Оборудование и процессы для нанесения жаростойких покрытий на инструментальные сплавы

Ардашева, Инкар Сайлаукызы Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В работе приводится исследование технологических параметров процесса получения жаростойкого покрытия системы TiAlN с регулируемой концентрацией компонентов (титан, алюминий, хром и др.). Метод осаждения покрытий – вакуумно-дуговое распыление композиционный мишени состава титан-алюминий. В ходе проделанной работы были изучены физико-механические свойства сплава ВК8 с покрытием TiAlN, полученными по 6 режимам формирования. Были исследованы влияние на свойства покрытий предварительного легирование подложки азотом и хромом, а также влияние смещение напряжения от 0 до 300. Показано, что с увеличением значения напряжения смещения от 0 до -300В в процессе нанесения покрытия TiAlN на исходный образец твердость увеличивается, при этом модуль упругости (модуль Юнга) снижается.

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………… 11
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР………………………………………………………… 12
1.1 Твердые износостойкие покрытия – основные направления развития ….. 12
1.2 Современные методы получения износостойких покрытий …………………. 14
1.3 Жаростойкие покрытия и их требования……………………………………………… 14
1.4 Установка для нанесения покрытий методом PVD и CVD …………………… 16
1.5 Вакуумно-дуговой метод…………………………………………………………………….. 18
1.6 Цели и задачи исследования ……………………………………………………………… 20
ГЛАВА 2 МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЕ И
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ ……………………………….. 22
2.1 Образцы из твердого сплава ВК8 ………………………………………………………… 22
2.2 Экспериментальное ………….оборудование для получения функциональных
покрытий в плазме дуговых разрядов низкого давления……………………………. 23
2.3 Источники генерации комбинированной газовой плазмы ……………………. 28
2.4 Оборудование и методы определения физико-механические
характеристики экспериментальных покрытий …………………………………………. 31
2.5 Определение толщины покрытий методом CALOTES …………………………. 32
2.6 Методика определения микротвёрдости и нанотвёрдости …………………… 33
2.6.1 Статический метод определение микротвердости Hm по
восстановленному отпечатку ……………………………………………………………………. 33
2.6.2 Динамический метод определение твердости – нанотвердости …………. 35
2.7 Определения адгезии методом CSEMMICRO-SCRATCHTESTER ………. 36
ГЛАВА 3 СИНТЕЗ СВЕРХТВЕРДЫХ НИТРИДНЫХ ПОКРЫТИЙ НА
ОСНОВЕ TiAl ПУТЕМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ……………………… 43
3.1 Процессы обработки экспериментальных образцов в дуговых разрядов 44
3.1.1 Азотирования в плазме …………………………………………………………………….. 45
3.1.2 Формирования переходного слоя хрома…………………………………………… 46
3.1.3 Цвет и толщина исследуемых покрытии …………………………………………… 47
3.2 Физико-механические характеристики экспериментальных образцов
после обработки в плазме дуговых разрядов …………………………………………….. 49
3.2.1 Определения адгезии методом CSEM MICRO-SCRATCH TESTER …… 51
ГЛАВА 4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТИ
И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ……………………………………………………………………… 55
4.1 Предпроектный анализ. Потенциальные потребители результатов
исследования ……………………………………………………………………………………………. 55
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения……………………………………………. 57
4.3 Определение трудоёмкости работ ……………………………………………………….. 58
4. 4 Разработка графика проведения научного исследования …………………….. 59
4. 5 SWOT-анализ …………………………………………………………………………………….. 61
4.6 Инициация проекта. Организационная структура проекта …………………… 63
4.6.1 Ограничения и допущения проекта…………………………………………………… 63
4.7 Планирование управления научно-техническим проектом………………….. 63
4.7.1 Иерархическая структура работ проекта …………………………………………… 63
4.8 Бюджет научного исследования ………………………………………………………….. 66
4.8.1 Отчисление на социальные нужды …………………………………………………… 67
4.8.2 Накладные расходы………………………………………………………………………….. 67
4.9 Затраты на электроэнергию…………………………………………………………………. 68
4.9.1 Затраты на водоснабжение ……………………………………………………………….. 68
ГЛАВА 5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСВЕННОСТЬ ………………………………………. 73
5.1 Анализ выявленных вредных факторов проектируемой производственной
среды ……………………………………………………………………………………………………….. 73
5.2 Метеоусловия …………………………………………………………………………………….. 74
5.3 Вредные вещества ………………………………………………………………………………. 75
5.4 Производительный шум ……………………………………………………………………… 76
5.5 Расчет уровня шума ……………………………………………………………………………. 77
5.6 Освещенность …………………………………………………………………………………….. 79
5.7 Анализ выявленных опасных факторов проектируемой производственной
среды ……………………………………………………………………………………………………….. 81
5.8 Факторы пожарной и взрывной природы …………………………………………….. 82
5.9 Охрана окружающей среды ………………………………………………………………… 83
5.10 Защита в ЧС ……………………………………………………………………………………… 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………….. 87
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СТУДЕНТА ……………………………………………………. 89
Списокиспользуемыхисточников ……………………………………………………………… 90
Приложение А …………………………………………………………………………………………. 97

Твердые защитные покрытия на основе химических соединений
переходных металлов, осажденных на поверхности деталей, находят широкое
применение для улучшения эксплуатационных свойств инструментов для
резки и обработки, а также различных пар трения в механических
устройствах инженерных изделий и медицинском оборудовании. На
практике, нанесение покрытия происходит при высоких температурах,
изменяются свойства поверхностных и глубинных слоев материала
инструмента, что в свою очередь, влияет на сопротивление к изнашиванию.
Поэтому операция нанесения износостойких пленочных материалов является
комбинированным методом повышения работоспособности инструмента.
Данные варианты комбинированной обработки могут быть
предприняты для модификации материалов, позволяющей формировать
поверхностные слои с принципиально новыми структурами и свойствами.
В настоящей работе представлены результаты исследований свойств
покрытий TiAlN, полученных вакуумно-дуговым методом. В литературе
покрытия такого состава, в отличие от широко распространённого нитрида
титана, представляют как жаростойкие, т.е. способными сохранять свои
эксплуатационные свойства при повышенных рабочих температурах (T~800
°C против T~500 °C для TiN), обеспечивая тем самым скоростные режимы
резания. Особое внимание уделялось анализу стойкости получаемых
покрытий на подложках из твёрдого сплава ВК-8. Сравнительные испытания
образцов с покрытием на стойкость к отслоению при царапании алмазным
конусом Роквэлла с непрерывно увеличивающейся нагрузкой имели своей
целью выявить влияние параметров предварительной обработки поверхности
подложек на адгезию и износостойкость покрытий.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Решение технологических проблем при обработке литого корпуса
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Повышение работоспособности торцовых фрез с механическим креплением режущих пластин
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка алгоритмов управления дугой горящей в динамическом режиме
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Электронно-лучевая сварка термоизолированной трубы
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Менеджер онлайн в Telegram Написать