock processing

   The laws of plastic deformation during ultrasonic shock processing on the example of the titanium VT16 alloy are investigated. It is shown that during the ultrasonic shock processing there is change in the physical and mechanical characteristics of the surface layer.

   ---

   Keywords

   surface plastic deformation, titanium alloy, microstructure, nanocrystalline structure, phase composition, microhardness, roughness, compressive residual stresses

Обработка концентрированными потоками энергии

Обработка концентрированными потоками энергии

1. Повышение многоцикловой усталости титанового сплава при токовом воздействии

   Increase of multicycle fatigue of titanium alloy at current exposure

   Коновалов С.В. | Konovalov S.V. | Иванов Ю.Ф. | Ivanov Y.F. | Комиссарова И.А. | Komissarova I.A. | Косинов Д.А. | Kosinov D.A. | Громов В.Е.Gromov V.E.

   Авторы статьи

   Authors

   Коновалов С.В.

   Konovalov S.V.

   Иванов Ю.Ф.

   Ivanov Y.F.

   Комиссарова И.А.

   Komissarova I.A.

   Косинов Д.А.

   Kosinov D.A.

   Громов В.Е.

   Gromov V.E.

   ---

   Повышение многоцикловой усталости титанового сплава при токовом воздействии

   Токовая импульсная обработка титанового сплава ВТ1-0 повышает его усталостную долговечность в ∼1,3 раза. Методами сканирующей электронной микроскопии выполнен анализ поверхности разрушения образцов, подвергнутых токовой импульсной обработке и многоцикловым усталостным испытаниям до разрушения. Установлено, что зона роста усталостной трещины имеет структуру преимущественно ямок вязкого разрушения, фасетки квазискола выявлены в структуре поверхности разрушения зоны долома. Анализ усталостных бороздок показал, что среднее расстояние между ними меньше в 2 раза в случае исследования образцов, подвергнутых токовой импульсной обработке.

   ---

   Ключевые слова

   титановый сплав ВТ1-0, токовая импульсная обработка, многоцикловая усталость, усталостный ресурс, структура

   Increase of multicycle fatigue of titanium alloy at current exposure

   Pulse current treatment of titanium VT1-0 alloy increases its fatigue life by ∼1.3 times. Scanning electron microscopy methods are used to analyze of the fracture surface of samples subjected to current pulse treatment and high-cycle fatigue tests to failure. The fatigue crack growth area has structure mainly of ductile failure pits, the facets of the quasi-spalling are revealed in the structure of the failure surface of the rupture zone. Analysis of the fatigue grooves showed that the average distance between them is less than 2 times in the case of the study of current pulse treatment samples.

   ---

   Keywords

   titanium VT1-0 alloy, current pulse treatment, high-cycle fatigue, fatigue life, structure

Химическая, химико-термическая и электрохимическая обработка

Химическая, химико-термическая и электрохимическая обработка

1. Повышение сцепления серебряных покрытий с никелевой основой

   Increase of adhesion of silver coatings with nickel base

   Балакай В.И. | Balakay V.I. | Шпанова К.А. | Shpanova K.A. | Ковалева А.О. | Kovaleva A.O. | Гривенко А.В.Grivenko A.V.

   Авторы статьи

   Authors

   Балакай В.И.

   Balakay V.I.

   Шпанова К.А.

   Shpanova K.A.

   Ковалева А.О.

   Kovaleva A.O.

   Гривенко А.В.

   Grivenko A.V.

   ---

   Повышение сцепления серебряных покрытий с никелевой основой

   Разработан и рекомендован способ непосредственного серебрения никеля из бесцианистого электролита, позволяющий получать хорошо сцепленные серебряные покрытия с никелевой основой, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 9.302—88. Исследовано влияние состава и концентрации электролита, режимов электролиза, качества подготовки поверхности на сцепление серебряных покрытий с никелевым подслоем, осажденным на основу из меди и ее сплавов. Показано, что применение многослойных покрытий медь—никель—серебро и никель—серебро позволит экономить примерно 30 % серебра, а также увеличить надежность, срок службы электрических контактов, используемых в радиотехнике, приборостроении, машиностроении.

    

   ---

   Ключевые слова

   покрытие, никелирование, серебрение, меднение, электролит, переходное сопротивление, сцепление, микротвердость, пористость, паяемость, электрический контакт, бесцианистый, гальванический

   Increase of adhesion of silver coatings with nickel base

   Method of direct silver plating nickel from noncyanide electrolyte for production, which makes it possible to obtain well-coupled silver coatings with nickel base that satisfy the requirements of GOST 9.302—88 is developed and recommended. The effect of electrolyte composition and concentration, electrolysis modes and the quality of surface preparation on the adhesion of silver coatings to nickel sublayer deposited on copper base and its alloys is studied. It is shown that the use of multilayer coatings of copper—nickel—silver and nickel—silver will save silver by about 30 %, as well as increase the reliability and service life of electrical contacts used in radio engineering, instrument engineering, mechanical engineering.

   ---

   Keywords

   coating, nickel plating, silver plating, copper plating, electrolyte, transient resistance, adhesion, microhardness, porosity, solderability, electrical contact, noncyanide, electroplating

Полимерные и композиционные покрытия

Полимерные и композиционные покрытия

1. Повышение эффективности спиральных сверл путем применения многослойных покрытий

   Increase of efficiency of twist bits by applying of multilayer coatings

   Табаков В.П. | Tabakov V.P. | Кадхими М.Ф.Д. | Al’ Kadkhimi M.F.D. | Сагитов Д.И.Sagitov D.I.

   Авторы статьи

   Authors

   Табаков В.П.

   Tabakov V.P.

   Кадхими М.Ф.Д.

   Al’ Kadkhimi M.F.D.

   Сагитов Д.И.

   Sagitov D.I.

   ---

   Повышение эффективности спиральных сверл путем применения многослойных покрытий

   Представлены результаты исследований механических свойств износостойких покрытий. Показано влияние покрытий на осевую силу и крутящий момент при сверлении. Предложена конструкция многослойного покрытия и показана его эффективность.

    

   ---

   Ключевые слова

   сверло, сверление, износостойкие покрытия, механические свойства, работоспособность

   Increase of efficiency of twist bits by applying of multilayer coatings

   The studies results of the mechanical properties of wear-resistant coatings are presented. The effect of coatings on axial force and torque during drilling is shown. The design of multilayer coating is proposed and its efficiency is shown.

   ---

   Keywords

   drill, drilling, wear-resistant coatings, mechanical properties, performance

Обработка комбинированными методами

Обработка комбинированными методами

1. Комбинированная обработка каналов в керамических деталях

   Combined treatment of channels in ceramic parts

   Смоленцев В.П. | Smolentsev V.P. | Широкожухова А.А. | Shirokozhukhova A.A. | Сафонов С.В. | Safonov S.V. | Салтанаева Е.А.Saltanaeva E.A.

   Авторы статьи

   Authors

   Смоленцев В.П.

   Smolentsev V.P.

   Широкожухова А.А.

   Shirokozhukhova A.A.

   Сафонов С.В.

   Safonov S.V.

   Салтанаева Е.А.

   Saltanaeva E.A.

   ---

   Комбинированная обработка каналов в керамических деталях

   Рассмотрена технология изготовления сквозных и глухих каналов различного сечения и профиля оси в керамических фильтрах и форсунках, применяемых в тепловых двигателях и приводах генераторов тока для подачи и очистки жидкого топлива. Приведены сведения об изготовлении керамических фильтров, предназначенных для предварительной и тонкой очистки жидких топлив, имеющих повышенную термическую и химическую стойкость при работе в горячей зоне авиационных и ракетных двигателей. Показана возможность их использования в энергетических машинах и установках, работающих при больших перепадах давления при очистке агрессивных сред и в условиях вибрации изделий. Разработаны и реализованы новые технологические приемы для комбинированного изготовления каналов большой длины и малого сечения при различной конфигурации и положении осей отверстий, улучшающих эксплуатационные показатели деталей. Созданы новые, на уровне изобретений, способы и устройства для комбинированной обработки сквозных и глухих каналов с анодным растворением металлических вставок под действием ультразвукового луча, локально усиливающего массовынос из зоны формирования канала. Показаны преимущества комбинированной обработки с использованием ультразвуковых колебаний для интенсификации процесса получения в керамике сквозных и глухих отверстий, что успешно заменяет ранее применяемые технологические способы и средства технического оснащения, а также расширяет возможности технологов при изготовлении форсунок и фильтров, отвечающих эксплуатационным требованиям в создаваемых и осваиваемых отечественной промышленностью изделиях новых поколений техники.

    

   ---

   Ключевые слова

   керамика, канал, отверстие, форсунка, фильтр, анодное растворение, ультразвуковой луч

   Combined treatment of channels in ceramic parts

   The manufacturing of technology through and blind channels of different cross-section and axis profile in ceramic filters and nozzles used in heat engines and drives of current generators for supply and purification of liquid fuel is considered. The information on the manufacture of ceramic filters designed for pre- and fine purification of liquid fuels with increased thermal and chemical resistance when working in the hot zone of aircraft and rocket engines are presented. The possibility of their use in power machines and installations operating at large pressure drops during purification of corrosive medium and in vibration conditions of products is shown. New techniques for the combined manufacture of large length and small cross-section channels with different configuration and position of the holes axes improving the performance of the components are developed and implemented. New, at the level of inventions, methods and devices for combined processing of through and blind channels with anodic dissolution of metal inserts under the action of ultrasonic beam locally amplifying the mass transfer from the channel formation zone are created. The advantages of combined treatment with the use of ultrasonic vibrations for intensification of obtaining process in ceramics of through and blind holes are shown, which successfully replaces the previously used technological methods and means of technical equipment and also expands the capabilities of technologists at production of nozzles and filters that meet the operational requirements in the products created and mastered by the domestic industry of new generations of technology.

   ---

   Keywords

   ceramics, channel, hole, nozzle, filter, anode dissolution, ultrasonic beam

2. Инновационные методы комбинированной обработки

   Innovative methods of combined treatment

   Щедрин А.В. | SCHedrin A.V. | Бекаев А.А. | Bekaev А.А. | Чихачева Н.Ю. | Chikhacheva N.Yu. | Бурлакова Т.А.Burlakova T.A.

   Авторы статьи

   Authors

   Щедрин А.В.

   SCHedrin A.V.

   Бекаев А.А.

   Bekaev А.А.

   Чихачева Н.Ю.

   Chikhacheva N.Yu.

   Бурлакова Т.А.

   Burlakova T.A.

   ---

   Инновационные методы комбинированной обработки

   С использованием алгоритмических процедур "искусственного технологического интеллекта" специалистами кафедры МТ-13 МГТУ им. Н.Э. Баумана синтезированы конкурентоспособные методы комбинированной обработки инструментами с регулярной микрогеометрией поверхности в условиях различных технологий применения инновационных металлоплакирующих смазок, реализующих фундаментальное научное открытие "эффект безызносности при трении Гаркунова—Крагельского".

    

   ---

   Ключевые слова

   регулярный микрорельеф, металлоплакирующая смазка, эффект безызносности при трении

   Innovative methods of combined treatment

   Competitive methods of combined processing by tools with regular surface microgeometry in various technologies for the use of innovative metal plaque lubricants implementing fundamental scientific discovery of Garkunov—Kragelsky effect of wearlessness in friction are synthesized with the use of algorithmic procedures “artificial technological intellect” by specialists of the MT-13 department of Bauman Moscow State Technical University.

   ---

   Keywords

   regular microrelief, metal plaque lubrication, wearlessness in friction effect

Перспективное оборудование и системы автоматизации

Перспективное оборудование и системы автоматизации

1. Статические и динамические характеристики секционного пьезоактюатора нано- и микроперемещений при продольном пьезоэффекте

   Static and dynamic characteristics of sectional piezoactuator of nano- and microdisplacements at longitudinal piezoeffect

   Афонин С.М.Afonin S.M.

   Авторы статьи

   Authors

   Афонин С.М.

   Afonin S.M.

   ---

   Статические и динамические характеристики секционного пьезоактюатора нано- и микроперемещений при продольном пьезоэффекте

   Определены статические и динамические характеристики секционного пьезоактюатора для нано- и микроперемещений при продольном пьезоэффекте. Получены передаточные функции секционного пьезоактюатора при продольном пьезоэффекте при параллельном и кодовом управлении. Показано влияние геометрических и физических параметров секционного пьезоактюатора и внешней нагрузки на его статические и динамические характеристики.

    

   ---

   Ключевые слова

   секционный пьезоактюатор, продольный пьезоэффект, деформация, нано- и микроперемещения, параллельное и кодовое управление, статические и динамические характеристики, передаточная функция

   Static and dynamic characteristics of sectional piezoactuator of nano- and microdisplacements at longitudinal piezoeffect

   The static and dynamic characteristics of the sectional piezoactuator for the nano- and microdisplacements with the longitudinal piezoelectric effect are determined. The transfer functions of the sectional piezoactuator with the longitudinal piezoelectric effect with the parallel and code control are obtained. The effect of the geometrical and physical parameters of the sectional piezoactuator and the external load on its static and dynamic characteristics are shown.

   ---

   Keywords

   sectional piezoactuator, longitudinal piezoelectric effect, deformation, nano- and microdisplacement, parallel and code control, static and dynamic characteristics, transfer function