СТАБИЛЬНОСТЬ СВОЙСТВ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ, ФОРМИРУЕМЫХ МЕТОДОМ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ ПРИ ГРУППОВОЙ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ

Работа посвящена исследованию стабильности воспроизведения характеристик защитных покрытий, формируемых методом микродугового оксидирования (МДО) при групповой  обработке деталей. Керамикоподобные МДО-покрытия отличаются высокой стойкостью к  износу, коррозии, ударным термическим нагрузкам и при этом имеют высокую адгезионную прочность. Вместе с тем существенным показателем любого технологического  процесса является стабильность его результатов. В большинстве опубликованных  результатов научных исследований в области МДО, как правило, не уделяется достаточного  внимания анализу стабильности получаемых результатов и изучению влияния  технологических параметров на этот показатель. В данной работе впервые приведены  данные экспериментальной оценки стабильности воспроизведения основных характеристик  (толщина, сквозная пористость и микротвердость) формируемых МДО-покрытий при одновременной обработке группы образцов и влияния на величину этих характеристик  степени выработки электролита. В результате проведенных исследований было  установлено, что стабильность показателей указанных характеристик МДО-покрытий во многом зависит от выработки электролита и продолжительности технологического процесса микродугового оксидирования. Отмечено, что значения этих характеристик могут  существенно различаться у покрытий, одновременно сформированных на деталях в одной и  той же группе, и выявлено, что стабильность показателей толщины, сквозной пористости и  микротвердости покрытий повышается при увеличении продолжительности МДО-обработки.  Также обосновано предположение, что изменения характеристик покрытий, формируемых  при обработке группы деталей, связаны с неравномерным распределением плотности  электрического тока между этими деталями и, как следствие, неодинаковым количеством электричества, прошедшим в гальванической цепи, что и определяет формирование вещества покрытия.

1. Эпельфельд А.В., Белкин П.Н., Борисов А.М., Васин В.А., Крит Б.Л., Людин В.Б., Сомов О.В., Сорокин, В.А. Суминов И.В., Францкевич В.П. Современные технологии модификации поверхности материалов и нанесения защитных покрытий: в 3-х т. Т. I: Микродуговое оксидирование. М.; СПб.: Реноме, 2017; Apelfeld A.V., Belkin P.N., Borisov A.M., Vasin V.A., Krit B.L., Lyudin V.B., Somov O.V., Sorokin V.A., Suminov I.V., Frantskevich V.P. Sovremennye tekhnologii modifikatsii poverkhnosti materialov i naneseniya zashchitnykh pokrytii. Vol. I: Mikrodugovoe oksidirovanie [Modern technologies for surface modification of materials and plating of protective coatings. Vol. I: Microarc oxidation]. Moscow; St. Petersburg: Renome, 2017.

2. Arrabal R., Matykina E., Hashimoto T., Skeldon P., Thompson G.E. Characterization of AC PEO coatings on magnesium alloys. Surf. Coat. Technol. 2009. Vol. 203. P. 2207—2220.

3. Matykina E., Berkani A., Skeldon P., Thompson G. Realtime imaging of coating growth during plasma electrolytic oxidation of titanium. Electrochim. Acta. 2007. Vol. 53. P. 1987— 1994.

4. Yerokhin A.L., Nie X., Leyland A., Matthews A., Dowey S.J. Plasma electrolysis for surface engineering. Surf. Coat. Technol. 1999. Vol. 122. P. 73—93.

5. Гордиенко П.С., Достовалов В.А., Ефименко А.В. Микродуговое оксидирование металлов и сплавов. Владивосток: Изд. дом Дальневост. федер. ун-та, 2013; Gordienko P.S., Dostovalov V.A., Efimenko A.V. Mikrodugovoe oksidirovanie metallov i splavov [Microarc oxidation of metals and alloys]. Vladivostok: Izdatel’- skii dom Dal’nevostochnogo federal’nogo universiteta, 2013.

6. Мамаев А.И., Мамаева В.А. Сильнотоковые микроплазменные процессы в растворах электролитов. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005; Mamaev A.I., Mamaeva V.A. Sil’notokovye mikroplazmennye protsessy v rastvorakh elektrolitov [High current microplasma processes in electrolyte solutions]. Novosibirsk: Izdatel’stvo SO RAN, 2005.

7. Yerokhin A.L., Snizhko L.A., Gurevina N.L., Leyland A., Pilkington A., Matthews A. Discharge characterization in plasma electrolytic oxidation of aluminium. J. Phys. D: Appl. Phys. 2003. Vol. 36. P. 2110—2120.

8. Klapkiv M.D., Nikiforchin G.M., Posuvailo V.M. Spectral analysis of electrolytic plasma during oxides synthesis on aluminum. J. Mater. Sci. 1995. Vol. 30. P. 333—343.

9. Yerokhin A.L., Snizhko L.O., Gurevina N.L., Leyland A., Pilkington A., Matthews A. Spatial characteristics of discharge phenomena in plasma electrolytic oxidation of aluminium alloy. Surf. Coat. Technol. 2004. Vol. 177—178. P. 779—783.

10. Dunleavy C.S., Golosnoy I.O., Curran J.A., Clyne T.W. Characterisation of discharge events during plasma electrolytic oxidation. Surf. Coat. Technol. 2009. Vol. 203. P. 3410—3419.

11. Curran J.A., Clyne T.W. Thermo-physical properties of plasma electrolytic oxide coatings on aluminium. Surf. Coat. Technol. 2005. Vol. 199. P. 168—176.

12. Wu X., Xie F., Hu Z., Wang L. Effects of additives on corrosion and wear resistance of micro-arc oxidation coatings on TiAl alloy. Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2010. Vol. 20. P. 1032—1036.

13. Гнеденков С.В., Синебрюхов С.Л., Сергиенко В.И. Композиционные многофункциональные покрытия на металлах и сплавах, формируемые плазменным электролитическим оксидированием. Владивосток: Дальнаука, 2013; Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Sergienko V.I. Kompozitsionnye mnogofunktsional’nye pokrytiya na metallakh i splavakh, formiruemye plazmennym elektroliticheskim oksidirovaniem [Composite multi-functional coatings on metals and alloys formed by plasma electrolytic oxidation]. Vladivostok: Dal’nauka, 2013.

14. Парфенов Е.В., Невьянцева Р.Р., Горбатков С.А., Ерохин А.Л. Электролитно- плазменная обработка: моделирование, диагностика, управление. М.: Машиностроение, 2014; Parfenov E.V., Nev’yantseva R.R., Gorbatkov S.A., Erokhin A.L. Elektrolitno-plazmennaya obrabotka: modelirovanie, diagnostika, upravlenie [Electrolytic- plasma treatment: modeling, diagnosis, control]. Moscow: Mashinostroenie, 2014.

15. Snizhko L.O., Yerokhin A.L., Pilkington A., Gurevina N.L., Misnyankin D.O, Leyland A., Matthews A. Anodic processes in plasma electrolytic oxidation of aluminium in alkaline solutions. Electrochim. Acta. 2004. Vol. 49. P. 2085— 2095.

16. Aliofkhazraei M., Sabour Rouhaghdam A. Fabrication of functionally gradient nanocomposite coatings by plasma electrolytic oxidation based on variable duty cycle. Appl. Surf. Sci. 2012. Vol. 258. P. 2093—2097.

17. Matykina E., Arrabal R., Skeldon P., Thompson G.E., Belenguer P. AC PEO of aluminium with porous alumina precursor films. Surf. Coat. Technol. 2010. Vol. 205. P. 1668—1678.

18. Yerokhin A.L., Shatrov A., Samsonov V., Shashkov P., Pilkington A., Leyland A., Matthews A. Oxide ceramic coatings on aluminium alloys produced by a pulsed bipolar plasma electrolytic oxidation process. Surf. Coat. Technol. 2005. Vol. 199. P. 150—157.

19. Казанцев И.А., Кривенков А.О. Технология получения композиционных материалов микродуговым ок- сидированием. Пенза: Инф.-изд. центр ПГУ, 2007; Kazantsev I.A., Krivenkov A.O. Tekhnologiya polucheniya kompozitsionnykh materialov mikrodugovym oksidirovaniem [The technology of obtaining composite materials by microarc oxidation method]. Penza: Inf.-izd. tsentr PGU, 2007.

20. Дунькин О.Н., Людин В.Б., Суминов И.В., Шичков Л.П., Эпельфельд А.В. Система цифрового управления и мониторинга установок плазменно-электролитической обработки. Приборы. 2003. No. 4. С. 30—44, No. 5. С. 27—41, No. 6. С. 35—45; Dunkin O.N., Lyudin V.B., Suminov I.V., Shichkov L.P., Apelfeld A.V. Sistema tsifrovogo upravleniya i monitoringa ustanovok plazmenno-elektroliticheskoi obrabotki [Digital control and monitoring system for plasma electrolytic treatment equipment]. Pribory. 2003. No. 4. P. 30 —44, No. 5. P. 27—41, No. 6. P. 35—45.

21. Эпельфельд А.В. Методика измерения сквозной пористости диэлектрических покрытий, получаемых микродуговым оксидированием. В сб. Тр. 3-й Междунар. науч.- техн. конф. Ч. 2. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2003. С. 325—329; Apelfeld A.V. Metodika izmereniya skvoznoi poristosti dielektricheskikh pokrytii, poluchaemykh mikrodugovym oksidirovaniem [Methods of measurement through porosity of dielectric coatings obtained by microarc oxidation method]. In: Trudy 3-i Mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii [Trans. 3rd Intern. sci.-techn. conf.]. Pt. 2. Moscow: GNU VIESKh, 2003. Р. 325—329.

22. Mecuson F., Czerwiec T., Belmonte T., Dujardin L., Viola A., Henrion G. Diagnostics of an electrolytic microarc process for aluminium alloy oxidation. Surf. Coat. Technol. 2005. Vol. 200. P. 804—808.

23. Sundararajan G., Rama Krishna L. Mechanisms underlying the formation of thick alumina coatings through the MAO coating technology. Surf. Coat. Technol. 2003. Vol. 167. P. 269—273.

24. Curran J.A., Clyne T.W. Porosity in plasma electrolytic oxide coatings. Acta Mater. 2006. Vol. 54. P. 1985— 1993.