Page 42 - TEHSOVET premium #7-2020

2020 июль
ТЕХСОВЕТ премиум

Промзона

Технология утилизации отходов

твердого сплава методом ЭЛАН

Проблема утилизации отходов твердых сплавов путем формирования
нанокристаллических структур в виде поверхностных пленок и увели-
чение ресурса работы изделий машиностроения и формообразующего
инструмента неотъемлемо связаны между собой.

Решение данной проблемы возмож- выше указанной цели необходимо было
но только на основе использования решить следующую задачу, которая за-
новейших высокоэффективных техно- ключалась в разработке физической Рис. 2. Физическая модель электроакустического
логических процессов, разработанных модели процесса нанесения тонких из- напыления: G1, G12, G2, G3, G4 - соответствующие
с учетом особенностей физико-химиче- носожаростойких защитных нанокри- модули сдвига; Ā – вектор амплитуды продольных
n
ского переноса материалов. Несмотря сталлических пленок методом электроа- колебаний; Ā – вектор амплитуды крутильных
k
на все их многообразие особое место кустического напыления. колебаний; Ā – результирующий вектор колебаний
p
здесь необходимо уделить методу элек- кро» по стандартным методикам. Исходя
троакустического напыления (ЭЛАН). Аппаратура, из этапов исследований и особенностей
Данный метод является новационным в установки и образцы установок для проведения данных работ,
области получения прогнозируемых на- На основании ранее сформулирован- возникла необходимость изготовления
нокристаллических структур и нанесе- ных целей и задач необходимо провести образцов определенных форм и размеров.
ния твердых и сверхтвердых защитных широкий спектр исследований, начиная Для исследования элементного распреде-
покрытий. Метод позволяет форми- от получения оптимальных режимов на- ления и состояния напыленного слоя и ка-
ровать нанокристалические защитные пыления и заканчивая возможностью чества получаемого поверхностного слоя
пленки на любых токопроводящих под- прогнозирования эксплуатационных (шероховатости) необходимо было под-
ложках. В основе этой технологии ле- свойств получаемых нанокристалличе- готовить образцы из конструкционной
40 жит использование комплексной энер- ских структур покрытий. Такие исследо- углеродистой качественной стали 45. Ис-
гии электрической искры и мощного вания требуют использования специали- ходный сортамент – лист толстый ГОСТ
продольно-крутильного ультразвуко- зированной оригинальной аппаратуры, 1577-81. Образцы изготавливаются в виде
вого поля. а также специально разработанных для куба со стороной, а=10 мм.
этих целей установок. Станция элек-
Цели и задачи исследования троакустического напыления является Физическая модель
Целью работы является оптимизация гибкой ячейкой автоматизированного
процесса утилизации твердых сплавов производства и состоит из следующих получения тонких
путем получения нанокристаллических основных узлов. нанокристалических
защитных поверхностных пленок на ос- 1. Акустической части, которая пред- поверхностных пленок
нове массопереноса материала электрода ставлена ультразвуковым генератором Исходя из особенностей оборудова-
и последующего формирования структур УЗГ1-1, имеющим выходную мощность ния, использованного в ранее представ-
с прогнозируемыми физико-механиче- 1 ± 20% кВт и частоту выходного напряже- ленной структурной схеме, физическая
скими свойствами методом электроаку- ния регулирования 22 ± 7,5% кГц. Выход модель процесса нанесения тонких пленок
стического напыления. Для достижения ультразвукового генератора подключается и упрочнения изделий машиностроения и
к магнитострикционному преобразовате- формообразующего инструмента изобра-
лю ПМС1-1, рабочая частота которого ле- жена на рис. 2.
жит в диапазоне 22 ± 0,65% кГц. В первоначальный момент време-
2. Разрядной части, которая представ- ни подается высокочастотный сигнал
лена системой управления подачи разряд- с ультразвукового генератора на маг-
ных импульсов и выполняющая функции нитострикционный преобразователь,
синхронизации и фазирования с частотой который совершает колебания с часто-
следования 22 ± 0,65% кГц. Структурная той подаваемого сигнала. Волновод,
схема установки электроакустического совершающий продольно-крутильные
напыления тонких нанокристаллических колебания за счет особенностей своей
пленок и износожаростойких защитных конструкции с зафиксированным на
покрытий представлена на рис. 1. конце электродом, прикреплен к кон-
Исследование распределения эле- центратору колебательной скорости.
Рис. 1. Структурная схема установки электроаку- ментного состава в получаемых тонких Система управления опрашивает датчик
стического напыления: 1 – волновод с закреплен- пленках и износожаростойких защитных обратной связи таким образом, чтобы
ным на его конце электродом; 2 – упрочняемая де-
таль; 3 – датчик обратной связи; 4 – акустическая покрытиях, полученных методом элек- на электрод, совершающий продоль-
система; 5 – ультразвуковой генератор; 6 – система троакустического напыления, велись с но-крутильные колебания, был подан
управления; 7 – электронный ключ; 8 – источник использованием электронно-растровой разрядный импульс на определенном
питания; C – накопитель энергии. микроскопии на аппарате «Комибакс-ми- расстоянии от поверхности упрочняе-