Пути совершенствования электродуговых плазмотронов линейной схемы и перспективы их использования в процессах плазменного напыления

Кадырметов Анвар Минирович / Kadyrmetov Anvar Minirovich – доктор технических наук, профессор кафедры производства, ремонта и эксплуатации машин, автомобильный факультет;

Пустовалов Алексей Сергеевич / Pustovalov Alexey Sergeyevich – аспирант, кафедра производства, ремонта и эксплуатации машин, автомобильный факультет;

Меняйлов Константин Александрович / Menyaylov Konstantin Aleksandrovich – аспирант, кафедра производства, ремонта и эксплуатации машин, автомобильный факультет; Воронежская государственная лесотехническая академия, г. Воронеж

Аннотация: в статье показана возможность восстановления внутренних поверхностей деталей и регулирования процессов, происходящих в плазменном потоке для создания различных микро- и наноструктур за счет использования ряда конструктивных решений плазмотрона.

Ключевые слова: микроплазмотрон, нано-размерные структуры, модуляция

Keywords:mikroplazmotron, nanoscalestructure, modulation

В современном автомобилестроении стали широко применятся нанотехнологии в различных узлах для продления ресурса деталей, создания уникальных свойств их материалов и придания новых свойств поверхностям с помощью создания функциональных покрытий. Их применение обусловлено необходимостью не просто улучшить служебные характеристики конструкционных материалов, имеющих малый потенциальный ресурс, а принципиально изменить подход к формированию их структуры и свойств.

Ресурс современных автомобильных двигателей зависит от износостойкости пар трения, одними из которых являются пары цилиндропоршневой группы, которая при капитальном ремонте заменяется на новую или восстановленную расточкой под ремонтный размер. Последнее влечет за собой снижение твердости внутренней поверхности и необходимости дополнительного производства поршней и колец под ремонтный размер.

Использование износостойких покрытий с особыми свойствами дает возможность резко повысить качество и снизить расход ресурсов по сравнению с традиционно применяемыми для этого материалами. Прогрессивным способом создания таких поверхностей является плазменное напыление.

Применение плазмы различных газов в качестве рабочей среды, в связи с её высокой химической активностью по отношению к различным материалам, позволяет в формируемых покрытиях создавать из исходного сырья в виде порошков, прутков и жидкостей различные, в том числе и сверхтвердые, микро- и наноструктуры, либо синтезировать в её слоях определенные наноразмерные включения, повышающие эксплуатационные характеристики деталей транспортных машин.

Недостатками плазменного напыления при определенных режимах нанесения являются недостаточное сцепление с основой, высокие остаточные растягивающие напряжения, приводящие к растрескиванию покрытия. Данные недостатки устраняются разнообразными способами упрочнения покрытий в виде энергетических воздействий на него. Наиболее эффективным и экспериментально подтвержденным является способ, позволяющий объединить в одном процессе две операции – напыление и электромеханическую обработку [1]. Достоинствами способа являются создание сжимающих остаточных напряжений в покрытии, повышенная адгезионная и когезионная прочность и микротвёрдость.

Несмотря на это, развитие способа сдерживается недостаточной изученностью тепловых процессов, происходящих в условиях восстановления внутренних поверхностей деталей.