Marekebisho ya kifizikia-kemikali yanaeleweka kama mabadiliko yanayolengwa katika sifa za uso kama matokeo ya ushawishi wa nje wa kiteknolojia. Hii inahusu mabadiliko katika muundo wa nyenzo katika tabaka nyembamba za uso kutokana na athari za kimwili (mihimili ya ion na elektroni, plasma ya joto la chini na joto la juu, kutokwa kwa umeme, nk) au athari za kemikali, na kusababisha kuundwa kwa kemikali. misombo kulingana na nyenzo za msingi juu ya uso wa tabaka (kemikali , electrochemical na oxidation ya mafuta, phosphating, sulfidation, nitriding ya plasma, nk).
Ni dhahiri kwamba hakuna mpaka wa uainishaji wazi kati ya michakato ya urekebishaji wa fizikia na ugumu wa uso.
Miongoni mwa njia nyingi za urekebishaji wa fizikia, zinazoahidi zaidi ni upandikizaji wa ion, anodization, haswa mapigo (usindikaji katika plasma ya elektroliti), na ugumu wa leza.
Uwekaji wa ion ni mbinu mpya kiasi ya urekebishaji wa fizikia kulingana na kuanzishwa kwa ioni za kasi za vipengele vya aloi kwenye safu ya uso.
|
Mchele. 19.12. Mchoro wa usakinishaji wa uingizwaji wa ion na kiongeza kasi cha mstari (A ) kutoka D-implantaiii (b):
1 - chanzo cha ion; 2 - mfumo wa uchimbaji wa ion; 3 - mgawanyiko; 4 - sumaku za kuzingatia; 5 - kasi ya mstari; 6 - mfumo wa kupotoka kwa umeme; 7 - mtiririko wa ion; 8 - sehemu ngumu
Ioni zilizowekwa zina kina cha kupenya kidogo, lakini ushawishi wao unaenea zaidi kutoka kwa uso.
Vipengele vifuatavyo vya uwekaji wa ion vinaweza kutofautishwa:
Uwezekano wa kutengeneza aloi juu ya uso ambayo haiwezi kupatikana chini ya hali ya kawaida kutokana na umumunyifu mdogo au kuenea kwa vipengele. Katika baadhi ya matukio, mipaka ya umumunyifu wa usawa hupitishwa na maagizo kadhaa ya ukubwa;
Doping haihusiani na michakato ya uenezi, isipokuwa urekebishaji wa nyenzo za upandaji wa ion katika msongamano wa juu wa sasa, wakati uenezaji wa vipengele unaochochewa na mionzi huzingatiwa;
Mchakato unafanyika kwa joto la chini (chini ya 150 ° C), bila kubadilisha mali ya mitambo ya nyenzo. Njia hiyo inaruhusu usindikaji wa vifaa vya joto-nyeti;
Hakuna mabadiliko yanayoonekana katika saizi ya sehemu baada ya kuingizwa;
Nyuso zilizobadilishwa hazihitaji kumaliza zaidi;
Mchakato huo unadhibitiwa vizuri na unaweza kuzaliana tena;
Usafi wa kiikolojia wa michakato;
Nyuso tu zilizo wazi moja kwa moja kwa miale ya ioni ni ngumu;
Kina kidogo cha safu iliyobadilishwa;
Gharama kubwa ya vifaa.
Ufungaji wa kupandikiza kwa boriti ya ioni una chanzo cha ioni, mfumo wa 2 wa "kuvuta" ioni, kitenganishi cha ioni 3, lenzi zinazolenga sumaku 4, kichapuzi cha mstari 5, na mfumo wa kukengeusha kielektroniki b. Katika mazoezi, vyanzo vya ioni vinavyoendelea na vilivyopigwa vya miundo mbalimbali hutumiwa, kuzalisha ioni za gesi (kutoka hidrojeni hadi kryptoni) na metali (pamoja na cathodes ya moto na baridi, magnetron, diaplasmtron, nk). Ioni zinazoacha chanzo ni tofauti katika utungaji. Ili kutenganisha ioni za kigeni, kitenganishi cha misa ya sumaku hutumiwa, ambacho hutenganisha ions ambazo zina molekuli tofauti na malipo kutoka kwa mhimili mkuu. Boriti ya ioni "iliyosafishwa" inalenga na kuharakishwa kwa kasi ya mstari. Skanning ya boriti ya ioni juu ya uso wa sehemu iliyoimarishwa inafanywa na mfumo wa kupotoka 6 .
Ili kuhakikisha ugumu wa sare, sehemu hiyo inazunguka na inazunguka jamaa na boriti.
Uingizaji wa ion na ioni za plasma - wakati mwingine huitwa uingizwaji wa 3B - hufanywa katika vyumba vya utupu, ambapo mazingira ya ionized huundwa na kutokwa kwa mwanga au arc, na voltage ya juu ya pulsed inatumika kwa sehemu, ambayo inahakikisha kuongeza kasi ya ions katika mwelekeo. ya nyuso zilizopigwa mabomu. Mtiririko wa ioni ya juu ya nishati unaweza kutengenezwa moja kwa moja wakati wa mwako wa kutokwa kwa kibinafsi kwa pulsed kati ya chumba cha utupu kilichowekwa msingi na bidhaa ambayo ni cathode.
Ions kuharakisha katika uwanja wa matukio ya cathode ya unene mdogo kwa ufanisi kurekebisha uso wa bidhaa, ambayo inaweza kuwa na sura ya volumetric tata. Ions za tukio huzalisha boriti ya elektroni kutoka kwenye uso wa bidhaa, ambayo, kuingiliana na plasma, inahakikisha kutokwa kwa kujitegemea. Njia hii ina faida fulani juu ya njia za mionzi kutokana na unyenyekevu na gharama ya chini ya kutekeleza michakato ya kiteknolojia. Inaweza kuunganishwa na mbinu zingine za usindikaji wa ion-plasma, kama vile magnetron, vacuum-arc na plasma-thermal sputtering, nitriding ioni, nk.
Uwekaji wa ioni zenye nishati nyingi hutumia ayoni za gesi zenye nishati hadi keV 100 ili kuimarisha metali na aloi, keramik na polima.
Matibabu na ioni za nitrojeni zenye nishati nyingi huongeza uimara wa zana za kukata na kukanyaga na nguvu ya uchovu wa sehemu.
Uwekaji wa atomi za unganishi (nitrojeni, kaboni na boroni) huboresha upinzani wa kuvaa na upinzani wa uchovu wa vyuma. Vipengele hivi vina mali ya kutengwa kwa kutengana hata kwa joto la kawaida, ambalo huzuia harakati zao na kuimarisha safu ya uso, na hii inazuia maendeleo ya nyufa za uchovu.
Wakati nikeli inapowekwa na boroni, nguvu ya uchovu huongezeka kwa zaidi ya 100%.
Kuongezeka kwa nguvu za uchovu hakutokani na athari za mikazo ya kubana iliyobaki inayotokea wakati wa uwekaji wa ayoni, kama ilivyofikiriwa hapo awali, lakini kwa kizuizi cha ukuzaji wa nyufa za uchovu kwa sababu ya kupungua kwa uhamaji wa kuhama.
Ili kuongeza mali ya kupambana na msuguano, ioni za molybdenum na mara mbili ya kiasi cha ioni za sulfuri zinaweza kupandwa. Uingizaji wa pamoja unaweza kuwa njia mpya ya kuunda antifriction na tabaka zingine maalum za aloi.
Kwa kuingiza titani, awamu ya Ti-C-Fe ya amorphous inapatikana kwenye uso, ambayo inasababisha kupunguzwa kwa msuguano na kuvaa.
Uingizaji wa ion hutumiwa sana kuboresha upinzani wa kutu wa sehemu za chuma. Kwa kusudi hili, ions hupandwa.
Matibabu ya joto ya ndani hufanya marekebisho ya muundo wa safu ya uso. Wakati huo huo, serikali kama hizo za wakati wa joto na matokeo ya ugumu hutolewa ambayo ni ngumu au haiwezekani kupata kwa kutumia njia za jadi za matibabu ya joto, ambayo ni:
Viwango vya juu vya kupokanzwa na baridi (viwango vya joto hufikia maadili ya 10 4 ... 10 8 K / s, na viwango vya baridi - 10 3 ... 10 4 K / s, kulingana na muda wa mfiduo na nishati ya mionzi, na pia. kama kwenye njia za uendeshaji za laser). Njia hizo za kupokanzwa na baridi husababisha mabadiliko ya awamu isiyo ya usawa na mabadiliko katika pointi muhimu Na na Na A, uundaji wa suluhisho dhabiti zilizojaa sana na miundo iliyotawanywa laini, pamoja na ile ya amorphous. Matokeo yake, safu yenye ugumu ulioongezeka huundwa (huzidi kwa 15 ... 20% ya ugumu baada ya kuimarisha kwa kutumia mbinu zilizopo), na upinzani mzuri wa kuvaa na kuweka wakati wa msuguano;
Uwezekano wa nyuso za ugumu katika maeneo magumu kufikia (cavities, recesses), ambapo boriti ya laser inaweza kuletwa kwa kutumia vifaa vya macho;
Matumizi ya laser inaruhusu mtu kupunguza kwa kasi kina cha safu ngumu na kudhibiti kwa ufanisi ukubwa wake.
Ugumu wa laser kutumika kuimarisha zana za kukata na kupima, kingo za kufanya kazi za kufa na kupigwa kwa kina cha hadi 0.15 mm (mionzi ya kunde) na hadi 1.5 mm (mionzi inayoendelea). Juu ya vyuma vya zana, ugumu ni 63 ... 67 HRC. Ukali wa uso wa kutibiwa haubadilika.
Imeanzishwa kuwa utumiaji wa mionzi ya laser kama chanzo cha kupokanzwa wakati wa ugumu wa thermoplastic ya aloi za nickel hufanya iwezekanavyo kupata mikazo ya mabaki ya hadi 10 GPa kwenye safu ya uso.
Kwa matibabu ya joto ya laser, inawezekana kuunda hali ya uvukizi wa kuchagua wa protrusions ya asperity, ambayo husababisha kupungua kwa ukali wa uso.
Mtazamo wa laser ni mojawapo ya njia zinazotia matumaini za kurejesha sehemu muhimu za injini za turbine ya gesi, hasa turbine na vile vya kujazia. Faida zake kuu ni uwezo wa kuondokana na kasoro ndogo bila inapokanzwa uso karibu na kasoro na kutokuwepo kwa kuchelewa wakati wa uso.
Uwekaji wa laser unafanywa katika vyumba vilivyo na mazingira ya kinga au kwa sindano ya gesi ya inert. Waya, foil au vifaa vya poda hutumiwa kama nyenzo za kujaza.
Kuweka laser na aloi za chuma za unga na athari ndogo ya mafuta hufanya iwezekanavyo kuongeza utendaji wa sehemu mara kadhaa chini ya joto kali, mmomonyoko na hali nyingine za uendeshaji.
Wizara ya Elimu na Sayansi ya Shirikisho la Urusi
Taasisi ya Kielimu ya Jimbo la Shirikisho la Elimu ya Juu ya Taaluma "Chuo Kikuu cha Shirikisho la Ural kilichoitwa baada ya Rais wa kwanza wa Urusi B.N. Yeltsin"
Idara ya Matibabu ya Joto na Fizikia ya Metali
"Uainishaji wa mipako kulingana na mali ya kazi na njia ya matumizi"
Mwalimu:
Profesa Mshiriki, Ph.D. Rossina N.G.
Mwanafunzi: Trapeznikov A.I.
Kikundi: Mt 320701
Ekaterinburg 2015
Utangulizi
Uainishaji wa mipako na njia za uzalishaji wao
1 Mabadiliko katika mali ya kimwili na kemikali ya nyuso wakati wa kuweka mipako
2 Mipako ya ndani
3 mipako ya nje
4 Maandalizi ya uso wakati wa kutumia mipako
Mbinu za mipako ya kemikali na electrochemical
1 Uainishaji wa mipako ya kemikali na electrochemical
2 Kiini cha njia ya mipako ya kemikali
3 Kupaka bidhaa
Mipako ya condensation ya utupu
Utumiaji wa mipako ya uso kwa kutumia vyanzo vya joto vilivyojilimbikizia
1 Uainishaji wa mipako iliyowekwa
2 Maeneo ya matumizi ya uso
Utumiaji wa mipako kwa kufunika
Njia za mipako ya gesi-mafuta
1 Uainishaji wa mbinu
Kunyunyizia plasma ya mipako
1 Faida na hasara za njia ya kunyunyizia plasma
Kunyunyizia moto wa gesi ya mipako
Hitimisho
Utangulizi
Mipako inayopatikana katika teknolojia ya kisasa ni tofauti sana katika mali na njia za uzalishaji. Matumizi ya kinga, kinga-mapambo na mipako maalum inaruhusu kutatua matatizo mengi. Kwa kuchagua nyenzo za mipako, masharti ya matumizi yao, kuchanganya mipako ya metali na isiyo ya chuma, inawezekana kutoa uso wa bidhaa rangi tofauti na texture, mali muhimu ya kimwili, mitambo na kemikali: kuongezeka kwa ugumu na upinzani wa kuvaa; kutafakari kwa juu, kuboresha mali za kupambana na msuguano, conductivity ya umeme ya uso, nk. Lakini uchaguzi bora wa mipako au njia za kuzimaliza haziwezekani bila kuzingatia kwa kina mali zao na vipengele vya uzalishaji.
Teknolojia ya mipako, pamoja na tasnia zingine za kisayansi na za kuokoa nishati, ni moja wapo ya mwelekeo kuu wa ukuzaji wa uzalishaji wa kisasa katika nchi zilizoendelea za jamii ya ulimwengu.
Hivi sasa, uboreshaji na utafutaji wa mbinu mpya za mipako zinaendelea. Utafiti wa njia za maombi ya mipako, aina zao; thermodynamics ya michakato wakati wa kuunda mipako ya aina mbalimbali kwenye nyuso za chuma na zisizo za chuma; muundo, muundo na mali ya utendaji wa mipako; vifaa vya msingi kwa ajili ya mipako ya gesi-joto na electrothermal ya bidhaa za chuma.
Kusoma njia za kuboresha ubora wa bidhaa kwa kuunda mipako ya multilayer na kuimarishwa; udhibiti wa metrological wa vigezo vya kiteknolojia vya malezi na mali zao.
Jukumu na nafasi ya mipako katika uzalishaji wa kisasa
Mipako ni muundo wa safu moja au nyingi zinazotumiwa kwenye uso ili kulinda dhidi ya mvuto wa nje (joto, shinikizo, kutu, mmomonyoko wa ardhi, nk).
Kuna mipako ya nje na ya ndani.
Mipako ya nje ina mpaka kati ya mipako na uso wa bidhaa. Ipasavyo, saizi ya bidhaa huongezeka kwa unene wa mipako, na uzito wa bidhaa huongezeka.
Katika mipako ya ndani hakuna interface na vipimo na uzito wa bidhaa hubakia bila kubadilika, wakati mali ya mabadiliko ya bidhaa. Mipako ya ndani pia huitwa mipako ya kurekebisha.
Kuna shida mbili kuu zinazotatuliwa wakati wa kutumia mipako
Kubadilisha mali ya awali ya kimwili na kemikali ya uso wa bidhaa ambazo hutoa hali maalum ya uendeshaji;
Marejesho ya mali, vipimo, uzito wa uso wa bidhaa iliyoharibiwa na hali ya uendeshaji.
Kusudi na maeneo ya matumizi ya mipako
Sababu kuu ya kuibuka na maendeleo ya teknolojia ya kutumia mipako ya kinga ilikuwa hamu ya kuongeza uimara wa sehemu na makusanyiko ya mifumo na mashine mbalimbali. Uboreshaji wa mfumo wa mipako unajumuisha uteuzi sahihi wa muundo wa mipako, muundo, porosity na wambiso, kwa kuzingatia joto la mipako na uendeshaji, utangamano wa substrate na vifaa vya mipako, upatikanaji na gharama ya nyenzo za mipako, pamoja na uwezo wa kufanya upya, kurekebisha. na kuitunza vizuri wakati wa operesheni.
Matumizi ya mipako yenye nguvu isiyo na nguvu, ambayo unene wake hupungua sana wakati wa operesheni, inaweza kusababisha kupungua kwa nguvu ya sehemu nzima kwa sababu ya kupungua kwa eneo lenye ufanisi la sehemu yake yote ya msalaba. Usambazaji wa pamoja wa vipengele kutoka kwa substrate hadi mipako na kinyume chake inaweza kusababisha kupungua au kuimarisha aloi katika moja ya vipengele. Mfiduo wa joto unaweza kubadilisha muundo mdogo wa substrate na kusababisha mikazo iliyobaki kuonekana kwenye mipako. Kwa kuzingatia yote yaliyo hapo juu, chaguo bora la mfumo linapaswa kuhakikisha uthabiti wake, yaani, uhifadhi wa mali kama vile nguvu (katika nyanja zake mbalimbali), ductility, nguvu ya athari, uchovu na upinzani wa kutambaa baada ya athari yoyote. Uendeshaji chini ya hali ya baiskeli ya haraka ya mafuta ina ushawishi mkubwa zaidi juu ya mali ya mitambo, na parameter muhimu zaidi ni joto na wakati wa mfiduo wake kwa nyenzo; mwingiliano na mazingira ya kazi yanayozunguka huamua asili na ukubwa wa mfiduo wa kemikali.
Mbinu za mitambo ya kuunganisha mipako kwenye substrate mara nyingi haitoi ubora unaohitajika wa kujitoa. Matokeo bora zaidi hupatikana kwa njia za uunganisho wa usambazaji. Mfano mzuri wa mipako yenye mafanikio ya kueneza ni aluminizing metali za feri na zisizo na feri.
1. Uainishaji wa mipako na mbinu za uzalishaji wao
Hivi sasa, kuna mipako na njia nyingi za uzalishaji wao.
Machapisho mengi yanapendekeza mipango mbalimbali ya uainishaji wa mipako ya isokaboni kulingana na sifa mbalimbali. Mipako inaweza kuainishwa kulingana na kanuni za msingi zifuatazo:
Kwa kusudi (kupambana na kutu au kinga, sugu ya joto, sugu ya kuvaa, kupambana na msuguano, kutafakari, mapambo na wengine);
Kwa mali ya kimwili au kemikali (chuma, isiyo ya chuma, kinzani, kemikali-sugu, kutafakari, nk);
Kwa asili ya vipengele (chrome, chrome-aluminium, chrome-silicon na wengine);
Kwa asili ya awamu zilizoundwa kwenye safu ya uso (aluminidi, silicide, boride, carbudi na wengine)
Hebu tuangalie mipako muhimu zaidi, iliyoainishwa na kusudi.
Mipako ya kinga - kusudi kuu linahusishwa na kazi zao mbalimbali za kinga. Mipako inayostahimili kutu, inayostahimili joto na sugu ya kuvaa imeenea. Kinga ya joto, kuhami umeme na mipako ya kutafakari pia hutumiwa sana.
Mipako ya miundo na filamu hufanya kama vipengele vya kimuundo katika bidhaa. Pia hutumiwa sana katika utengenezaji wa bidhaa katika utengenezaji wa vifaa, vifaa vya elektroniki, mizunguko iliyojumuishwa, katika injini za turbojet - kwa namna ya mihuri iliyoamilishwa katika turbines na compressors, nk.
Mipako ya kiteknolojia inalenga kuwezesha michakato ya kiteknolojia katika uzalishaji wa bidhaa. Kwa mfano, kutumia solders wakati wa soldering miundo tata; uzalishaji wa bidhaa za kumaliza nusu katika mchakato wa deformation ya joto la juu; kulehemu kwa vifaa tofauti, nk.
Mipako ya mapambo hutumiwa sana katika uzalishaji wa bidhaa za nyumbani, mapambo, kuboresha aesthetics ya mitambo ya viwanda na vifaa, prosthetics katika vifaa vya matibabu, nk.
Mipako ya kurejesha - hutoa athari kubwa ya kiuchumi wakati wa kurejesha nyuso zilizovaliwa za bidhaa, kama vile shafts ya propeller katika ujenzi wa meli; majarida ya crankshaft ya injini za mwako wa ndani; vile katika injini za turbine; zana mbalimbali za kukata na kubofya.
Mipako ya macho - kupunguza kutafakari ikilinganishwa na nyenzo imara, hasa kutokana na jiometri ya uso. Uchambuzi unaonyesha kuwa uso wa baadhi ya mipako ni mkusanyiko wa ukali, urefu ambao ni kati ya 8 hadi 15 microns. Kwa ukiukwaji wa jumla wa mtu binafsi, makosa madogo huundwa, ambayo urefu wake huanzia 0.1 hadi 2 microns. Kwa hivyo, urefu wa makosa ni sawa na urefu wa wimbi la mionzi ya tukio. Kutafakari kwa mwanga kutoka kwenye uso huo hutokea kwa mujibu wa sheria ya Frenkel.
Katika maandiko kuna kanuni mbalimbali za kuainisha njia za mipako. Ingawa ni lazima ieleweke kwamba hakuna mfumo wa uainishaji wa umoja wa mbinu za maombi ya mipako. Hawking na watafiti wengine kadhaa wamependekeza uainishaji tatu wa njia za mipako:
Kwa mujibu wa hali ya awamu ya kati ambayo nyenzo za mipako zimewekwa;
Kulingana na hali ya nyenzo zilizotumiwa;
Kulingana na hali ya michakato inayofafanua kundi moja la njia
mipako.
Uainishaji wa njia za mipako zinawasilishwa kwa undani zaidi katika Jedwali 1.
Jedwali 1 Faida na hasara za njia mbalimbali za mipako
MbinuHasaraHasaraPVDVersatility; Vipengele vyote vikali na vifaa vinaweza kuwekwa. Inawezekana kupata filamu nyembamba na mipako yenye nene. Kuna marekebisho mbalimbali ya mbinu. H = microns 5-260. Inawezekana kutumia mipako tu kwa sehemu inayoonekana ya uso. Uwezo mbaya wa kutawanyika. Vifaa vya gharama kubwa.CVDHushindana na mbinu ya uwekaji wa kimwili. Vipengele na misombo ambayo inafanya kazi kwa kemikali na katika hali ya mvuke inaweza kutumika. Uwezo mzuri wa utawanyiko. H = 5-260 µm. Chanzo cha joto kina jukumu muhimu. Uwekaji kawaida hufanywa kwa joto la juu kuliko katika njia ya uwekaji wa mwili. Substrate inaweza kuwaka. Uwekaji wa moja kwa moja usiohitajika unaweza kutokea. Uwekaji wa utengano kutoka kwa yabisi Usawa mzuri na ustahimilivu wa karibu wa mipako. Ufanisi mkubwa wa kiuchumi wa mchakato. Vifaa vya kawaida vya mipako ni Al na Cr. Ugumu wa juu wa mipako. H = 5 - 80 µm. Vipimo vichache vya substrate. Haifai kwa substrates nyeti kwa joto la juu. Mipako nyembamba kuliko njia zingine za kueneza. Ufungaji unaowezekana wa mipako Kunyunyizia Uwezekano wa kudhibiti hali ya unyunyiziaji na ubora wa nyenzo zilizowekwa wakati wa mchakato. Uwezekano wa kupata mipako nene, sare. H = 75 - 400 µm. Ubora hutegemea sifa za opereta. Substrate lazima iwe sugu kwa joto na athari. Mipako ina vinyweleo na uso korofi na inawezekana kujumuisha. Mipako nene inaweza kuwekwa. Substrates kubwa zinaweza kusindika. H = 5 - 10% ya unene wa substrate Inawezekana kupigana kwa substrate. Inafaa kwa substrates rigid Electrodeposition (ikiwa ni pamoja na kemikali na electrophoresis) Mchakato wa gharama nafuu unapotumia elektroliti zenye maji. Inawezekana kutumia madini ya thamani na mipako ya kinzani kutoka kwa chumvi iliyoyeyuka. Kutumika kwa ajili ya uzalishaji wa viwanda wa cermets. Uwekaji wa kemikali na electrophoresis hutumika tu kwa vipengele na aina fulani za substrates. H = 0.25 - 250 µm. Usanifu makini wa vifaa unahitajika ili kuhakikisha uwezo mzuri wa kutawanya. Matumizi ya chumvi iliyoyeyuka kama elektroliti inahitaji udhibiti mkali ili kuzuia unyevu na oxidation. Mvuke yenye madhara juu ya kuyeyuka. Mipako inaweza kuwa porous na kusisitizwa. Imepunguzwa kwa maeneo maalum ya halijoto ya juu.Kuzamishwa kwa joto kwa Mipako minene. Mbinu ya mipako ya haraka. H = mikroni 25 - 130. Imepunguzwa tu kwa kutumia A1 ili kupata mipako yenye joto la juu. Mipako inaweza kuwa porous na discontinuous.
Jedwali 2. Uainishaji wa njia za mipako kulingana na hali ya awamu ya kati
Hali madhubuti Uunganishaji wa kimfumo Uwekaji wa mvuke wa hali ya majimaji ya moto Kunyunyizia Juu Hali ya kioevu-kioevu au kubandikaSol-gel Mchakato wa Kuteleza kwa Gesi Mazingira ya atomiki, ioni au kielektroniki
Jedwali 3. Uainishaji wa mbinu za mipako kulingana na hali ya taratibu zinazofafanua kundi moja la mbinu
Mchanganyiko wa KiufundiKiwango cha Mvuke wa Kimwili Mipako ya utupu Uvukizi wa joto Kunyunyizia Ioni Uwekaji wa mvuke wa Kemikali Uwekaji wa mvuke wa kemikali Utuaji kutoka kwa elektroliti bila kutumia uwanja wa umemeKemikali ya kielektronikiKatika miyeyusho ya maji Katika chumvi iliyoyeyukaKunyunyizia Bunduki ya kuangaza kwa kutumia Mabati ya Umeme Ufungaji waya wa arc Umeme. kulehemu kulehemu oksijeni-asetilini katika plasma Kuunganisha kwa arc Plasma kwa kunyunyizia arc iliyozama Nyingine kati ya elektroni za tungsten katika mazingira ya ajizi.
Jedwali 4. Uainishaji wa mbinu kulingana na hali ya nyenzo zilizotumiwa na mbinu za utengenezaji
Kundi la 1 Hali ya atomiki au ioni Mbinu za utupu: Uvukizi wa uvukizi Uwekaji wa boriti ya ioni Uwekaji wa boriti ya molekuli ya Epitaksia Mbinu za Plasma: Kunyunyizia (ionic, magnetron) Uwekaji wa ioni Upolimishaji wa mmenyuko ulioamilishwa Uwekaji wa arc ya cathodiki Mwingiliano wa kemikali katika mivuke ya kitendanishi: Uwekaji wa mvuke Utengano Mtengano wa Plasma. Uwekaji wa elektroliti: Uwekaji wa Kemikali ya Electroplating Uwekaji wa chumvi iliyoyeyushwa Ubadilishaji wa KemikaliKikundi cha 2 Chembechembe za Athari Fusion: Mipako nene Inameling Electrophoresis Mbinu za joto: Atomiki ya moto ya atomi ya Plasma Upasuaji wa atomi ya Sol-gelKundi la 3 Nyenzo Wingi Upakaji wa nje Mipako ya nje: Lazi Upakaji wa nje. Uchovyaji wa moto Mbinu za kielektroniki: Mipako ya Spin Upangaji wa dawa Kikundi cha 4 Marekebisho ya muundo wa uso wa uso Urekebishaji wa uso wa laser Tiba ya joto Upandikizaji wa ion aloi ya uso: Usambazaji kwa wingi Uvujaji wa Kemikali Ubadilishaji wa mvuke wa kioevu-mvuke (joto, plasma) Uwekaji wa kielektroniki wa anodizing Kubadilishana joto kufanya kazi kwa njia za chumvi zilizoyeyuka Mitambo: Ulipuaji wa risasi
1.1 Mabadiliko katika mali ya kimwili na kemikali ya nyuso wakati wa kuweka mipako
Safu ya uso (mipako) ina jukumu la kuamua katika malezi ya kazi na mali zingine za bidhaa; uundaji wake juu ya uso wa mwili thabiti karibu kila wakati hubadilisha mali ya mwili na kemikali katika mwelekeo unaotaka. Maombi ya mipako inakuwezesha kurejesha mali zilizopotea hapo awali wakati wa uendeshaji wa bidhaa. Walakini, mara nyingi mali ya nyuso za asili za bidhaa zilizopatikana wakati wa utengenezaji wao hubadilishwa. Katika kesi hiyo, mali ya nyenzo za safu ya uso hutofautiana kwa kiasi kikubwa kutoka kwa mali ya uso wa awali. Katika idadi kubwa sana, muundo wa kemikali na awamu ya uso ulioundwa mpya hubadilika, na kusababisha bidhaa zilizo na sifa za utendaji zinazohitajika, kwa mfano, upinzani wa juu wa kutu, upinzani wa joto, upinzani wa kuvaa na viashiria vingine vingi.
Kubadilisha mali ya kimwili na kemikali ya nyuso za awali za bidhaa zinaweza kupatikana kwa kuunda mipako ya ndani na nje. Chaguzi za pamoja pia zinawezekana (Mchoro 1).
mipako kemikali utupu cladding
Wakati wa kutumia mipako ya ndani, vipimo vya bidhaa hubaki bila kubadilika (L Na = const). Njia zingine zinahakikisha kuwa wingi wa bidhaa unabaki mara kwa mara, wakati kwa njia zingine ongezeko la misa ni kidogo na linaweza kupuuzwa. Kama sheria, hakuna mpaka wazi wa safu ya uso iliyobadilishwa ( ?m ? const). Wakati wa kutumia mipako ya nje, saizi ya bidhaa huongezeka (L Na ?const) kwenye unene wa mipako ( ?Kompyuta ) Uzito wa bidhaa pia huongezeka. Katika mazoezi, pia kuna mipako ya pamoja. Kwa mfano, wakati wa kutumia mipako ya kinga ya joto inayojulikana na kuongezeka kwa idadi ya discontinuities katika safu ya nje, upinzani wa joto huhakikishwa kutokana na mipako ya ndani isiyo ya porous.
1.2 Mipako ya ndani
Mipako ya ndani huundwa na mbinu mbalimbali za kushawishi uso wa nyenzo za awali (marekebisho ya nyuso za awali). Katika mazoezi, njia zifuatazo za ushawishi zinatumiwa sana: mitambo, mafuta, kuenea kwa joto na juu-nishati na mtiririko wa kupenya wa chembe na mionzi.
Pia kuna njia za pamoja za ushawishi, kwa mfano thermomechanical, nk Katika safu ya uso, michakato hutokea ambayo husababisha mabadiliko ya muundo katika nyenzo za chanzo kwa kina kutoka kwa safu ya nanometer hadi kumi ya millimeter au zaidi.
Kulingana na njia ya mfiduo, michakato ifuatayo hufanyika:
mabadiliko katika muundo wa nafaka ya nyenzo;
Kupotosha kwa kimiani ya kioo, mabadiliko katika vigezo na aina yake;
uharibifu wa kimiani kioo (amorphization);
kubadilisha muundo wa kemikali na kuunganisha awamu mpya.
1.3 mipako ya nje
Umuhimu wa vitendo wa mipako ya nje ni kubwa sana. Matumizi ya mipako ya nje inaruhusu sio tu kutatua matatizo ya kubadilisha mali ya kimwili na kemikali ya nyuso za awali, lakini pia kurejesha baada ya matumizi.
Utaratibu na kinetics ya malezi huonyeshwa kwenye Mtini. 3. Mipako ya nje mara nyingi hutumika kama kipengele cha kimuundo, kwa mfano, filamu za mipako katika uzalishaji wa nyaya zilizounganishwa. Hadi sasa, idadi kubwa ya mbinu za kutumia mipako kwa madhumuni mbalimbali kutoka kwa nyenzo nyingi za isokaboni zimeandaliwa.
Ili kuchambua michakato ya physicochemical inayohusishwa na uwekaji wa mipako, inashauriwa kuzipanga kulingana na hali ya malezi, inawezekana kutofautisha vikundi vifuatavyo vya mipako iliyoundwa kwenye uso dhabiti: awamu ngumu, awamu ya kioevu, poda. na atomiki.
1.4 Maandalizi ya uso wakati wa kutumia mipako
Maandalizi ya uso huamua kiashiria kuu cha ubora - nguvu ya kujitoa ya mipako kwa nyenzo za msingi za bidhaa, au nguvu ya wambiso. Baadhi ya isipokuwa ni mipako inayoundwa kwenye uso wa kuyeyuka, kwa mfano, wakati wa kuweka mipako yenye vyanzo vya joto vilivyojilimbikizia. Hata hivyo, hata katika kesi hii, nyuso zilizochafuliwa huathiri vibaya mali ya nyenzo za mipako. Embrittlement yake inazingatiwa, na tabia ya kuunda kasoro huongezeka: nyufa, porosity, nk Katika suala hili, maandalizi ya uso ni operesheni muhimu katika mchakato wa teknolojia ya kutumia mipako yoyote.
Wakati wa kuandaa uso, kazi mbili muhimu zinapaswa kutatuliwa:
) kuondolewa kwa vitu vya adsorbed - uchafuzi - kutoka kwa uso;
) uanzishaji wa uso.
Uondoaji wa uchafuzi na uanzishaji wa uso unaweza kufanyika ama katika mchakato mmoja wa teknolojia au tofauti. Kimsingi, uondoaji wowote wa dutu za kimwili au za kemikali kutoka kwenye uso tayari huwezesha uso huu.
Vifungo vilivyovunjika vya atomi za uso na asymmetry yao hurejeshwa na, ipasavyo, kiwango cha nishati ya uso huongezeka. Athari kubwa zaidi katika maandalizi ya uso hupatikana wakati, pamoja na kuondolewa kwa uchafuzi, uanzishaji wa juu zaidi hutokea. Katika michakato halisi ya kiteknolojia, maandalizi hayo ya uso hayawezekani kila wakati. Kawaida maandalizi tofauti ya hatua mbili au tatu hutumiwa. Hatua ya mwisho inalenga hasa kuamsha uso kwa maadili yake ya juu.
Katika mazoezi ya mipako, mbinu zifuatazo za msingi za kuandaa uso wa bidhaa zimetumika: kuosha na maji baridi au ya moto; kupunguza mafuta; etching; athari ya mitambo; athari za joto na kemikali-joto; athari ya electrophysical; yatokanayo na fluxes mwanga; upungufu wa maji mwilini.
2. Mbinu za mipako ya kemikali na electrochemical
Uzalishaji wa mipako kutoka kwa suluhisho kwa njia za kemikali na elektroni ni mfano mzuri wa michakato ambayo inafanya uwezekano wa kufuata kwa njia safi uundaji wa tabaka zilizotumiwa kwa kuongeza mlolongo wa atomi kwenye uso wa bidhaa iliyofunikwa wakati wa mwingiliano wake na ionic mmenyuko wa kati.
Kuna ufafanuzi wa kawaida wa mbinu za kuzalisha mipako iliyofanywa kutoka kwa ufumbuzi wa maji - electrolytes (GOST 9.008-82).
Njia ya kemikali ya kutengeneza mipako ni uzalishaji wa mipako ya isokaboni ya metali au isiyo ya metali katika suluhisho la chumvi bila mkondo wa umeme kutoka kwa chanzo cha nje. Mifano ya utengenezaji wa mipako kwa njia za kemikali ni: kwa mipako ya chuma iliyopatikana kwa kupunguzwa - uwekaji wa nikeli, upako wa shaba, uwekaji wa fedha, nk; kwa mipako isiyo ya metali iliyopatikana kwa oxidation - oxidation, phosphating, chromating, nk. kwa usindikaji wa ziada wa mipako.
Njia ya electrochemical ya kupata mipako ni uzalishaji wa mipako ya isokaboni ya metali au isiyo ya metali katika electrolyte chini ya ushawishi wa sasa wa umeme kutoka kwa chanzo cha nje.
Kupunguza chuma cha cathodic ni njia ya electrochemical ya kutengeneza mipako ya chuma kwenye chuma ambayo ni cathode.
Uoksidishaji wa anodi ni mbinu ya kielektroniki ya kutengeneza mipako isiyo ya metali isokaboni kwenye chuma ambayo ni anode.
Mawasiliano Njia ya kupata mipako ni kupata mipako kutoka kwa suluhisho la chumvi la chuma kilichotumiwa kwa kuzamisha chuma kilichofunikwa kwa kuwasiliana na chuma cha electronegative zaidi.
2.1 Uainishaji wa mipako ya kemikali na electrochemical
Mipako ya kemikali na electrochemical inaweza kuainishwa kulingana na kanuni za msingi zifuatazo:
Kwa njia ya uzalishaji (kemikali, electrochemical, galvanic, cathodic, anodic-oxide na mawasiliano);
Kwa aina ya nyenzo zinazotumiwa (chuma, zisizo za chuma na za mchanganyiko);
Kulingana na mahitaji ya mipako (kinga, kinga-mapambo, mapambo, maalum);
Kuhusiana na mazingira ya nje ya kemikali (cathode, anodic, neutral);
Kulingana na muundo wa mipako (safu moja, safu nyingi).
2.2 Kiini cha njia ya mipako ya kemikali
Mipako inayozalishwa na mbinu za kemikali ina sifa ya porosity ya chini kuliko yale yaliyotumiwa na mbinu za galvanic kwa unene sawa na usawa wa juu.
Uwekaji wa kemikali wa metali ni mchakato wa kupunguza ambao unaendelea kulingana na equation:
Mez+ +Ze?M
niko wapi Mimi z+ - ions za chuma zilizopo katika suluhisho; z - valency ya chuma; Ze ni idadi ya elektroni; Mimi - mipako ya chuma.
Ioni za chuma katika suluhisho (Me z+ ) kuchanganya (kulingana na valence) na idadi inayofaa ya elektroni (Ze) na kugeuka kuwa chuma (Me).
Katika kesi ya uwekaji wa kemikali, elektroni zinazohitajika hutolewa kwa sababu ya mchakato wa kemikali unaotokea katika suluhisho linalotumiwa kupata mipako. Katika uwekaji wa galvaniki, elektroni zinazohitajika kwa kupunguza ioni za chuma hutolewa na chanzo cha nje cha sasa. .Kulingana na mchakato wa kemikali unaotokea wakati wa kuweka mipako, njia zifuatazo zinajulikana.
Njia ya mawasiliano (kuzamishwa), ambayo chuma kitakachowekwa hutiwa ndani ya suluhisho iliyo na chumvi ya chuma cha umeme zaidi, na mipako katika kesi hii imewekwa kwa sababu ya tofauti inayowezekana kati ya chuma kilichofunikwa na ioni. suluhisho. Njia ya mawasiliano-kemikali (electrolysis ya ndani), ambayo utuaji unafanywa kwa sababu ya tofauti inayoweza kutokea wakati chuma kinachopakwa kinagusana na chuma kisicho na umeme zaidi wakati wa kuzamishwa kwenye suluhisho la chumvi ya chuma inayotumiwa kupaka. Njia ya kupunguza kemikali ambayo chuma kitakachopakwa hutiwa ndani ya suluhisho iliyo na chumvi ya chuma kilichowekwa, viungio vya kuhifadhi na changamano na wakala wa kupunguza, wakati ioni za chuma zilizowekwa hupunguzwa kama matokeo ya mwingiliano na. wakala wa kupunguza na kuwekwa kwenye chuma kinachopaswa kupakwa, na mmenyuko huu hutokea tu juu ya uso wa chuma, kuwa kichocheo cha mchakato huu.
2.3 Kupaka bidhaa
Vifaa vya kiteknolojia vinavyotumiwa katika makampuni ya ndani au ya kigeni kwa ajili ya uwekaji wa mipako kwa kupunguzwa kwa kemikali imeundwa kwa kuzingatia kazi maalum za uzalishaji: sehemu kubwa hupachikwa katika bafu kwa kutumia vifaa maalum, sehemu ndogo zimefunikwa kwa wingi katika ngoma, mabomba (moja kwa moja au coils) - katika mitambo ambayo hutoa uwezekano wa kusukuma ufumbuzi kwa njia ya mashimo ya ndani, nk Mara nyingi, mitambo ya matumizi ya kemikali iko katika maduka ya galvanic, ambayo inafanya uwezekano wa kutumia vifaa vinavyopatikana huko kwa kufuta, kuhami, pickling, kuosha, kukausha na joto. sehemu za matibabu.
Mchoro uliorahisishwa wa kifaa cha kutumia mipako ya kemikali umeonyeshwa kwenye Mtini. 4.
Mipako ya kemikali inafanywa katika ufumbuzi wa static au mtiririko-kupitia. Katika baadhi ya matukio, suluhisho, baada ya kusindika makundi 1-2 ya sehemu ndani yake, hutiwa na kubadilishwa na safi; kwa wengine, suluhisho huchujwa, kurekebishwa, na kutumika mara kwa mara. Ufungaji wa mipako ya wakati mmoja wa sehemu katika suluhisho la tuli kawaida huwa na chuma kilichochombwa au umwagaji wa porcelaini, ambao huingizwa kwenye chombo kikubwa - thermostat. Nafasi kati ya kuta za bafu zote mbili imejaa maji au mafuta, ambayo huwashwa na hita za umeme au mvuke hai. Kwa nje, thermostat ina safu ya kuhami joto (kwa mfano, iliyofanywa kwa karatasi za asbestosi, ambayo casing imewekwa). Thermometer ya mawasiliano na thermostat imewekwa katika umwagaji ili kuhakikisha matengenezo ya joto linalohitajika la ufumbuzi wa kazi.
3. Mipako ya condensation ya utupu
Kuna kufanana nyingi katika mbinu na vipengele vya teknolojia ya mipako ya condensation ya utupu (VCDC), na katika suala hili ni vyema kuzingatia mchoro wa mchakato wa jumla. Mchoro wa jumla wa mchakato wa mipako ya condensation ya utupu unaonyeshwa kwenye Mtini. 5.
Inajulikana kuwa mipako wakati wa uwekaji wa condensation ya utupu huundwa kutoka kwa mkondo wa chembe katika hali ya atomiki, molekuli au ionized. Chembe zisizo na upande na za msisimko (atomi, molekuli, makundi) yenye nishati ya kawaida na ya juu na ioni yenye upeo mkubwa wa nishati huhamishiwa kwenye mipako. Mtiririko wa chembe hupatikana kwa uvukizi au atomization ya nyenzo kwa kuionyesha kwa vyanzo mbalimbali vya nishati. Mtiririko wa chembe za nyenzo zilizotumiwa hupatikana kwa njia ya uvukizi wa joto, uvukizi wa kulipuka - sputtering na ion sputtering ya nyenzo imara. Mchakato wa maombi unafanywa katika vyumba vikali vilivyofungwa kwa shinikizo la 13.3 - 13.3. 10-3Kutokana na hili, hutoa njia muhimu ya bure ya chembe na kulinda mchakato kutoka kwa kuingiliana na gesi za anga. Uhamisho wa chembe kuelekea uso wa condensation hutokea kutokana na tofauti katika shinikizo la sehemu ya awamu ya mvuke. Shinikizo la juu la mvuke (13.3 Pa au zaidi) karibu na uso wa kunyunyizia (uvukizi) husababisha harakati za chembe kuelekea uso wa bidhaa, ambapo shinikizo la mvuke ni ndogo. Vikosi vingine vya usafiri vinatenda katika mtiririko wa chembe katika hali ya ionized; chembe za ionized zina nishati zaidi, ambayo inafanya kuwa rahisi kuunda mipako.
Njia za uombaji wa utupu zimeainishwa kulingana na vigezo mbalimbali:
Kwa njia za kupata mtiririko wa mvuke kutoka kwa nyenzo za mipako na kutengeneza chembe: uvukizi wa joto wa nyenzo kutoka kwa hali ngumu au iliyoyeyuka, uvukizi wa kulipuka (uliozidi) - kunyunyizia dawa; ion sputtering ya nyenzo imara;
Kulingana na hali ya nishati ya chembe: maombi na chembe zisizo na upande (atomi, molekuli) na hali tofauti za nishati; chembe za ionized, chembe za kasi za ionized (katika hali halisi, chembe mbalimbali zipo katika mtiririko);
Kwa mujibu wa mwingiliano wa chembe na gesi mabaki ya chumba: maombi katika mazingira ajizi nadra au utupu juu (13.3 MPa); na katika mazingira hai adimu (133 - 13.3 Pa).
Kuanzishwa kwa gesi zinazofanya kazi ndani ya chumba hufanya iwezekanavyo kubadili njia ya mipako ya majibu ya utupu. Chembe katika mtiririko au juu ya uso wa condensation huingia katika mwingiliano wa kemikali na gesi hai (oksijeni, nitrojeni, monoxide ya kaboni, nk) na kuunda misombo inayofanana: oksidi, nitridi, carbides, nk.
Uainishaji wa mipako ya condensation ya utupu unaonyeshwa kwenye Mtini. 6. Uchaguzi wa njia na aina zake (mbinu) imedhamiriwa na mahitaji ya mipako, kwa kuzingatia ufanisi wa kiuchumi, tija, urahisi wa udhibiti, automatisering, nk Njia za kuahidi zaidi ni utuaji wa utupu wa condensation na ionization ya mtiririko. ya chembe zilizonyunyiziwa (kuchochea kwa plasma); Njia hizi mara nyingi huitwa ion plasma.
Mahitaji ya kimsingi yafuatayo yanatumika kwa bidhaa zinazozalishwa kwa njia za ufupisho wa utupu:
Kuzingatia mahitaji ya ukubwa wa tasnia ya kisasa;
Shinikizo la chini la mvuke iliyojaa ya nyenzo za bidhaa kwenye joto la mchakato;
Uwezekano wa kupokanzwa uso ili kuongeza nguvu ya wambiso wa mipako.
Mipako ya condensation ya utupu hutumiwa sana katika nyanja mbalimbali za teknolojia. Mchakato wa mmenyuko wa utupu huunda mipako inayostahimili kuvaa kwenye bidhaa kwa madhumuni mbalimbali: jozi za msuguano, zana za kushinikiza na kukata, nk.
Maombi ya condensation ya utupu hufanya iwezekanavyo kupata mipako yenye sifa za juu za kimwili na mitambo; kutoka kwa misombo ya synthesized (carbides, nitridi, oksidi, nk); nyembamba na sare; kutumia darasa pana la vifaa vya isokaboni.
Michakato ya kiteknolojia inayohusishwa na uwekaji wa utupu wa utupu haichafui mazingira na haisumbui mazingira. Katika suala hili, wanalinganisha vyema na mbinu za kemikali na electrochemical za kutumia mipako nyembamba.
Hasara za njia ya uwekaji wa utuaji wa utupu ni pamoja na uzalishaji mdogo wa mchakato (kiwango cha condensation cha takriban 1 μm / min), kuongezeka kwa utata wa teknolojia na vifaa, coefficients ya chini ya nishati ya atomization, uvukizi na condensation.
Inashauriwa kuzingatia mchakato wa mipako ya condensation ya utupu kama inayojumuisha hatua tatu:
Mpito wa awamu ya kufupishwa (imara au kioevu) ndani ya gesi (mvuke);
Uundaji wa mtiririko na uhamisho wa chembe kwenye uso wa condensation;
Condensation ya mvuke juu ya uso wa bidhaa - malezi ya mipako.
Ili kupata mipako yenye ubora wa juu, udhibiti rahisi wa taratibu ni muhimu kwa kuunda hali bora kwa matukio yao.
4. Utumiaji wa mipako ya uso kwa kutumia vyanzo vya joto vilivyojilimbikizia
Utumiaji wa mipako ya uso kwa kutumia vyanzo vya joto vilivyojilimbikizia hufanywa kwa njia ya kupita tofauti, ambayo kila moja hutengeneza bead ya nyenzo za kuyeyuka za upana b. Kuingiliana kwa roller ?b kawaida hufikia (1/4 - 1/3)3. Nyenzo ya mipako ina nyenzo za msingi za kuyeyuka na nyenzo za kujaza, ambazo hulishwa ndani ya umwagaji. Ikiwa nyenzo za msingi haziyeyuka, basi bead ya weld huundwa tu kutoka kwa nyenzo za kujaza, ambapo sehemu ya nyenzo za msingi katika malezi ya mipako ya weld ni sifuri. Njia zinazotumika sana za kutandaza ni vyanzo vya joto vilivyojilimbikizia na kuyeyuka kidogo kwa nyenzo za msingi za urefu h. n . Urefu wa safu iliyowekwa ushanga h n kawaida 2 - 5 mm. Wakati rollers zinaingiliana, grooves ya longitudinal (makosa) 1 - 2 mm kina huundwa.
Kujua utungaji wa kemikali wa nyenzo za msingi na za kujaza na uwiano wa ushiriki wao katika malezi ya nyenzo za mipako, inawezekana kuamua utungaji wa kemikali wa safu iliyowekwa.
Chini ya ushawishi wa chanzo cha joto kilichojilimbikizia, nyenzo za msingi zinapokanzwa ndani ya nchi, hasa wakati zinayeyuka. Mtiririko wa joto huhamishiwa kwenye nyenzo za msingi, na kutengeneza eneo lililoathiriwa na joto (HAZ) ndani yake. Katika eneo la juu la joto la HAZ, kama sheria, ukuaji wa nafaka huzingatiwa, muundo mgumu, na nyufa za moto na baridi huundwa. Kwa mazoezi, uso wa uso unajitahidi kwa urefu wa chini wa HAZ.
Chini ya ushawishi wa chanzo cha joto, chuma kilichoyeyuka huhamishwa kutoka kwa umwagaji katika sehemu tofauti, ambayo, wakati wa mchakato wa fuwele, huunda bead ya nyenzo zilizowekwa. Mchakato wa crystallization hutokea kwa misingi ya nafaka iliyoyeyuka ya nyenzo za msingi, mhimili mkuu wa fuwele huelekezwa kwa mujibu wa mwelekeo wa kuondolewa kwa joto kwenye nyenzo za msingi. Wakati wa crystallization, uundaji wa kasoro inawezekana: nyufa za moto na baridi, porosity, inclusions za slag, nk Hali ya malezi ya mipako kutoka kwa shanga za mtu binafsi zilizowekwa (hupita) kwa kuingiliana hairuhusu kupata amana nyembamba na sare katika unene. Unene wa mipako ya chini ya 1 - 2 mm inaweza kupatikana tu kwa kutumia teknolojia za usahihi. Nyenzo za metali hutumiwa hasa kwa mipako ya juu; wakati mwingine misombo mbalimbali ya kinzani isiyo ya metali huletwa ndani ya chuma kilichoyeyuka.
4.1 Uainishaji wa mipako iliyowekwa
Uainishaji wa mipako iliyowekwa unafanywa kulingana na vigezo mbalimbali. Inafaa zaidi kuainisha kwa:
vyanzo vya joto vilivyojilimbikizia;
asili ya ulinzi wa chuma kilichoyeyuka;
shahada ya mitambo.
Kulingana na vyanzo vya joto, mipako ya uso imegawanywa katika:
gesi-moto;
plasma;
mwanga wa mwanga;
boriti ya elektroni;
kuingizwa;
slag ya umeme.
Kwa mujibu wa asili ya ulinzi wa chuma kilichoyeyuka, wanajulikana: kukabiliwa na slag, gesi na ulinzi wa gesi-slag. Kulingana na kiwango cha ufundi, uso wa mikono na mtambo utabadilishwa na vipengee vya otomatiki.
4.2 Maeneo ya matumizi ya uso
Kukabiliana na vyanzo vya joto vilivyojilimbikizia hutumiwa kurejesha nyuso zilizovaliwa; mipako, kama sheria, hutoa athari kubwa ya kiuchumi. Walakini, uso unaweza pia kutumika kuunda nyuso za awali za bidhaa mpya na anuwai ya mali ya mwili na kemikali, kwa mfano, wakati wa kuunda valves za kutolea nje katika injini za mwako wa ndani, katika utengenezaji wa zana za kuchimba visima, nk.
Inashauriwa haswa kutumia uso wa uso kuunda nyuso zinazostahimili uvaaji katika jozi za msuguano, na uvaaji mdogo unaweza kupatikana kwa sababu ya kuongezeka kwa ugumu kwenye safu iliyowekwa na kupungua kwa mgawo wa msuguano. Kuna athari kubwa ya kiuchumi inayojulikana wakati wa kuunda zana za kukata. Chuma cha kasi ya juu katika mipako iliyowekwa kilitolewa kwa uso wa argon-arc na usambazaji wa waya wa kujaza kutoka kwa aloi za tungsten-molybdenum na maudhui ya juu ya kaboni (0.7 - 0.85 wt.%). Kwa kufa kwa kubeba sana wakati wa kukanyaga moto, elektroni zilizofunikwa zilitumiwa, kwa mfano TsI-1M (aina EN - 80V18Kh4F - 60, aina F). Uwekaji wa mipako ya sugu ya kuvaa hutumiwa sana katika utengenezaji wa vifaa vya kusonga ardhini. Kwa ujumla, njia za kuteleza zinafaa sana; hasara zao ni pamoja na:
unene mkubwa wa safu iliyowekwa (isipokuwa baadhi);
uwepo wa eneo la kupanuliwa lililoathiriwa na joto katika nyenzo za msingi;
ukali wa juu wa uso, ambayo inahitaji usindikaji wa mitambo inayofuata;
anuwai ndogo ya vifaa vilivyowekwa, haswa chuma.
5. Kupaka kwa kufunika
Kufunika ni pamoja na anuwai ya njia za mipako. Hizi ni pamoja na:
Mlio wa kulipuka;
Athari ya sumaku;
Ukandamizaji wa moto wa isostatic, au kufunika;
Kupata uunganisho wa mitambo kwa extrusion.
Kwa uainishaji kama huo, njia na njia za ufunikaji na uundaji wa dhamana ya uenezi huingiliana kwa kiasi fulani. Njia za kufunika zimeainishwa kulingana na kasi ya malezi ya dhamana kati ya mipako na substrate:
1. Michakato ya haraka sana (cladding ya mlipuko, athari ya umeme);
Michakato ya haraka ya wastani (rolling, extrusion);
Michakato ya polepole (kulehemu ya kueneza, kushinikiza moto kwa isostatic).
Kawaida zaidi, kufunika hutumiwa kupaka aloi za feri na aloi za msingi wa nikeli. Cobalt cladding ya chuma ni chini ya kawaida, hasa kutokana na gharama kubwa.
Miongoni mwa njia za kufunika, rolling na extrusion inaonekana kuwa njia zinazotumiwa sana. Uzalishaji wa mipako kwa mlipuko uligunduliwa kwa ajali mwaka wa 1957. Ukandamizaji wa moto wa isostatic na uzalishaji wa mipako kwa athari ya umeme ni mbinu mpya. Mipako iliyounganishwa-michanganyiko ilitengenezwa mwanzoni mwa karne ya 20 ili kupaka chuma na aloi za nikeli na aloi nyingine za joto la juu kwa matumizi maalum.
6. Njia za mipako ya gesi-mafuta
Kuchukua aina ya chanzo cha joto kama msingi wa kutenganisha, mbinu zifuatazo za kunyunyizia zimetumika katika mazoezi: plasma, gesi-moto, gesi ya detonation, arc na high-frequency metallization.
Mipako ya kwanza ya gesi-mafuta ilipatikana mwanzoni mwa karne ya 20. M.W. Schoop, ambaye alinyunyizia chuma kilichoyeyuka kwa mkondo wa gesi na, akielekeza mtiririko huu kwa sampuli ya msingi, alipata safu ya mipako juu yake. Baada ya jina la mwandishi, mchakato huu uliitwa ununuzi, na ulikuwa na hati miliki nchini Ujerumani, Uswizi, Ufaransa na Uingereza. Ubunifu wa metallizer ya kwanza ya waya ya moto ya Schoop ilianza 1912, na metallizer ya kwanza ya waya ya arc - hadi 1918.
Katika tasnia ya ndani, metali ya gesi-moto imekuwa ikitumika tangu mwishoni mwa miaka ya 20. Mwishoni mwa miaka ya 30 ilibadilishwa kwa ufanisi na metallization ya arc ya umeme. Vifaa kwa ajili ya metallization ya arc umeme iliundwa na N.V. Katz na E.M. Linnik.
Kunyunyizia mafuta ya gesi ya mipako katika mazoezi ya ulimwengu ilianza kukuza kikamilifu mwishoni mwa miaka ya 50. Hii iliwezeshwa na kuundwa kwa teknolojia ya kuaminika kwa ajili ya kuzalisha plasma ya chini ya joto; vifaa vya kulipuka vya gesi ya detonation, uboreshaji wa michakato ya kutokwa kwa arc.
Timu nyingi za kisayansi za Chuo cha Sayansi cha USSR, taasisi za elimu ya juu za kiufundi, taasisi za tasnia na biashara za utengenezaji zilihusika katika ukuzaji wa nadharia, teknolojia na vifaa vya kunyunyizia mafuta. Fanya kazi katika nchi kuu zinazoongoza za kigeni zilizoendelea kwa kasi sawa.
6.1 Uainishaji wa njia
Mbinu na teknolojia ya kunyunyizia mafuta ina mengi sawa. Mchoro wa mchakato wa kunyunyizia mafuta unaonyeshwa kwenye Mtini. 7.
Nyenzo zilizopigwa kwa namna ya poda, waya (kamba) au vijiti vinalishwa kwenye eneo la joto. Tofauti hufanywa kati ya malisho ya nyenzo ya radial na axial. Vipande vya joto hupunjwa na gesi, lengo kuu ambalo ni kuharakisha chembe zilizopigwa kwenye mwelekeo wa axial, lakini pamoja na hii inaweza pia kufanya kazi nyingine. Wakati wa kulisha waya au vijiti kwenye eneo la kupokanzwa, gesi ya atomizing hutawanya nyenzo iliyoyeyuka; kwa njia kadhaa za kunyunyizia pia hufanya kazi ya kupokanzwa.
Kupokanzwa kwa chembe, atomization yao na kuongeza kasi kwa mtiririko wa gesi ilitanguliza jina la mchakato - kunyunyizia mafuta. Chembe zinazofika kwenye uso wa malezi ya mipako lazima zihakikishe uundaji wa vifungo vikali vya interatomic wakati wa mchakato wa kuwasiliana, ambao unahitaji joto lao na kasi inayofaa. Inajulikana kuwa joto la chembe huamua uanzishaji wa joto katika eneo la mawasiliano; kasi ya chembe juu ya athari na uso hujenga hali ya uanzishaji wa mitambo ya kuwasiliana na uso. Inapaswa kuzingatiwa kuwa kwa kasi ya juu ya chembe wakati wa mawasiliano yao, sehemu ya nishati ya kinetic inabadilishwa kuwa nishati ya joto, ambayo pia inachangia maendeleo ya uanzishaji wa joto.
Njia zilizotengenezwa za kunyunyizia mafuta hufanya iwezekanavyo kudhibiti ndani ya mipaka ya kutosha ya joto na kasi ya chembe zinazofika kwenye uso wa malezi ya mipako.
Njia za kunyunyizia mafuta zimeainishwa:
kwa aina ya nishati;
kwa aina ya chanzo cha joto;
kwa aina ya nyenzo iliyopigwa;
kwa aina ya ulinzi;
kwa kiwango cha mechanization na automatisering;
kulingana na upimaji wa mtiririko wa chembe.
Kulingana na aina ya nishati, tofauti hufanywa kati ya njia za kutumia nishati ya umeme (njia za gesi-umeme) na njia ambazo nishati ya joto huzalishwa na mwako wa gesi zinazowaka (njia za gesi-moto). Ili joto la nyenzo zilizopigwa, aina zifuatazo za vyanzo vya joto hutumiwa: arc, plasma, kutokwa kwa mzunguko wa juu na moto wa gesi. Ipasavyo, njia za kunyunyizia dawa zinaitwa: metallization ya arc ya umeme, kunyunyizia plasma, metali ya juu-frequency, kunyunyizia gesi-moto, kunyunyizia gesi ya detonation. Njia tatu za kwanza ni gesi-umeme, tatu za mwisho ni gesi-moto.
Kulingana na aina ya nyenzo zinazonyunyiziwa, poda, waya (fimbo) na njia za kunyunyizia dawa hutumiwa. Kwa njia za pamoja, waya wa flux-cored hutumiwa. Njia zifuatazo za kunyunyizia dawa zinajulikana kwa aina ya ulinzi: bila ulinzi wa mchakato, na ulinzi wa ndani na ulinzi wa jumla katika vyumba vilivyofungwa. Katika ulinzi wa jumla, tofauti hufanywa kati ya kufanya mchakato kwa shinikizo la kawaida (anga), kwa shinikizo la juu, na utupu (katika utupu wa chini).
Kiwango cha mitambo na otomatiki ya mchakato. Kwa njia za kunyunyizia dawa za mwongozo, usambazaji wa nyenzo zilizonyunyiziwa tu ndio hutengenezwa. Mbinu za mitambo pia hutoa kwa ajili ya harakati ya kunyunyizia dawa kuhusiana na bidhaa iliyopigwa. Harakati ya bidhaa za kunyunyizia jamaa na dawa ya kunyunyizia dawa hutumiwa mara nyingi. Kiwango cha otomatiki ya michakato ya kunyunyizia inategemea muundo wa usanikishaji; katika matoleo rahisi hakuna otomatiki, lakini katika tata tata otomatiki kamili ya mchakato inawezekana.
Mzunguko wa mtiririko. Njia nyingi za kunyunyizia dawa zinahusisha mkondo unaoendelea wa chembe. Kwa njia zingine, usimamizi wa mchakato wa mzunguko tu unawezekana. Mipako huundwa kwa njia ya kunyunyizia dawa, ikibadilishana na pause. Njia za kunyunyizia mafuta ya gesi hutumiwa sana kwa kutumia mipako kwa madhumuni mbalimbali. Faida kuu za njia za kunyunyizia mafuta ni pamoja na tija kubwa ya mchakato na ubora wa kuridhisha wa mipako.
7. Kunyunyizia plasma ya mipako
Jeti ya plasma hutumiwa sana kama chanzo cha joto, atomization na kuongeza kasi ya chembe katika utuaji wa mipako. Kutokana na kiwango cha juu cha mtiririko na joto, jet ya plasma inaruhusu kunyunyizia karibu nyenzo yoyote. Jet ya plasma huzalishwa kwa njia mbalimbali: kwa kupokanzwa kwa arc ya gesi; inapokanzwa kwa masafa ya juu, mlipuko wa umeme, inapokanzwa laser, nk.
Mchoro wa jumla wa mchakato wa kunyunyizia plasma ya mipako unaonyeshwa kwenye Mtini. 8. Kwa kunyunyizia plasma, ugavi wa radial na axial wa nyenzo zilizopigwa kwa namna ya poda au waya (fimbo) inawezekana. Aina mbalimbali za jets za plasma hutumiwa: turbulent, laminar, subsonic na supersonic, swirling na yasiyo ya swirling, axisymmetric na ndege-symmetric, kuendelea na pulsed, nk.
Jeti za Laminar hutoa maadili makubwa zaidi ya urefu wa mtiririko unaotoka (l n , l Na ), kwa sababu ambayo wakati wa kupokanzwa wa chembe zilizonyunyiziwa huongezeka, na zinaonyeshwa na maadili ya juu ya uwiano wa nishati iliyotolewa kwa kiwango cha mtiririko wa gesi ya kutengeneza plasma. Jeti za lamina zinapaswa kuainishwa kama jeti zenye enthalpy ya juu. Kwa kuongeza, wao ni sifa ya kiwango cha juu cha mtiririko na kiwango cha chini cha kelele (hadi 40 - 30 dB). Kwa sasa, ufumbuzi bado haujapatikana ambao huruhusu matumizi makubwa ya jets laminar kwa kunyunyizia dawa. Ugumu unahusiana hasa na ugavi wa poda. Nadharia na mazoezi ya mipako na jets laminar ilitengenezwa na A. V. Petrov.
Jets za plasma za supersonic pia zinaahidi kabisa kwa kunyunyizia dawa. Kasi ya juu ya chembe zilizonyunyiziwa (800 - 1000 m/s au zaidi) hufanya iwezekane kuunda mipako haswa bila kuyeyusha.
Kiwango cha sasa cha kunyunyizia plasma inategemea hasa matumizi ya subsonic na supersonic, turbulent, axisymmetric, jets za plasma na aina mbalimbali za mali ya thermophysical. Takriban nusu ya nguvu inayotolewa kwa atomizer hutumiwa kupasha joto gesi inayotengeneza plasma. Kwa kawaida, ufanisi wa joto wa atomizer ni 0.4-0.75. Inapaswa pia kuzingatiwa kuwa jet ya plasma haitumiwi vizuri kama chanzo cha joto cha kupokanzwa chembe za poda. Ufanisi wa ufanisi wa kupokanzwa kwa plasma ya chembe za poda ?P iko katika anuwai ya 0.01 - 0.15. Wakati wa kunyunyizia waya, ufanisi wa ufanisi ni wa juu zaidi na hufikia 0.2 -0.3.
Sifa muhimu zaidi za thermophysical za jets za plasma, ambazo huamua hali bora ya kupokanzwa, atomization na kuongeza kasi ya chembe zilizonyunyiziwa, ni pamoja na enthalpy maalum, joto na kasi katika sehemu tofauti kando ya mhimili wa mtiririko. Udhibiti rahisi wa vigezo vya thermophysical vya jet huamua utengenezaji wa mchakato na uwezo wake.
Kulingana na kiwango cha ulinzi wa mchakato, kunyunyizia plasma kunajulikana: bila ulinzi, na ulinzi wa ndani na ulinzi wa jumla.
7.1 Faida na hasara za njia ya kunyunyizia plasma
Faida kuu za njia ya kunyunyizia plasma:
uzalishaji wa juu wa mchakato kutoka 2 - 8 kg / h kwa mienge ya plasma yenye nguvu ya 20 - 60 kW hadi 50 - 80 kg / h na sprayers yenye nguvu zaidi (150 - 200 kW);
versatility katika nyenzo kuwa sprayed (waya, poda na pointi mbalimbali ya kuyeyuka;
idadi kubwa ya vigezo vinavyotoa udhibiti rahisi wa mchakato wa kunyunyizia dawa;
udhibiti ndani ya anuwai ya ubora wa mipako iliyonyunyiziwa, pamoja na kupata utendaji wa mchakato wa hali ya juu na ulinzi wa jumla;
maadili ya juu ya CMM (wakati wa kunyunyizia vifaa vya waya 0.7 - 0.85, vifaa vya poda - 0.2 - 0.8);
uwezekano wa mechanization tata na automatisering ya mchakato;
upatikanaji mkubwa wa njia, ufanisi wa kutosha na gharama ya chini ya vifaa rahisi zaidi.
Ubaya wa njia ni pamoja na:
maadili ya chini ya sababu ya utumiaji wa nishati (na kunyunyizia waya ?Kwa = 0.02 - 0.18; unga - ?Na = 0,001 - 0,02);
uwepo wa porosity na aina nyingine za discontinuities (2 - 15%);
wambiso wa chini na nguvu ya kushikamana ya mipako (maadili ya juu ni 80 - 100 MPa);
kiwango cha juu cha kelele wakati mchakato umefunguliwa (60 - 120 dB).
Kadiri njia ya kunyunyizia plasma inavyoboresha, idadi ya hasara hupungua. Kuahidi, kwa mfano, ni maendeleo ya kunyunyizia dawa na outflow ya supersonic ya jet ya plasma, ambayo inafanya uwezekano wa kuunda mipako hasa kutoka kwa chembe bila kuyeyuka ambayo iko katika hali ya viscoplastic. Ikilinganishwa na ile ya radial, ugavi wa axial wa nyenzo zilizopigwa katika vinyunyizio vya plasma ya arc ni bora zaidi.
Kunyunyizia plasma kwa kutumia mienge ya plasma ya arc mbili au awamu tatu ni ya riba kubwa. Matumizi ya plasmatroni ya HF huahidi faida kubwa. Katika matukio haya, plasma hupatikana ambayo haijachafuliwa na vifaa vya electrode, na ugavi wa axial wa nyenzo zilizopigwa ni rahisi.
8. Kunyunyizia moto wa gesi ya mipako
Mwako wa gesi hutolewa na mwako wa gesi zinazoweza kuwaka katika oksijeni au hewa. Katika burners maalum za kunyunyizia, mchanganyiko unaoweza kuwaka hutolewa kando ya pua, sehemu ya kati imeundwa kusambaza nyenzo zilizopigwa kwenye jet ya gesi-moto. Karibu na bomba la kutokea, mwali wa gesi ni koni; unaposogea mbali na njia ya kutoka, mwali wa gesi huunda mkondo unaoendelea wa gesi ya joto la juu. Kuna laminar (R e < Rekp ) na jeti zenye msukosuko (R e > R ECR ) Mpito wa hali ya mwako na outflow ya ndege kutoka laminar hadi turbulent inategemea asili ya gesi inayoweza kuwaka na imedhamiriwa na nambari za Reynolds (Re = 2200 - 10000).
Jeti za moto wa gesi kama chanzo cha joto, atomization na kuongeza kasi wakati wa kunyunyizia mipako ni sawa na jets za plasma. Hata hivyo, joto, enthalpy na kasi ya jet ya moto wa gesi ni chini sana. Chembe za kunyunyiziwa huingiliana na awamu ya gesi ya utungaji tata, unaojumuisha gesi zinazowaka, bidhaa za mwako na kutengana kwao, oksijeni na nitrojeni. Uwezo wa redox katika sehemu ya awali ya jet umewekwa kwa urahisi kwa kubadilisha uwiano kati ya gesi inayowaka na oksijeni. Kwa kawaida, njia tatu za malezi ya moto zinaweza kutofautishwa: neutral, oxidative na kupunguza.
Gesi zifuatazo zinazoweza kuwaka hutumiwa kwa mipako ya kunyunyizia: asetilini (C 2N 2), methane (CH 4), propane (C 3N 8), butane (C 4H1 0), hidrojeni (H 2) nk Wakati mwingine mchanganyiko hutumiwa, kwa mfano propane-butane, nk.
Kunyunyizia moto hufanywa katika mazingira ya wazi. Hewa huingia kwenye moto wa gesi, na kwa hiyo kiasi cha oksijeni ni kikubwa zaidi kuliko kinachohitajika kwa oxidation kamili ya vipengele vya gesi inayoweza kuwaka kulingana na athari hapo juu. Ili kusawazisha nyimbo, kupunguza kiasi cha oksijeni katika gesi inayowaka - mchanganyiko wa oksijeni.
Joto la juu la moto hupatikana wakati wa kutumia mchanganyiko wa oksijeni-asetilini. Hata hivyo, thamani ya kupokanzwa ni ya juu kwa propane na butane. Kwa hivyo, asetilini ya kawaida ya kiufundi au mchanganyiko wa propane-butane hutumiwa mara nyingi kwa kunyunyizia dawa. Wakati jets za plasma za gesi zinaundwa, ufanisi wa mafuta ya atomizer ni ya juu sana. ?t.r = 0.8 - 0.9) Katika kesi hii, nishati nyingi zinazotolewa hutumiwa kupokanzwa gesi. Walakini, ufanisi wa kupokanzwa kwa chembe za poda ( ?Na ) muundo ni 0.01 - 0.15 pekee.
1 Njia za kunyunyizia moto
Mchoro wa jumla wa mchakato wa kunyunyizia moto unaonyeshwa kwenye Mtini. 9.
Gesi inayoweza kuwaka na oksijeni (mara chache hewa) huingia kwenye chumba cha kuchanganya 3, mchanganyiko unaowaka kisha huingia kwenye kifaa cha pua 7, wakati wa kutoka kwa mchanganyiko huo huwashwa na kuunda tochi ya moto 2. Ili kukandamiza moto wa gesi, pua ya ziada 4 hutumiwa, ambayo gesi iliyoshinikizwa hutolewa, kwa kawaida hewa au nitrojeni. Mkondo wa nje wa gesi 5 hurefusha mkondo wa gesi yenye halijoto ya juu, huongeza halijoto yake, enthalpy na kasi yake; kwa kuongeza, gesi hiyo inaweza kutumika kupoza vipengele vinavyosisitizwa na joto vya atomiza.
Nyenzo zilizopigwa kwa namna ya poda au waya (viboko) hulishwa kando ya mhimili wa jet ya moto wa gesi ndani ya tochi, ambayo inakuza joto kali zaidi na atomization ya nyenzo.
Njia za kunyunyizia moto zimeainishwa kulingana na vigezo vifuatavyo:
Aina ya nyenzo zinazonyunyiziwa. Tofauti hufanywa kati ya kunyunyizia moto kwa kutumia vifaa vya unga na waya (fimbo).
Aina ya gesi inayowaka. Kuna njia zinazojulikana za kunyunyiza kwa kutumia asetilini au gesi ambazo ni mbadala za asetilini (propane, butane, mchanganyiko wao, nk).
Kiwango cha ufundi. Kunyunyizia kwa mikono na kunyunyizia mashine (mashine) hutumiwa. Kwa njia za mwongozo, ugavi tu wa nyenzo za kunyunyizia ni mechanized. Mbinu kamili za mechanized hutoa kwa ajili ya harakati ya bidhaa iliyonyunyiziwa kuhusiana na dawa au kinyume chake na kuanzisha vipengele vya automatisering.
2 Ufungaji wa kunyunyizia moto wa gesi
Nchi yetu inazalisha idadi ya mitambo ya kunyunyizia moto kwa waya na vifaa vya poda. Mchanganyiko wa asetilini na propane-butane hutumiwa kama gesi za nishati. Asetilini (au mbadala), oksijeni, na katika hali nyingine gesi ya ziada (hewa) kwa kunyunyizia hutolewa kwa kinyunyizio kutoka kwa kitengo cha usambazaji wa gesi. Kitengo cha usambazaji wa gesi haijajumuishwa kwenye kifaa kilichotengenezwa. Imewekwa moja kwa moja kwenye tovuti ya kazi. Vifaa vya kunyunyizia moto kawaida huwa na bunduki ya dawa (bunduki), waya au utaratibu wa malisho ya poda na jopo la kudhibiti. Mara nyingi utaratibu wa kulisha waya iko katika nyumba sawa na bunduki ya dawa, ambayo feeder ya unga imewekwa.
Hitimisho
Uzalishaji wa kisasa, kwa kuzingatia mafanikio ya kisasa ya sayansi na teknolojia, inahitaji kuundwa kwa msingi wenye nguvu kwa ajili ya utekelezaji wa mbinu mpya za kutumia mipako kutoka kwa makundi mbalimbali ya vifaa vya isokaboni. Mipako yenye mali mbalimbali ya kimwili na kemikali inahitajika: kwa ulinzi katika mazingira mbalimbali; sugu ya kuvaa; macho; joto-kinga na wengine wengi. Jitihada kubwa pia zinahitajika ili kuboresha mbinu zilizopo na za muda mrefu za mipako.
Ili kutatua shida hizi, inahitajika kutumia mbinu iliyojumuishwa inayohusishwa sio tu na kutatua nyanja maalum za kisayansi na kiufundi za kuunda teknolojia mpya katika uwanja wa mipako, lakini pia kazi ya uboreshaji na uhifadhi ulioratibiwa na usambazaji wa habari inazidi kuwa muhimu. .
Orodha ya fasihi iliyotumika
1. Grilikhes, S.Ya., Tikhonov, K.I. Mipako ya electrolytic na kemikali. L.: Kemia, 1990. -288 p.
Kovensky, I.M., Povetkin, V.V. Njia za kusoma mipako ya electrolytic. -M.: Nauka, 1994. -234 p.
Molchanov V.F. Mipako ya pamoja ya electrolytic - Kyiv: Tekhnika, 1976. -176 p.
Dasoyan, M.A., Palmskaya, I.Ya., Sakharova, E.V. Teknolojia ya mipako ya electrochemical. -L.: Uhandisi wa Mitambo, 1989. -391 p.
Eichis, A.P. Mipako na aesthetics ya kiufundi. -Kiev: Teknolojia, 1971. - 248 p.
Biront, V.S. Mipako: kitabu cha maandishi kwa wanafunzi wa chuo kikuu. - Krasnoyarsk. GATSMIZ, 1994. - 160 p.
Bobrov, G.V. Utumiaji wa mipako ya isokaboni (nadharia, teknolojia, vifaa): kitabu cha kiada kwa wanafunzi wa vyuo vikuu. / G.V. Bobrov, A.A. Ilyin. - M.: Uhandisi wa Intermet, 2004. - 624 p.
8. Mjengo, V.I. Mipako ya kinga ya metali / V.I. Mjengo, - M.: Metallurgy, 1974. - 560 p.
9.. Nikandrova, L.I. Mbinu za kemikali za kutengeneza mipako ya chuma./ L.I. Nikandrova. - L.: Uhandisi wa Mitambo, 1971. 101 p.
Kutu: Uchapishaji wa marejeleo. / Mh. L.L. Schreyer. - M.: Madini. 1981. - 632 p.
Usindikaji wa kemikali-mafuta ya metali na aloi: Kitabu / Ed. L.S. Lyavich. M.: Metallurgy, 1981.-.424 p.
Kolomytsev, P.T. Mipako ya uenezaji inayostahimili joto / P.T. Kolomytsev. - M.: Metallurgy, 1979. - 272 p.
Hawking, M. Mipako ya chuma na kauri / M. Hawking, V. Vasantasri, P. Sidki. - M.: Mir, 2000. - 516 p.
Wamiliki wa hati miliki RU 2265075:
Uvumbuzi huo unahusiana na uwanja wa madini, ambayo ni njia za kutibu nyuso za vifaa vya conductive. Njia imependekezwa ya kurekebisha uso wa miili ya conductive kwa kuipasha moto na mkondo wa umeme unaobadilishana, wakati mipigo ya sasa yenye muda wa 20-100 ns na amplitude inayotoa kina cha kuyeyuka kwa uso cha 1-10 μm hutumiwa kurekebisha uso. Matokeo ya kiufundi ni maendeleo ya njia ya kurekebisha uso wa miili ya conductive ili kuboresha sifa za utendaji wa metali na aloi na kudhibiti mali zinazohitajika, kama vile ugumu, upinzani wa kuvaa, uchovu na upinzani wa kutu. 3 mgonjwa.
Uvumbuzi huo unahusiana na uwanja wa usindikaji vifaa vya conductive umeme kwa kupokanzwa na shamba la umeme.
Ya kisasa zaidi
Tabia nyingi za kimwili na mitambo ya vifaa hutegemea sana hali ya uso. Kwa mfano, ugumu, uchovu, kuvaa, nguvu ya kutu na upinzani wa nyufa huboreshwa kwa kiasi kikubwa kwa kupunguza ukubwa wa nafaka na amorphizing safu ya uso. Kuna idadi kubwa ya njia za kushawishi uso ili kuifanya kuwa ngumu. Njia hizo ni pamoja na kufunika na matumizi ya mipako mbalimbali, laser na usindikaji wa mitambo (kwa mfano, sandblasting), implantation ion, na kadhalika. Kutumia njia za kuzima haraka, vifaa vya amorphous na nanocrystalline vya nyimbo fulani za kemikali hupatikana kutoka kwa kuyeyuka. Kiwango muhimu cha kupoeza kinachohitajika kwa urekebishaji na joto la mpito la glasi hutegemea asili ya muundo wa kemikali wa kuyeyuka. Viwango vya kawaida vya kuzima kwa mifumo ya amorphizing ni 10 5 -10 7 K/sekunde na hupatikana kwa kutumia njia za kuyeyuka zinazozunguka - kupoeza kwa jeti kwenye kizuizi kikubwa kinachozunguka, kuyeyuka kwa kuyeyuka kati ya rollers baridi, kunyunyizia ndege ya kuyeyuka kwa mikondo ya gesi (atomization ya gesi).
Kutumia njia hizi, ama poda au flakes na ukubwa wa tabia ya 1-100 nm, au ribbons nyembamba na unene wa microns 10-100 hupatikana. Urekebishaji wa metali safi unahitaji viwango vya juu sana vya kupoeza -10 12 -10 14 K/sec, ambavyo haviwezi kufikiwa na mipango ya kisasa ya ugumu wa haraka. Viwango vya polepole vya kuzima vya 10 2 -10 4 - K / sec hutumiwa kuzalisha kinachojulikana kama glasi kubwa za chuma na vipimo vya tabia ya utaratibu wa milimita kadhaa katika sehemu ya msalaba. Miwani kama hiyo hupatikana kutokana na kuyeyuka na eneo pana la supercooling, uwepo au kutokuwepo kwake ambayo imedhamiriwa na muundo wa kemikali wa aloi. Ukubwa mdogo, gharama kubwa na utunzi mdogo wa amorphizing wakati wa ugumu wa kasi huzuia maeneo ya matumizi ya aloi za amofasi. Faida za matibabu ya uso wa bidhaa za kumaliza ni dhahiri. Kwa mfano, njia ya upandikizaji wa ioni hutumiwa kurekebisha safu ya uso kwa kupiga mabomu na ioni zenye nguvu nyingi (kwa mfano, bombarding nikeli na P + ioni kwenye joto la kawaida - dozi 10 17 ioni/cm 2, nishati ya ioni 40 keV - husababisha uundaji wa awamu ya amofasi katika safu ya uso) .
Njia ya urekebishaji wa uso wa laser inajulikana sana, ambayo hutumia boriti ya laser yenye nguvu ambayo huchanganua juu ya uso na kuyeyusha maeneo madogo ya safu ya uso, ambayo, baada ya kukomesha kwa mionzi ya laser, huwa ngumu haraka kwa sababu ya kuondolewa kwa joto kali ndani. substrate kubwa. Kwa amorphization yenye ufanisi zaidi, vipengele vya kutengeneza amorph vinaletwa katika utungaji wa nyenzo zilizosindika. Hasara za kiteknolojia za amorphization ya laser ni ugumu wa vifaa, gharama kubwa na kasi ya chini ya usindikaji wa nyuso kubwa. Hasara za metallurgiska za njia hii ni pamoja na mikazo ya juu ya ndani inayoundwa kwenye mpaka wa safu ya amorphized na matrix ya fuwele, na, muhimu zaidi, juu ya macro- na micro-inhomogeneity ya muundo unaosababishwa na skanning boriti ya laser juu ya uso unaosindika.
Njia nyingine ya matibabu ya joto ya kiasi kizima na tabaka za uso wa nyenzo, iliyochaguliwa kama mfano, ni inapokanzwa kwa uingizaji - inapokanzwa kwa miili ya conductive na mikondo ya umeme ya kusisimua ndani yao na uwanja wa umeme unaobadilishana. Ili kuunda mwisho, mikondo ya chini (50 Hz), kati (hadi 10 kHz) na ya juu (zaidi ya 10 kHz) hutumiwa. Inatumika kwa kuyeyusha metali, ugumu wa uso wa sehemu, nk.
Kuvutia kwa kupokanzwa kwa induction katika tasnia kunahusishwa, kwanza kabisa, na unyenyekevu wa kiteknolojia, tija ya juu, usahihi wa juu wa kudumisha utawala wa matibabu ya joto, kiwango cha juu cha urafiki wa mazingira, na urahisi wa kuunganishwa kwenye mistari ya uzalishaji wa kiotomatiki. Hivi sasa, vifaa vya kupokanzwa vya induction vimetengenezwa na kutengenezwa kwa matumizi anuwai ya viwandani:
Kwa matibabu ya joto la volumetric na uso wa bidhaa za chuma kwa madhumuni ya ugumu, kuhalalisha, kuboresha, annealing, tempering, kemikali-thermal matibabu;
Kwa vifaa vya kupokanzwa vya chuma kabla ya deformation ya plastiki;
Kwa inapokanzwa nyuso za bidhaa za chuma kwa madhumuni maalum.
Nguvu ya mitambo ya kisasa ya kupokanzwa kwa induction ya chuma ni makumi - mamia ya kW, masafa ya uendeshaji - vitengo vya kHz - vitengo - MHz.
Kiini cha uvumbuzi
Kiini cha uvumbuzi ni matumizi ya mipigo fupi ya umeme yenye nguvu ili kurekebisha uso wa vitu vinavyoendesha umeme.
1. kuboresha sifa za utendaji wa metali na aloi;
2. udhibiti wa mali zinazohitajika, kama vile ugumu, upinzani wa kuvaa, uchovu, upinzani wa kutu;
3. kupunguza gharama za uzalishaji;
njia inapendekezwa kwa ajili ya kurekebisha muundo wa uso kwa kutengeneza tabaka za uso za amorphous, nano- na microcrystalline. Tofauti na mfano, tunapendekeza kutumia pigo moja yenye nguvu ya sasa, na kusababisha joto linalohitajika la uso (safu ya ngozi).
Athari ya ngozi inajumuisha ujanibishaji wa sasa wa umeme wa mzunguko wa juu katika safu nyembamba ya karibu ya uso wa kondakta. Unene wa safu ya ngozi δ inakadiriwa kama:
ambapo ω ni mzunguko wa sasa mbadala, μ ni upenyezaji wa magnetic na σ ni conductivity ya kondakta. Wakati mpigo wa sasa wa muda t 0 na msongamano j unapita kupitia kondakta yenye upinzani ρ=1/σ, joto q hutolewa:
Joto hili hutumiwa kuongeza nishati ya ndani, na kwa hiyo joto la safu ya ngozi ya uso, kwa kuwa muda wa pigo ni mfupi na mabadiliko katika muundo na nje ya joto kupitia uso wa nje yanaweza kupuuzwa. Ongezeko la halijoto ΔT kwa muda mfupi t 0 ni sawia na kiasi cha joto q:
ambapo c v ni uwezo maalum wa joto na ρ m ni msongamano wa safu ya conductive.
Kwa makadirio, tutafikiri kwamba sura ya pigo la sasa la muda t 0 ni karibu na nusu ya mzunguko wa kazi ya sinusoidal na mzunguko ω. Kisha tunaweza kudhani:
Acha sasa nitiririke kupitia sampuli ya silinda ya radius R 0 . Kisha eneo la sehemu ya S ya safu ya ngozi yenye unene δ itakuwa:
Basi tunaweza kupata uhusiano kati ya jumla ya I ya sasa na wiani wa sasa j:
Kubadilisha (1, 2, 4-6) hadi (3), tunapata makadirio ya utegemezi wa thamani ya joto ya uso kwenye amplitude ya sasa ya I na sampuli ya radius R0:
Kubadilisha (4) hadi (1), tunapata misemo ya kuamua muda unaohitajika wa mpigo wa umeme ili kurekebisha safu ya uso na unene δ:
Kutoka (7) tunaweza kupata amplitude ya sasa inayohitajika ili kupasha joto uso wa sampuli ya radius R 0 kwa thamani ΔT:
Kwa hivyo, misemo (8, 9) hufanya iwezekanavyo kukadiria vigezo vya mpigo wa sasa unaohitajika ili joto safu ya uso ya unene δ hadi joto ΔT.
Muda wa kupoeza t f wa safu ya uso hubainishwa na uenezaji wa joto kwenye sampuli na inategemea unene wake (δ) na mgawo wa utofautishaji wa joto α.
ambapo λ ni mgawo wa upitishaji wa mafuta.
Tabia muhimu zaidi ya matibabu ya uso, ambayo huamua, haswa, kuonekana kwa safu ya uso wa amorphous, ni kiwango chake cha baridi cha T:
Kwa kutumia (8, 10), tunapata:
Kwa hivyo, kama ifuatavyo kutoka kwa maneno yaliyopatikana, mapigo mafupi, yenye nguvu ya sasa yanahitajika ili kufikia joto la kuyeyuka la safu ya ngozi na kupata kiwango cha juu cha baridi. Makadirio yanaonyesha kuwa kusindika sampuli na kipenyo cha mpangilio wa milimita na kupata kiwango cha baridi cha mpangilio wa 10 10 K / s, mapigo ya sasa yenye amplitude ya karibu 100 kA na muda wa makumi ya nanoseconds inahitajika.
Muundo unaohitajika na unene wa safu iliyobadilishwa inaweza kubadilishwa kwa kudhibiti kiwango cha kuyeyuka kwa kuyeyuka au hali ya joto ya safu ya uso katika tukio ambalo kuyeyuka kwa uso hakutakiwi, na kiwango cha baridi, ambacho kwa upande wake kinatambuliwa na amplitude; muda wa mpigo wa sasa unaotumika na joto la awali la sampuli. Kwa hivyo, njia iliyopendekezwa inatambua faida za matibabu ya joto ya uso na ugumu wa kasi.
Utekelezaji wa njia iliyopendekezwa inategemea uwezo wa kiufundi wa kupata mapigo mafupi ya sasa ya amplitude kubwa. Tatizo kuu ni kuhakikisha kasi ya juu ya pato la nishati kutoka kwa jenereta hadi mzigo. Hivi sasa, kwa capacitors bora na uwezo wa nishati ya ˜10 4 J, wakati huu ni ˜300 ns. Wakati inachukua ili kuondoa nishati kutoka kwa betri imedhamiriwa na vigezo vya capacitors wenyewe na kwa mzigo. Kuongeza mzigo wa nje husababisha ongezeko lisiloweza kuepukika katika uingizaji wa mfumo na ongezeko la muda wa kutoa nishati hadi ˜1 μs.
Hivi sasa, viwango vya juu vya pato la nishati hupatikana katika jenereta za hatua mbili, ambazo ni pamoja na jenereta ya msingi ya sasa ya kunde (CPG) na mfumo wa kuongeza nguvu (PAS). GIN ni kawaida ya betri ya capacitors ya kunde, iliyounganishwa kulingana na mzunguko mmoja au mwingine (kwa mfano, mzunguko wa Marx) na inayoendeshwa kutoka kwa chanzo cha juu cha voltage. Mfumo wa kuongeza nguvu umeundwa kwa kiasi kikubwa (mara 10-100) kuongeza msongamano wa nishati kutoka kwa GIN ili kutoa mpigo wa sasa wenye muda wa ˜(10-100) ns kwenye mzigo. Kuna aina mbili za SMS - kulingana na kifaa cha kati cha capacitive cha kuhifadhi au kutumia kifaa cha kuhifadhi kwa kufata neno. Msongamano wa nishati katika vifaa vya kuhifadhi kwa kufata neno ni mara kumi zaidi kuliko katika vifaa vya uhifadhi wa uwezo. Hata hivyo, zinahitaji matumizi ya vivunja mzunguko wa sasa wa juu, wa kasi wa sasa ambao hubadilisha jenereta kwenye mzigo, ambayo inawakilisha tatizo kubwa la kisayansi na kiufundi.
SMA zinazozingatia mstari mmoja wa kuunda (au mbili) wa aina ya koaxial uliojazwa na glycerol (dielectric constant ε=44) au maji yaliyotenganishwa (ε=81) ni rahisi kutekeleza. Katika mazingira haya, inawezekana kupata thamani ya juu ya kutosha ya nguvu ya uwanja wa umeme kwa muda wa malipo, na kwa hiyo (kwa kuzingatia thamani kubwa ya dielectric mara kwa mara ya ε), na wiani mkubwa wa nishati. , ambayo inahakikisha kupokea kipigo kifupi na chenye nguvu cha umeme.
Madhumuni ya uvumbuzi ni kurekebisha uso wa vitu vinavyoendesha umeme.
Lengo hili linafikiwa na ukweli kwamba katika njia ya kurekebisha miili ya conductive kwa kusisimua mkondo wa umeme ndani yao na uwanja wa umeme unaobadilishana, ni nini kipya ni kwamba mipigo yenye nguvu ya sasa ya safu ya muda wa nanosecond hutumiwa kurekebisha uso.
Kwa sababu ya ukweli kwamba njia za urekebishaji wa uso kulingana na utumiaji wa mipigo ya nguvu ya juu ya nanosecond haijulikani katika sanaa ya hapo awali, inakidhi kigezo cha "riwaya".
Kwa sababu ya ukweli kwamba uvumbuzi unaodaiwa haufuati kwa wazi kutoka kwa analogi na prototypes, inakidhi kigezo cha "hatua ya uvumbuzi".
Kama itakavyoonyeshwa hapa chini, kutokana na thamani ya juu iliyokokotwa ya kiwango cha kupoeza na gharama mahususi inayotarajiwa kuwa ya chini kiasi, upeo wa matumizi ya viwandani wa uvumbuzi unaodaiwa unaweza kuwa mpana sana. Ipasavyo, uvumbuzi unaodaiwa unakidhi kigezo cha "kutumika kwa viwanda".
Orodha ya takwimu za kuchora
Mchoro wa 1 unaonyesha matokeo ya kuhesabu kifungu cha pigo la sasa na amplitude ya 240 kA na muda wa ns 40 kupitia sampuli ya cylindrical ya shaba yenye kipenyo cha 1 mm. Grafu za utegemezi wa wakati wa nguvu ya sasa - mimi, inapita kupitia sampuli, joto la uso wa sampuli - T, eneo la mpito wa awamu (kuyeyuka) - R m na kiwango cha mabadiliko ya joto kutoka wakati wa kuyeyuka - dT/dt zinawasilishwa.
Mchoro wa 2 unaonyesha micrograph ya uso wa sampuli ya cylindrical ya shaba yenye urefu wa mm 10 na kipenyo cha 0.8 mm, iliyosindika na pigo la sasa kulingana na njia inayodaiwa. Picha ya uso ilipatikana kwa kutumia darubini ya elektroni ya skanning ya Hitachi S-3500.
Mchoro wa 3 unaonyesha maikrografu za sehemu sawa ya uso wa sampuli ya silinda ya nitinoli (NuTi) yenye kipenyo cha mm 1.0, iliyotibiwa kwa mpigo wa sasa kulingana na mbinu inayodaiwa. Mchoro 3a unaonyesha uso wa sampuli katika hali yake ya asili. na katika Mchoro 3b - baada ya usindikaji. Picha ya uso ilipatikana kwa kutumia darubini ya elektroni ya skanning ya Hitachi S-3500.
Habari inayothibitisha uwezekano wa kutekeleza uvumbuzi.
Kwa urekebishaji wa uso wa metali, jenereta za sasa za kunde (CPGs) zenye muda wa nanosecond 20...100 ns na amplitude ya sasa ya ˜100 kA inaweza kutumika. Kama sheria, jenereta kama hizo hufanywa kwa msingi wa mistari moja (mbili) ya kutengeneza (FL) ya aina ya coaxial, iliyojaa glycerol au maji yaliyotengwa. Matumizi ya mistari hii katika miundo ya GIT ni kwa sababu ya mambo yafuatayo:
1. Muda wa mpigo wa sasa umedhamiriwa na urefu wa umeme wa PL na inaweza kubadilishwa kwa urahisi kwa kutumia sehemu za ziada za PL au PL za urefu tofauti wa umeme.
2. Wakati wa kupanda kwa pigo la sasa katika jenereta kwa kiasi kikubwa inategemea inductance ya mzunguko wa kutokwa, hasa kuamua na pengo la cheche la mzunguko mfupi na, kwa kiasi kikubwa, urefu wa mwisho. Wakati wa kufunga kizuizi cha mzunguko mfupi wa njia nyingi na mkondo kupitia kila kituo cha ˜10 kA kwenye mstari badala ya chaneli moja, inawezekana kupunguza muda wa kuongezeka kwa mapigo ya sasa.
3. Katika tukio la kuvunjika kwa umeme kwenye mstari, dielectri ya kioevu haipoteza mali zake za nguvu za umeme na inaweza kutumika katika siku zijazo.
Kama mfano wa utekelezaji, tunawasilisha matokeo ya mahesabu yaliyofanywa kwa silinda ya shaba yenye kipenyo cha 1 mm, joto la awali T 0 = 300 K. Vigezo vya pigo la sasa vilichaguliwa kwa njia ya kuhakikisha kina cha kuyeyuka. ya ˜1÷10 μm.
Ilibainika kuwa kwa sampuli ya shaba na amplitude ya sasa ya pigo I = 240 kA na muda wake t 0 = 40 ns, unene wa safu ya fused ilikuwa 9 μm. Mchakato wa kuongeza joto ulidumu ˜0.1 μs, mchakato wa kupoeza ulidumu ˜1 μs. Kiwango cha juu cha kupokanzwa kilifikia 1953 K (kwenye joto la kuyeyuka na uvukizi wa shaba 1356 K na 2868 K, mtawaliwa). Kiwango cha juu cha kupoeza kilikuwa T=1.8·10 11 K/s.
Matokeo ya hesabu yanathibitishwa kwa majaribio, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro wa 2 kwa sampuli ya shaba yenye kipenyo cha 0.8 mm, na katika Mchoro 3 kwa sampuli ya nailoni yenye kipenyo cha 1 mm, ambayo ilichakatwa kulingana na njia iliyodaiwa. Kuyeyuka kwa safu ya uso ni dhahiri.
Hivyo, kwa kuzingatia njia iliyopendekezwa, inawezekana kuendeleza mitambo ya viwanda ambayo hutoa matibabu ya joto kwenye uso wa bidhaa.
Vyanzo vya habari
1. Uhandisi wa uso, Euromat-99, Vol. 11, ed. H.Dimigen, Willey-VCH, Ujerumani (2000) 539 rub.
2. V.P. Alekhin, V.A. Khonik, Muundo na mifumo ya kimwili ya deformation ya aloi za amorphous. M.: Metallurgy, 1992, 248 p.
3. A.I.Manokhin, B.S.Mitin, V.A.Vasiliev, A.V.Revyakin, aloi za Amorphous. M.: Metallurgy, 1992, 160 p.
4. E.M. Breinan, Phys.Leo V.29 (1976) uk.45-51.
5. A. Inoue, Aloi Nyingi za Amofasi, Sifa na Matumizi ya Vitendo, Trans.Tech.Pub., Swizerland(1999) 146p.
7. I. R. Pashby, S. Bames na B. G. Bryden, Ugumu wa uso wa chuma kwa kutumia laser ya diode yenye nguvu ya juu. Journal of Materials Processing Technology, 139 (2003) uk.585-588.
8. G. W. Stachowiak na A. W. Batchelor, Uimarishaji wa uso na uwekaji wa mipako kwenye metali na chanzo cha simu cha kupokanzwa umeme wa ndani. Journal of Materials Processing Technology, 57 (1996) uk.288-297.
Mipako inakuwezesha kutatua matatizo mawili ya teknolojia. Kwanza inajumuisha mabadiliko ya mwelekeo katika mali ya kimwili na kemikali ya nyuso za awali za bidhaa, kutoa masharti maalum ya uendeshaji, pili- V marejesho ya mali ya nyuso za bidhaa, kukiukwa na hali ya uendeshaji, ikiwa ni pamoja na kupoteza ukubwa na uzito. Matumizi ya mipako inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa sifa za utendaji wa bidhaa: upinzani wa kuvaa, upinzani wa kutu, upinzani wa joto, upinzani wa joto, nk.
Hivi sasa, uboreshaji na utafutaji wa mbinu mpya za mipako zinaendelea.
Utafiti wa njia za mipako na aina zao; thermodynamics ya michakato wakati wa kuunda mipako ya aina mbalimbali kwenye nyuso za chuma na zisizo za chuma; muundo, muundo na mali ya utendaji wa mipako; vifaa vya msingi kwa ajili ya mipako ya gesi-joto na electrothermal ya bidhaa za chuma.
Kusoma njia za kuboresha ubora wa bidhaa kwa kuunda mipako ya multilayer na kuimarishwa; udhibiti wa metrological wa vigezo vya kiteknolojia vya malezi na mali zao.
Jukumu na nafasi ya mipako katika uzalishaji wa kisasa
Mipako-Hii muundo wa safu moja au nyingi unaotumika kwenye uso ili kulinda dhidi ya mvuto wa nje(joto, shinikizo, kutu, mmomonyoko wa udongo na kadhalika).
Kuna mipako ya nje na ya ndani.
Mipako ya nje ina mpaka kati ya mipako na uso wa bidhaa. Mtawalia saizi ya bidhaa huongezeka na unene wa mipako, Wakati huo huo, wingi wa bidhaa huongezeka.
Katika mipako ya ndani hakuna interface na vipimo na wingi wa bidhaa hubakia bila kubadilika, wakati mali ya bidhaa hubadilika. Mipako ya ndani pia huitwa mipako ya kurekebisha.
Kuna shida mbili kuu zinazotatuliwa wakati wa kutumia mipako
1. Mabadiliko katika mali ya awali ya kimwili na kemikali ya uso wa bidhaa ambazo hutoa hali maalum ya uendeshaji;
2. Marejesho ya mali, vipimo, wingi wa uso wa bidhaa, kukiukwa na hali ya uendeshaji.
Kusudi na maeneo ya matumizi ya mipako
Sababu kuu ya kuibuka na maendeleo ya teknolojia ya mipako ya kinga ilikuwa hamu ya kuongeza uimara wa sehemu na makusanyiko ya mifumo na mashine mbalimbali. Uboreshaji wa mfumo wa mipako unahusisha uchaguzi sahihi wa utungaji wa mipako, muundo wake, porosity na kujitoa, kwa kuzingatia wote joto mipako, hivyo joto la uendeshaji, utangamano wa substrate na vifaa vya mipako, upatikanaji na gharama ya nyenzo za mipako, pamoja na uwezekano wa upyaji wake, ukarabati na utunzaji sahihi wakati wa operesheni.
Matumizi ya mipako isiyoweza kudumu, ambayo unene wake hupungua sana wakati wa operesheni, inaweza kusababisha kupungua kwa nguvu ya sehemu nzima kwa sababu ya kupungua kwa eneo lenye ufanisi la sehemu yake yote ya msalaba. Kuheshimiana uenezaji wa vipengele kutoka kwa substrate ndani ya mipako na kinyume chake inaweza kusababisha kupungua au kuimarisha. aloi moja ya vipengele. Athari ya joto Labda kubadilisha muundo wa microstructure substrate na piga simu kuonekana kwa mafadhaiko ya mabaki katika mipako. Kwa kuzingatia yote yaliyo hapo juu, chaguo bora la mfumo linapaswa kuhakikisha uthabiti wake, yaani, uhifadhi wa mali kama vile nguvu (katika nyanja zake mbalimbali), ductility, nguvu ya athari, uchovu na upinzani wa kutambaa baada ya athari yoyote. Uendeshaji chini ya hali ya baiskeli ya haraka ya mafuta ina ushawishi mkubwa juu ya mali ya mitambo, na parameter muhimu zaidi ni. joto na wakati wa ushawishi wake juu ya nyenzo; mwingiliano na mazingira ya kazi yanayozunguka huamua asili na ukubwa wa mfiduo wa kemikali.
Mbinu za mitambo ya kuunganisha mipako kwenye substrate mara nyingi haitoi ubora unaohitajika wa kujitoa. Matokeo bora zaidi hupatikana kwa njia za uunganisho wa usambazaji. Mfano mzuri wa mipako yenye mafanikio ya kueneza ni aluminizing metali za feri na zisizo na feri.
Uainishaji wa mipako na njia za uzalishaji wao
Hivi sasa, kuna mipako na njia nyingi za uzalishaji wao.
Katika machapisho mengi Mipango mbalimbali ya kuainisha mipako ya isokaboni kulingana na vigezo mbalimbali inapendekezwa.
Chanjo inaweza kuainishwa kulingana na kanuni za msingi zifuatazo:
1. Kwa makusudi(kupambana na kutu au kinga, sugu ya joto, sugu ya kuvaa, kupambana na msuguano, kutafakari, mapambo na wengine);
2. Kwa mali ya kimwili au kemikali(metali, isiyo ya chuma, kinzani, sugu ya kemikali, ya kutafakari, nk);
3. Kwa asili ya vipengele(chrome, chrome-alumini, chrome-silicon na wengine);
4. Kwa asili ya awamu zilizoundwa kwenye safu ya uso(aluminidi, silicide, boride, carbudi na wengine)
Hebu tuangalie mipako muhimu zaidi, iliyoainishwa na kusudi.
Mipako ya kinga- Kusudi kuu linahusiana na wao kazi mbalimbali za kinga. Mipako inayostahimili kutu, inayostahimili joto na sugu ya kuvaa imeenea. Kinga ya joto, kuhami umeme na mipako ya kutafakari pia hutumiwa sana.
Mipako ya miundo na filamu- kutekeleza jukumu vipengele vya muundo katika bidhaa. Pia hutumiwa sana katika utengenezaji wa bidhaa katika utengenezaji wa vifaa, vifaa vya elektroniki, mizunguko iliyojumuishwa, katika injini za turbojet - kwa namna ya mihuri iliyoamilishwa katika turbines na compressors, nk.
Mipako ya teknolojia- iliyokusudiwa kuwezesha michakato ya kiteknolojia katika uzalishaji wa bidhaa. Kwa mfano, kutumia solders wakati wa soldering miundo tata; uzalishaji wa bidhaa za kumaliza nusu katika mchakato wa deformation ya joto la juu; kulehemu kwa vifaa tofauti, nk.
Mipako ya mapambo- hutumika sana katika utengenezaji wa bidhaa za nyumbani, vito vya mapambo, kuboresha aesthetics ya mitambo na vifaa vya viwandani, vifaa vya bandia katika vifaa vya matibabu, nk.
Mipako ya kurejesha- toa kubwa athari za kiuchumi wakati wa kurejesha nyuso zilizovaliwa za bidhaa, kwa mfano shafts ya propeller katika ujenzi wa meli; majarida ya crankshaft ya injini za mwako wa ndani; vile katika injini za turbine; zana mbalimbali za kukata na kubofya.
Mipako ya macho– kupunguza kutafakari ikilinganishwa na nyenzo imara, hasa kutokana na jiometri ya uso. Uchambuzi unaonyesha kuwa uso wa baadhi ya mipako ni mkusanyiko wa ukali, urefu ambao ni kati ya 8 hadi 15 microns. Kwa ukiukwaji mkubwa wa kibinafsi, makosa madogo huundwa, ambayo urefu wake huanzia 0.1 hadi 2 microns.. Kwa hivyo, urefu wa makosa ni sawa na urefu wa wimbi la mionzi ya tukio.
Kutafakari kwa mwanga kutoka kwenye uso huo hutokea kwa mujibu wa sheria ya Frenkel.
Katika maandiko kuna kanuni mbalimbali za kuainisha njia za mipako. Ingawa Ikumbukwe kwamba hakuna mfumo wa uainishaji wa umoja wa mbinu za maombi ya mipako.
Hawking na idadi ya watafiti wengine wamependekeza uainishaji tatu wa njia za mipako:
1. Kulingana na hali ya awamu ya kati, ambayo nyenzo za mipako zimewekwa;
2. Kulingana na hali ya nyenzo iliyotumiwa;
3. Kwa hali ya mchakato, ambayo hufafanua kundi moja la njia za mipako.
Uainishaji wa kina zaidi wa njia za mipako zinawasilishwa katika Jedwali 1.1
Faida na hasara za njia mbalimbali za mipako iliyotolewa katika meza
Jedwali 1.1
Jedwali 1.2
Uainishaji wa njia za mipako kulingana na hali ya awamu ya kati.
Jedwali 1.3
Uainishaji wa mbinu za mipako kulingana na hali ya taratibu zinazofafanua kundi moja la mbinu
Jedwali 1.4
Uainishaji wa njia kulingana na hali ya nyenzo zilizotumika na njia za utengenezaji
Mabadiliko katika mali ya kimwili na kemikali ya nyuso wakati wa maombi ya mipako
Safu ya uso (mipako) ina jukumu la kuamua katika malezi ya mali ya uendeshaji na nyingine bidhaa, kuunda juu ya uso wa imara karibu kila mara hubadilisha mali ya kimwili na kemikali katika mwelekeo unaotaka. Mipako inakuwezesha kurejesha mali zilizopotea hapo awali wakati wa uendeshaji wa bidhaa.. Walakini, mara nyingi mali ya nyuso za asili za bidhaa zilizopatikana wakati wa utengenezaji wao hubadilishwa. Katika kesi hiyo, mali ya nyenzo za safu ya uso hutofautiana kwa kiasi kikubwa kutoka kwa mali ya uso wa awali. Katika idadi kubwa sana, muundo wa kemikali na awamu ya uso ulioundwa mpya hubadilika, na kusababisha bidhaa zilizo na sifa za utendaji zinazohitajika, kwa mfano, upinzani wa juu wa kutu, upinzani wa joto, upinzani wa kuvaa na viashiria vingine vingi.
Mabadiliko katika mali ya kimwili na kemikali ya nyuso za awali bidhaa inaweza kupatikana kwa kuunda mipako ya ndani na nje. Chaguzi za mchanganyiko pia zinawezekana(Mchoro 1.1).
Wakati wa kutumia mipako ya ndani, vipimo vya bidhaa hubakia bila kubadilika (L Na = const). Njia zingine pia huhakikisha wingi wa mara kwa mara wa bidhaa., kwa njia zingine - ongezeko la wingi ni kidogo na linaweza kupuuzwa. Kwa kawaida, hakuna mpaka wazi wa safu ya uso iliyobadilishwa(δм ≠ const).
Wakati wa kutumia mipako ya nje saizi ya bidhaa huongezeka (L na ≠ const) kwenye unene wa mipako (δpc). Uzito wa bidhaa pia huongezeka.
N 
Katika mazoezi, pia kuna mipako ya pamoja. Kwa mfano, wakati wa kutumia mipako ya kinga ya joto inayojulikana na kuongezeka kwa idadi ya discontinuities katika safu ya nje,
upinzani wa joto huhakikishwa na mipako ya ndani isiyo ya porous.
Mchele. 1.1. Uwakilishi wa kimkakati wa mabadiliko katika mali ya fizikia ya nyuso ( Li - ukubwa wa bidhaa asili; δ m - kina cha safu ya ndani; δ pc - unene wa mipako; σ a - nguvu ya kujitoa ya mipako; δ к - nguvu ya kushikamana; P - discontinuities (pores, nk); О Н - mafadhaiko ya mabaki)
Mipako ya ndani
Mipako ya ndani huundwa na mbinu mbalimbali za kushawishi uso wa nyenzo za chanzo(marekebisho ya nyuso za asili). Katika mazoezi, mbinu zifuatazo za ushawishi zinatumiwa sana: mitambo, mafuta, kuenea kwa joto na juu-nishati na mtiririko wa kupenya wa chembe na mionzi (Mchoro 1.2).
Kutana na njia za pamoja za ushawishi, kwa mfano, thermomechanical, nk Katika safu ya uso, michakato hutokea ambayo husababisha mabadiliko ya muundo katika nyenzo za chanzo kwa kina kutoka kwa safu ya nanometer hadi kumi ya millimeter au zaidi. Kulingana na njia ya ushawishi taratibu zifuatazo hufanyika:
– mabadiliko katika muundo wa nafaka ya nyenzo;
– upotoshaji wa kimiani, kubadilisha vigezo na aina yake;
– uharibifu wa kimiani kioo(amorphization);
– kubadilisha muundo wa kemikali na kuunganisha awamu mpya.
Mchele. 1.2. Mpango wa urekebishaji wa uso na mvuto mbalimbali ( R-shinikizo; T- joto; NA- kipengele cha kueneza; J- nishati ya mtiririko; t - wakati)
Mipako ya nje
Umuhimu wa vitendo wa mipako ya nje ni kubwa sana. Utumiaji wa mipako ya nje inaruhusu sio tu kutatua shida za kubadilisha mali ya mwili na kemikali ya nyuso za asili, lakini pia. kurejesha baada ya matumizi.
Utaratibu na kinetics ya malezi huonyeshwa kwenye Mtini. 1.3. Mipako ya nje mara nyingi hufanya kama kipengele cha kimuundo, kwa mfano, filamu za mipako katika uzalishaji wa nyaya zilizounganishwa. Hadi sasa, idadi kubwa ya mbinu za kutumia mipako kwa madhumuni mbalimbali kutoka kwa nyenzo nyingi za isokaboni zimeandaliwa.
Mchele. 1.3. Mipango ya kuundwa kwa mipako kwenye uso imara
Kwa uchambuzi wa michakato ya kimwili na kemikali kuhusiana na mipako, yao inashauriwa kupanga utaratibu kulingana na masharti ya malezi. Inaonekana inawezekana kutofautisha makundi yafuatayo ya mipako yaliyoundwa kwenye uso imara: awamu imara, awamu ya kioevu, poda na atomiki.
Maswali ya kudhibiti:
1. Bainisha neno chanjo.
2. Je, ni kazi gani kuu mbili zinazotatuliwa wakati wa kutumia mipako?
3. Taja kusudi kuu na maeneo ya matumizi ya mipako.
4. Taja vigezo kuu ambavyo mipako imeainishwa.
5. Ni mipako gani inayoitwa kinga?
6. Taja vigezo kuu vya kuainisha njia za maombi ya mipako.
7. Taja makundi makuu ya mbinu zilizoainishwa kulingana na hali ya nyenzo zilizotumiwa.
8. Je, mali ya physicochemical ya uso hubadilika wakati mipako inatumiwa?
9. Taja tofauti kuu kati ya mipako ya ndani na nje.
10. Toa mfano wa mipako ya pamoja.
Hotuba ya 2. Mali ya physicochemical ya nyuso imara
UTANGULIZI
Michakato ya kurekebisha nyuso za vifaa vya conductive hutumiwa sana kuunda mali maalum ya bidhaa mbalimbali katika optics, umeme, na pia kama matibabu ya kumaliza kwa bidhaa mbalimbali kwa madhumuni ya kaya na kiufundi. Mbinu zilizopo za kung'arisha mitambo ni kazi kubwa, ngumu na mara nyingi husababisha mabadiliko yasiyofaa ya kimuundo katika safu ya uso ya bidhaa na kuunda mikazo ya ziada, ambayo inaweza kuwa muhimu katika uundaji wa filamu nyembamba na mali maalum katika elektroniki ndogo. Njia za electrochemical zinazotumiwa sana kwa bidhaa za chuma za polishing ni ghali, hasa kutokana na matumizi ya elektroliti ya tindikali ya gharama kubwa, ambayo pia husababisha uharibifu mkubwa wa mazingira kwa mazingira. Katika suala hili, umuhimu mkubwa unahusishwa na maendeleo na utekelezaji wa michakato mpya ya kiteknolojia ambayo inaruhusu kudumisha ubora na muundo wa uso, kuwa na tija ya juu na utendaji mzuri wa mazingira na kiuchumi. Michakato hiyo ni pamoja na polishing ya vifaa mbalimbali vya conductive kwa kutumia njia ya electrolyte-plasma. Tofauti na polishing ya jadi ya elektroni katika asidi, teknolojia ya elektroliti-plasma hutumia miyeyusho ya maji ya kirafiki ya chumvi ya mkusanyiko wa chini (3-6%), ambayo ni mara kadhaa ya bei nafuu kuliko vipengele vya asidi ya sumu.
Hakuna vifaa maalum vya matibabu vinavyohitajika kwa utupaji wa elektroliti zilizotumika. Wakati wa polishing ni dakika 2-5, na wakati wa kufuta ni sekunde 5-20. Njia hii hukuruhusu kusindika bidhaa katika maeneo makuu manne:
- maandalizi ya uso kabla ya kutumia filamu nyembamba na mipako;
- polishing nyuso tata-profile ya sehemu muhimu;
- kuondoa burrs na kupunguza kingo kali;
- polishing ya mapambo ya bidhaa za chuma;
Hivi sasa, usindikaji wa plasma ya electrolytic ya vyuma mbalimbali na aloi za shaba hutumiwa katika idadi ya makampuni ya biashara huko Belarus, Russia, Ukraine, na pia nchini China na nchi nyingine. Utumizi mkubwa wa teknolojia hii unatatizwa na anuwai ndogo ya vifaa na bidhaa zilizosafishwa, kwani elektroliti na njia za ung'arishaji kwa bidhaa zenye maumbo changamano na metali kama vile alumini na titani, pamoja na vifaa vya semiconductor, hazijatengenezwa. Utafutaji wa electrolytes yenye ufanisi unahitaji uchunguzi wa kina zaidi wa utaratibu wa kuondoa ukali na uundaji wa gloss ya uso wakati wa hatua ya electrolyte-plasma kwenye vifaa vya conductive.
TARATIBU ZA KIMWILI-KEMIKALI CHINI YA USHAWISHI WA ELECTROLYTE-PLASMA
Uendeshaji wa mitambo ya usindikaji wa elektroliti-plasma inategemea kanuni ya kutumia kutokwa kwa umeme kwa pulsed ambayo hutokea kwenye uso mzima wa bidhaa iliyoingizwa kwenye electrolyte. Athari ya pamoja ya mazingira ya kazi ya kemikali na kutokwa kwa umeme kwenye uso wa sehemu huunda athari za bidhaa za polishing. Katika teknolojia ya polishing ya plasma ya electrolytic, workpiece ni anode, ambayo uwezo mzuri hutolewa, na uwezo mbaya hutolewa kwa umwagaji wa kazi. Baada ya kuzidi maadili fulani muhimu ya msongamano wa sasa na voltage, ganda la mvuke-plasma huundwa karibu na anode ya chuma, ikisukuma elektroliti mbali na uso wa chuma. Matukio yanayotokea katika eneo la karibu-electrode haifai katika mfumo wa electrochemistry ya classical, kwa kuwa mfumo wa multiphase metal-plasma-gesi-electrolyte hutokea karibu na anode, ambayo ioni na elektroni hutumika kama flygbolag /3/.
Kusafisha kwa metali hutokea katika kiwango cha voltage ya 200-350 V na wiani wa sasa wa 0.2-0.5 A / cm 2 / 2.3 /. Kwa voltage ya zaidi ya 200 V, nyembamba imara (50-100 μm) shell ya mvuke-plasma (VPC) huundwa karibu na anode, inayojulikana na mabadiliko madogo ya sasa katika U = const. Nguvu ya shamba la umeme katika shell hufikia 10 4 -10 5 V / cm 2. Kwa joto la karibu 100 0 C, voltage kama hiyo inaweza kusababisha ionization ya mvuke, pamoja na utoaji wa ioni na elektroni muhimu ili kudumisha kutokwa kwa umeme kwa umeme kwenye ganda la karibu-electrode. Karibu na microprotrusions, nguvu ya shamba la umeme huongezeka kwa kiasi kikubwa na kutokwa kwa cheche za pulsed hutokea katika maeneo haya na kutolewa kwa nishati ya joto.
Utafiti umegundua kuwa utulivu na mwendelezo wa PPO, kuwa hali ya lazima kwa ajili ya utekelezaji wa mchakato wa kulainisha makosa madogo, imedhamiriwa na seti ya vigezo mbalimbali vya kimwili na kemikali: sifa za umeme za mzunguko, hali ya joto na ya kimuundo. juu ya uso kuwa kusindika, kemikali na awamu ya utungaji wa nyenzo kuwa kusindika, mali Masi ya electrolyte na vigezo hydrodynamic liquids katika eneo karibu-electrode / 1-4/.
FAIDA ZA TIBA YA ELECTROLYTE-PLASMA
Katika Jamhuri ya Belarusi, kwa mara ya kwanza, njia mpya ya juu ya utendaji na mazingira ya kirafiki ya usindikaji wa electrolyte-plasma ya bidhaa za chuma kutoka kwa chuma cha pua na aloi za shaba katika ufumbuzi wa chumvi yenye maji imepata matumizi ya viwanda. Njia hii kwa kiasi kikubwa haina hasara ambazo ni asili katika polishing ya mitambo na electrochemical, na kwa kuongeza inaruhusu kuokoa nyenzo na rasilimali za kifedha. Teknolojia ya electrolyte-plasma ina sifa za juu za kiufundi za mchakato, kama vile kasi ya usindikaji wa bidhaa, darasa la usafi wa uso wake, kutokuwepo kwa kuanzishwa kwa chembe za abrasive na kupungua kwa uso. Mchakato unaweza kujiendesha kikamilifu; kubwa; maeneo ya uzalishaji hayatakiwi kushughulikia vifaa (Mchoro 1).
Kielelezo 1. Mchoro wa ufungaji kwa ajili ya polishing bidhaa conductive. 1 - umwagaji wa kazi; 2 - pampu ya umeme; 3 - umwagaji wa maandalizi; 4 - transformer; 5 - baraza la mawaziri la umeme; 6 - jopo la kudhibiti.
Matumizi ya mbinu za utendaji wa juu zaidi za ung'arishaji wa plazima ya elektroliti itachukua nafasi ya usindikaji wa mitambo na kemikali yenye sumu. Mchakato wa kung'arisha metali ni rafiki wa mazingira na unakidhi viwango vya usafi; vifaa maalum vya matibabu hazihitajiki kusafisha elektroliti iliyotumika.
Suluhisho kuu za kiufundi kwa teknolojia ya ung'arishaji wa elektroliti-plasma kwa idadi ya metali zimeandaliwa na kupewa hati miliki nchini Ujerumani na Belarusi. Electroliti zinazojulikana zinafaa kwa usindikaji wa aina ndogo ya metali na haziingizii alumini, titani, nk. Taasisi ya Matatizo ya Nishati ya Chuo cha Kitaifa cha Sayansi ya Belarusi (sasa Taasisi ya Pamoja ya Nishati na Utafiti wa Nyuklia - Sosny wa Chuo cha Kitaifa. ya Sayansi ya Belarusi) imeunda muundo mpya wa elektroliti za kung'arisha aloi za alumini zinazoharibika, ambazo hazina asidi iliyojilimbikizia, sio fujo kuelekea vifaa, ni ya kudumu na ina gharama ya chini, maombi ya uvumbuzi yaliwasilishwa Mei 20, 2002. .
VIASHIRIA VYA UCHUMI VYA TIBA YA ELECTROLYTE-PLASMA
Wakati wa kung'arisha 1 m 2 ya bidhaa kwa kutumia njia ya classical electrochemical, kuhusu 2.5 kg ya asidi gharama 3 USD hutumiwa, na wakati polishing kwa kutumia njia ya electrolyte-plasma, kuhusu 0.1 kg ya chumvi gharama 0.02 USD hutumiwa. Hesabu zinaonyesha kuwa kwa uendeshaji wa awamu mbili wa vifaa vya elektroliti-plasma kwa siku 200, uokoaji wa rasilimali za kifedha kwa mwaka ni takriban dola 30,000, kwa hivyo, kwa gharama ya usakinishaji ya 26,000 USD. malipo yake hayazidi mwaka mmoja. Kwa kuongeza, hesabu hii haizingatii akiba iliyopatikana kutokana na ukosefu wa gharama za vifaa vya matibabu.
Mbali na ukweli kwamba teknolojia ya electrolyte-plasma ina tija ya juu na ni rafiki wa mazingira, ina utendaji bora wa kiuchumi ikilinganishwa na mbinu za usindikaji wa mitambo na electrochemical. Ingawa matumizi ya nishati wakati wa kung'arisha plasma ya elektroliti (voltage ya kufanya kazi ni 220-320 V) ni ya juu sana kuliko wakati wa usindikaji na njia ya jadi ya kielektroniki kwa viwango vya chini, hata hivyo, jumla ya gharama za uendeshaji wakati wa kutumia teknolojia hii ni kwa wastani mara sita na hii. kiuchumi faida hupatikana kimsingi kwa kubadilisha elektroliti ya asidi ya bei ghali na mmumunyo wa maji wa bei nafuu wa chumvi. Ikumbukwe kwamba ili kupata athari ya polishing, reagents (chumvi) ya usafi wa juu wa kemikali hazihitajiki, ambayo ina athari kubwa sana kwa gharama zao. Viashiria vya kiuchumi vya teknolojia ya elektroliti-plasma pia vinaboreshwa dhahiri na mpango uliorahisishwa wa kuchakata tena elektroliti iliyotumiwa na kutokuwepo kwa vifaa maalum vya matibabu.
Mahesabu ya gharama wakati wa kutumia teknolojia inayozingatiwa yanaonyesha kuwa kwa kuongezeka kwa nguvu ya ufungaji, wakati eneo la juu la uso uliosafishwa kwa kila mzigo unapoongezeka, jumla ya gharama za kitengo (kwa 1 m2 ya uso) hupungua, pamoja na kupunguzwa kwa sehemu ya taa. mtaji na vipengele vya uendeshaji wa gharama tofauti. Katika kesi hii, kuna ugawaji wa pamoja wa gharama kati ya vitu vya gharama ya mtu binafsi. Data iliyotolewa ni halali kwa operesheni inayoendelea ya saa saba ya usakinishaji kwa zamu kwa siku ishirini za kazi kwa mwezi. Mazoezi ya kutumia njia iliyopendekezwa inaonyesha kuwa, kulingana na saizi, umbo, kiasi cha kundi la bidhaa zilizosindika na hali ya uendeshaji ya usakinishaji, unapaswa kuchagua nguvu inayofaa ya usakinishaji ambayo inatoa gharama ya chini na malipo mafupi. kipindi.
MATARAJIO YA USINDIKAJI WA ELECTROLYTE-PLASMA WA VIFAA VYA SASA VYA KUENDESHA.
Taasisi ya Pamoja ya Utafiti wa Nishati na Nyuklia - Sosny wa Chuo cha Kitaifa cha Sayansi cha Belarusi (JIPNR-Sosny) inafanya utafiti juu ya ukuzaji wa elektroliti zenye ufanisi kwa kung'arisha vifaa na bidhaa nyingi za upitishaji, kazi inaendelea kukuza teknolojia, kuunda na kutekeleza vifaa. Masomo ya kinadharia na majaribio yanalenga kuboresha mchakato kwa kuzingatia mambo ya thermophysical, kama vile shida ya kuchemsha, na vile vile vigezo vya kimwili vya electrolyte (mgawo wa mvutano wa uso, mnato, pembe ya mawasiliano) ili kuendeleza mbinu za kisayansi za kutafuta. kwa utunzi wa elektroliti ambao hutoa ubora fulani wa usindikaji anuwai ya vifaa na matumizi madogo ya rasilimali zinazotumiwa (nyenzo, nishati, wakati, kazi, n.k.).
JIPINR-Sosny NASB imetengeneza aina mbalimbali za nguvu za vifaa vya EIP-I, EIP-II, EIP-III, EIP-IV vya kung'arisha vyuma vya pua na aloi za shaba kwa kutumia njia ya elektroliti-plasma, inayogharimu kutoka 4000 USD. hadi 22000 USD uwezo mbalimbali kutoka 400 cm 2 hadi 11000 cm 2 kwa mzigo. Bidhaa hizi zina mwelekeo wa kuuza nje. Mitambo hiyo imetolewa kwa makampuni mengi ya Kibelarusi, Kirusi na Kiukreni. Katika utengenezaji wa vifaa vya plasma ya electrolytic, vifaa na vipengele vilivyotengenezwa huko Belarusi hutumiwa.
Ili kuokoa nishati zaidi, chanzo kipya cha nguvu za kiuchumi na njia ya polishing ya hatua mbili imetengenezwa kwa kutumia voltages za juu za uendeshaji katika hatua ya kwanza ya kuondoa ukali wa uso na kutekeleza hatua ya pili ya mwisho ya usindikaji katika electrolyte katika voltages ya chini. Athari ya kuokoa nishati ya kuwezesha mitambo na chanzo kipya cha nguvu na kutumia hali ya ung'arisha ya hatua mbili kwa bidhaa za conductive inaweza kufikia kutoka 40 hadi 60% ya umeme unaotumiwa ikilinganishwa na vyanzo vya kawaida vya nguvu vinavyotumika kwa voltage isiyobadilika mara kwa mara.
HITIMISHO
Sababu muhimu zaidi zinazoathiri utawala wa kiteknolojia wa usindikaji wa electrolyte-plasma ya nyenzo za conductive zimetambuliwa. Inaonyeshwa kuwa njia mpya ya usindikaji katika electrolyte ina idadi ya faida za kiufundi na kiuchumi ikilinganishwa na teknolojia zilizopo za nyuso za polishing za bidhaa mbalimbali.
Kupitishwa kwa njia za kirafiki za usindikaji wa vifaa vya usindikaji katika tasnia anuwai sio tu kuokoa rasilimali za nyenzo na wafanyikazi na kuongeza tija ya wafanyikazi katika ufundi wa chuma, lakini pia kutatua shida kubwa ya kijamii ya kuboresha kwa kiasi kikubwa hali ya kazi ya uhandisi na wafanyikazi wa kiufundi na kuunda. hali nzuri zaidi ya mazingira katika biashara na katika mikoa.
FASIHI
- Patent No. 238074 (GDR).
- I.S.Kulikov, S.V.Vashchenko, V.I.Vasilevsky Makala ya polishing ya umeme-pulse ya metali katika plasma ya electrolyte // VESCI NSA ser. Phys.-tech. Sayansi. 1995. Nambari 4. ukurasa wa 93-98.
- B.R. Lazarenko, V.N. Duraji, Bryantsev I.V. Juu ya muundo na upinzani wa eneo la karibu-electrode wakati inapokanzwa metali katika plasma electrolyte // Usindikaji wa vifaa vya elektroniki. 1980. Nambari 2. ukurasa wa 50-55.
- Patent ya Jamhuri ya Belarus No. 984 1995.
Kulikov I.S., Vashchenko S.V., Kamenev A.Ya.