ПРЕДИСЛОВИЕ ..................................................... 5
ГЛАВА 1
ПЛАЗМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ИХ ОСОБЕННОСТИ И ПРИМЕНЕНИЕ ............. 11
1.1 Технологии на основе концентрированных источников
энергии ................................................... 11
1.1.1 Лазерные технологии ................................ 11
1.1.2 Плазменные технологии .............................. 12
1.1.3 Электронно-лучевые технологии ...................... 12
1.1.4 Ионная имплатация .................................. 13
1.1.5 Ударно-волновая обработка .......................... 13
1.2 Особенности и преимущества применения
высокоэнергетических технологий ........................... 13
1.2.1 Термическое упрочнение ............................. 13
1.2.2 Легирование поверхности ............................ 15
1.2.3 Упрочнение инструментальных сплавов ................ 16
1.2.4 Упрочнение твердых сплавов ......................... 17
1.3 Технологии модифицирования ................................ 19
1.3.1 Характерные свойства легирующих элементов .......... 19
1.3.2 Модифицирование быстрорежущих сплавов .............. 20
1.3.3 Ускорение диффузии легирующих элементов ............ 21
1.3.4 Азотирование ....................................... 22
1.4 Комплексная импульсно-плазменная технология ............... 23
ГЛАВА 2
ТЕОРИЯ ПЛАЗМЕННО-ДЕТОНАЦИОННОГО ГЕНЕРИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОЙ
ПЛАЗМЫ ......................................................... 25
2.1 Взаимодействие плазмы с поверхностью твердого тела ........ 25
2.1.1 Сущность лазерного упрочнения ...................... 25
2.1.2 Торможение плазменной струи на твердой
поверхности ........................................ 25
2.1.3 Тепломассообмен .................................... 28
2.1.4 Определение тепловых потоков ....................... 29
2.2 Физико-математическая модель плазменно-детонационного
формирования плазмы ....................................... 30
2.2.1 Постановка задачи .................................. 30
2.2.2 Анализ результатов решения ......................... 38
ГЛАВА 3
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНОЙ ПЛАЗМЫ ............... 41
3.1 Конструктивные особенности плазменно-детонационных
генераторов ............................................... 41
3.2 Методика исследования импульсной плазмы ................... 44
3.3 Формирование плазменной струи, ее взаимодействие с
преградой ................................................. 45
3.4 Исследование импульсной плазмы ............................ 49
3.4.1 Энергетические характеристики импульсной плазмы .... 49
3.4.2 Спектроскопические исследования .................... 55
ГЛАВА 4
ПЛАЗМЕННО-ДЕТОНАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ........................... 58
4.1 Генераторы импульсной плазмы .............................. 58
4.2 Технологические установки для упрочнения изделий и
нанесения покрытий ........................................ 60
ГЛАВА 5
ПДО СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА ................................... 64
5.1 Сплавы с содержанием углерода 0,7-0,8% .................... 64
5.1.1 Методика исследования .............................. 64
5.1.2 Эффективность воздействия физических полей ......... 64
5.1.3 Особенности ПДО .................................... 65
5.1.4 Рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализы
сплава ............................................. 68
5.1.5 Металлографические и Оже-спектроскопические
исследования ....................................... 71
5.2 Модифицирование поверхности среднеуглеродистых сплавов .... 73
5.3 Модифицирование поверхности быстрорежущих сталей .......... 78
5.3.1 Обработка в атмосфере воздуха ...................... 78
5.3.2 Обработка в среде азота ............................ 83
5.4 Механизм упрочнения плазменной обработкой ................. 85
5.5 Анализ результатов исследования плазменной обработкой ..... 88
ГЛАВА 6
ЛЕГИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ........................................ 91
6.1 Массоперенос при импульсной обработке металлов ............ 91
6.2 Взаимодействие импульсной плазменной струи при ПДО с
твердой поверхностью ...................................... 94
6.2.1 Моделирование процессов в УСС ...................... 94
6.2.2 Поверхность изделия - катод ........................ 98
6.2.3 Поверхность изделия - анод ........................ 100
6.2.4 Поверхность изделия изолирована ................... 100
6.3 Теплофизические характеристики поверхности ............... 101
6.3.1 Моделирование теплопроводности .................... 101
6.3.2 Температурное поле поверхностных слоев при ПДО .... 102
6.4 Легирование углеродистых сталей .......................... 105
6.4.1 Сталь 9ХС ......................................... 105
6.4.2 ПДО α-Fe .......................................... 107
6.4.3 Среднеуглеродистая сталь .......................... 108
ГЛАВА 7
ИМПУЛЬСНО-ПЛАЗМЕННОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ С РАСПЛАВЛЕНИЕМ
ПОВЕРХНОСТИ ................................................... 112
7.1 Технология и методика исследования ....................... 112
7.2 Модифицирование оплавленной поверхности .................. 114
7.2.1 Взаимодействие импульсов плазмы с поверхностью .... 114
7.2.2 Интенсификация кристаллизации расплавленного
слоя .............................................. 117
7.3 Модифицирование поверхности металлами .................... 118
7.3.1 Методика исследования ............................. 118
7.3.2 Медь и алюминий ................................... 119
7.3.3 Титан и вольфрам .................................. 120
7.4 Железографитовые сплавы .................................. 122
7.5. Легирование поверхности элементами из обмазок ............ 124
7.5.1 Лазерное легирование .............................. 124
7.5.2 Легирование поверхности элементами из обмазок ..... 126
ГЛАВА 8
УПРОЧНЕНИЕ ЧУГУНОВ ............................................ 128
8.1 Плазменная обработка высокопрочного чугуна ............... 128
8.2 Плазменно-детонационное упрочнение чугуна ................ 131
ГЛАВА 9
ДУПЛЕКСНОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ........................ 135
9.1 Оптимизация рельефа поверхности .......................... 135
9.2 Упрочнение рельефа поверхности ПДО ....................... 139
9.3 Двойные и тройные технологии модифицирования ............. 140
9.4 Алмазоподобные покрытия .................................. 143
9.4.1 Эффективность углеродных технологий ............... 143
9.4.2 Технологии формирования алмазных и углеродных
пленок ............................................ 143
9.4.3 ПДО осаждение углеродных пленок ................... 145
ГЛАВА 10
МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ ................... 151
10.1 Импульсно-плазменное упрочнение .......................... 151
10.2 Плазменное упрочнение твердых сплавов .................... 152
ГЛАВА 11
МОДИФИЦИРОВАНИЕ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ТИТАНА ...................... 157
11.1 СшшиВТ22 ................................................. 157
11.2 Модифицирование сплава ВТ6 азотом ........................ 160
11.3 Рентгеноструктурный анализ модифицированных
сплавов .................................................. 162
11.4 Образование рельефа поверхности .......................... 165
11.5 Лазерное упрочнение сплавов на основе титана ............. 166
11.6 Микротвердость сплавов после ПДО ......................... 167
ГЛАВА 12
ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННАЯ ОБРАБОТКА ............................. 170
12.1 Электрические процессы в нагревателе ..................... 170
12.2 Исследование плазменного слоя ............................ 173
12.3 Нагрев и охлаждение поверхности .......................... 175
12.4 Термоциклическая закалка ................................. 178
12.5 Качественные характеристики упрочненного слоя ............ 181
12.6 Область применения ТЦО ................................... 184
ГЛАВА 13
МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ .......... 187
13.1 Импульсно-плазменная обработка инструмента ............... 187
13.1.1 Упрочнение металлорежущего инструмента ............ 187
13.1.2 ПДО матриц и пуансонов вырубных штампов ........... 189
13.1.3 ПДО ножей, пил и фрез для обработки древесины ..... 194
13.1.4 ПДО инструмента из твердого сплава ................ 195
13.1.5 Инструмент в перерабатывающей промышленности ...... 196
13.2 ПДО деталей машин ........................................ 197
13.2.1 Автомобиль ........................................ 197
13.2.2 Гидропривод и торцевые уплотнения ................. 197
13.2.3 Детали полиграфических машин ...................... 198
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................. 199
|
