Обзор технологических возможностей микродугового оксидирования алюминиевых сплавов

ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

При изготовлении изделий для космической промышленности широко используют сплавы алюминия или титана, обладающие хорошей прочностью при минимальной массе по сравнению с другими конструкционными материалами. Сплавы на основе алюминия по сравнению с титановыми имеют следующие достоинства:

- меньшую вязкость, а  следовательно, легче поддаются механической обработке,

- производство экономически более простое и дешевое.

Но недостатком данных сплавов является недостаточная твердость поверхностного слоя, что существенно сказывается на работоспособности деталей механизмов.

 В связи с этим, перед учеными СПбГПУ Марцинкевич И.А. и Коротких М. Т. была поставлена задача определить наиболее производительный способ микродугового оксидирования, обладающего широкими технологическими возможностями и хорошим качеством поверхности деталей после реализации способа.

Анализ результатов экспериментов, приведенных в литературе, по применению способа микродугового оксидирования показал, что все применяющиеся варианты обработки требуют применения высоковольтных источников питания с напряжением до 1000В.Такие технологические процессы представляют определенную опасность для обслуживающего персонала. Эти способы мало производительны (время реализации процессов превышает 30мин.).

И.А.Марцинкевич и М.Т.Коротких провели серию экспериментов, которые показали , что наиболее приемлемым для реализации в производственных условиях оказался процесс в концентрированном растворе Na2SiO3(160 г/л) при напряжении 220-250В. При этих условиях пленка оксида быстро возрастает до толщины 0,04мм, после чего дальнейшее увеличение ее толщины не происходит.

По функциональному назначению  более глубокое оксидирование деталей из алюминиевых сплавов не требует большей глубины.

Учеными были рассмотрены образцы из разных марок алюминиевых сплавов, отличающихся площадью обрабатываемой поверхности. Исследования показали, что толщина оксидного слоя практически одинакова как на наружной , так и на внутренней поверхностях трубчатых заготовок.

Для практического применения метода большую роль играет качество предшествующей обработки поверхности детали, так как шероховатость поверхности практически копирует исходную.

Таким образом, предложенные И.А.Марцинкевич и М.Т.Коротких условия реализации процесса микродугового оксидирования позволяют получать на деталях из алюминиевых сплавов оксидные пленки толщиной до 0,04мм за время, не превышающее 9минут, и величиной шероховатости оксидного слоя коррелирующей с исходной.

ЛИТЕРАТУРА

1.И.А.Марцинкевич,М.Т.Коротких. Технологические возможности микродугового оксидирования алюминиевых сплавов / Неделя науки СПбПУ : материалы для научного форума с международным участием. Институт металлургии, машиностроения и транспорта. Часть 1-СПб.: Изд-во ун-та, 2015, 139 с.

ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

При изготовлении изделий для космической промышленности широко используют сплавы алюминия или титана, обладающие хорошей прочностью при минимальной массе по сравнению с другими конструкционными материалами. Сплавы на основе алюминия по сравнению с титановыми имеют следующие достоинства:

- меньшую вязкость, а  следовательно, легче поддаются механической обработке,

- производство экономически более простое и дешевое.

Но недостатком данных сплавов является недостаточная твердость поверхностного слоя, что существенно сказывается на работоспособности деталей механизмов.

 В связи с этим, перед учеными СПбГПУ Марцинкевич И.А. и Коротких М. Т. была поставлена задача определить наиболее производительный способ микродугового оксидирования, обладающего широкими технологическими возможностями и хорошим качеством поверхности деталей после реализации способа.

Анализ результатов экспериментов, приведенных в литературе, по применению способа микродугового оксидирования показал, что все применяющиеся варианты обработки требуют применения высоковольтных источников питания с напряжением до 1000В.Такие технологические процессы представляют определенную опасность для обслуживающего персонала. Эти способы мало производительны (время реализации процессов превышает 30мин.).

И.А.Марцинкевич и М.Т.Коротких провели серию экспериментов, которые показали , что наиболее приемлемым для реализации в производственных условиях оказался процесс в концентрированном растворе Na2SiO3(160 г/л) при напряжении 220-250В. При этих условиях пленка оксида быстро возрастает до толщины 0,04мм, после чего дальнейшее увеличение ее толщины не происходит.

По функциональному назначению  более глубокое оксидирование деталей из алюминиевых сплавов не требует большей глубины.

Учеными были рассмотрены образцы из разных марок алюминиевых сплавов, отличающихся площадью обрабатываемой поверхности. Исследования показали, что толщина оксидного слоя практически одинакова как на наружной , так и на внутренней поверхностях трубчатых заготовок.

Для практического применения метода большую роль играет качество предшествующей обработки поверхности детали, так как шероховатость поверхности практически копирует исходную.

Таким образом, предложенные И.А.Марцинкевич и М.Т.Коротких условия реализации процесса микродугового оксидирования позволяют получать на деталях из алюминиевых сплавов оксидные пленки толщиной до 0,04мм за время, не превышающее 9минут, и величиной шероховатости оксидного слоя коррелирующей с исходной.

ЛИТЕРАТУРА

1.И.А.Марцинкевич,М.Т.Коротких. Технологические возможности микродугового оксидирования алюминиевых сплавов / Неделя науки СПбПУ : материалы для научного форума с международным участием. Институт металлургии, машиностроения и транспорта. Часть 1-СПб.: Изд-во ун-та, 2015, 139 с.