<<
>>

Особенности формирования параметров поверхностного слоя на алюминиевых сплавах

Здесь концентрация кремнефторида натрия в растворе оказывает воздействие на шероховатость поверхностного слоя. В связи с этим экспериментальные исследования шероховатости поверхности проводились в зависимости от концентрации кремнефторида натрия в растворе.

Исследованию подвергались образцы из наиболее распространенного в машиностроении алюминиевого сплава марки Д16,обладающего высоким ресурсом,что установлено в авиакосмической отрасли. Режимы обработки: амплитуда колебаний А-2,5 мм, частота колебаний f = 33,3 Гц, время обработки 20 мин., рабочая среда - полиэтиленовые шары размером 3-4 мм, Сг О3 ~ 3,5 г/л.

Из приведенных экспериментальных данных следует, что изменение концентрации кремнефторида натрия незначительно влияет на изменение шероховатости при ВиХМО и несколько увеличивает шероховатость поверхности при стандартном способе получения покрытия, где нет условий для разрушения дендритных образований (рис. 3.20).

Рис. 3.20. Зависимость шероховатости поверхности от концентрации Na2SiF6. в растворе при обработке сплава Д16: 1 - оксидное покрытие, полученное в стационарной ванне; 2 - вибрационное химикомеханическое оксидное покрытие

Аналогичные кривые получены при определении влияния температуры раствора в рабочем интервале (рис. 3.21). С увеличением Na2SiF6 в растворе и повышением температуры увеличивается травление всей омываемой раствором поверхности гидроксида, т.е. растворяются не только микровыступы, но и впадины и как результат увеличивается шероховатость поверхности (кривая 1).

Рис. 3.21. Зависимость шероховатости поверхности сплава Д16 от температуры раствора при обработке: 1 - оксидное покрытие, полученное в стационарной ванне; 2 - вибрационное химикомеханическое оксидное покрытие

В процессе вибрационного воздействия частицами рабочей среды формирование поверхностного слоя является результатом химического растворения, массового деформирования и передеформирования гидроксида на элементарных участках поверхности.

Поскольку при нанесении ВиХМОП происходит мгновенное смачивание обрабатываемых поверхностей активной средой, перепассивация ювенильных участков, схватывание разрушенного гидроксида не наблюдается, он удаляется движущейся средой.

С повышением амплитуды колебаний скорость разрушения микровыступов увеличивается, снижается шероховатость поверхности (рис.3.22). Поэтому для оптимального разрыхления микровыступов амплитуда колебаний не должна превышать 2,5 мм.

Рис. 3.22. Зависимость шероховатости поверхности сплава Д16 от амплитуды колебания

Выравнивание микрорельефа протекает во времени от начала образования гидроксида до окончания процесса формирования покрытия. Анализируя результаты проведенных экспериментов, можно сделать следующие выводы.

Так, в ходе профилометрических исследований установлено, что возрастание продолжительности оксидирования с 5 до 20 мин. при амплитуде колебаний 2 мм, материал Д16, приводит к незначительному изменению значений параметра Raс 3,8 мкм до 2,6 мкм, параметра Rz- с 4,7 мкм до 13,6 мкм, параметра Rp- с 10,8 мкм до 7,4 мкм, параметра Sm- с 239,3 мкм до 266,6 мкм (рис.3.23).

а)

Ra 3 888 μm Rmr(c)2 0.963 %
Rq 4.755 μm Rdc 2.282 μm
Rz 20.497 μm Rt 43.571 μm
Rp 10 847 μm Rz1max 43.571 μm
Rv 9.650 μm Rk 11.591 μm
Rsk 0.128 Rpk 10.571 μm
Rkμ 2.610 Rvk 7.234 μm
Rc 17.021 μm Mr1 6.325 %
RSm 239.3 μm Mr2 86.263 %
RDα 0233 A1 33.43
Rmr 0.038 % A2 49.69
Rmr(c)1 0.800 %

б)

в)

Work Name

Measuring Tool

Standard

Sample SurfTast

ISO 1997

Oaθratoe

CommanC

N

Mitutoyo

Var2.00

-f---------- 5--------

Profile R Cut-Off 0.8mm
λs 2.5μm Filter GAUSS
Ra 2.641 μm Rmr(c)2 1.000 %
Rq 3.265 μm Rdc 3.012 μm
Rz 13.885 μm Rt 23.758 μm
Rp 7.418 μm Rz1ma? 23.758 μm
Rv 6.467 μm Rk 7.460 μm
Rsk -0.084 Rμk 6.605 μm
Rkμ 2.974 Rvk 2.797 μm
Rc 10.112 μm Mr1 12.738%
RSm 266.6 μm Mr2 89.213%
RDq 0.140 Al 4207
Rmr 0022 % λ2 15.09
Rmr(c)1 0^83 %

Г)

Рис. 3.23. Профилограммы и численные значения поверхности ВиХМОП: а, б -5 мин обработки; в, г -20 мин обработки

Такая закономерность изменения степени шероховатости оксидированной поверхности в зависимости от амплитуды и продолжительности обработки связана с толщиной создаваемых покрытий. Создает ее более развитый микрорельеф с наличием множества структурных микронеоднородностей. Выравнивание микрорельефа происходит за счет многократного взаимодействия частиц рабочей среды с микровыступами оксидной пленки в условиях химического воздействия на всю обрабатываемую поверхность (рис. 3.24).

Рис. 3.24. Зависимость шероховатости поверхности сплава Д16 от времени обработки

На основании результатов проведенных исследований можно отметить, что в процессе формирования вибрационного химико-механического оксидного покрытия достигается снижение параметра шероховатости Ra. Формирование шероховатости поверхности при вибрационной обработке зависит от большого числа факторов. Важнейшими из них являются: режимы обработки, характеристика и размеры рабочей среды, уровень жидкости в рабочей камере, ее химический состав, влияние на обрабатываемый материал, характеристика обрабатываемого материала .

<< | >>
Источник: ИВАНОВ Владимир Витальевич. ПРОЦЕССЫ И МЕТОДОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ВЫСОКОРЕСУРСНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПУТЕМ ВИБРАЦИОННОГО ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ КОМБИНИРОВАННЫМ ХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Ростов-на-Дону 2017. 2017

Скачать оригинал источника

Еще по теме Особенности формирования параметров поверхностного слоя на алюминиевых сплавах:

  1. Особенности формирования параметров поверхностного слоя на алюминиевых сплавах