vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2019-64-4-419-428vestift-540Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYОсновные параметры процесса и характеристики покрытий как критерии оценки эффективности метода анодного микродугового оксидированияMain process parameters and covers characteristics as criteria for evaluating the effectiveness of the of anodic micro-arc oxidationЧигриноваН. М.ChigrinovaN. M.

Чигринова Наталия Михайловна – доктор технических наук, профессор, доцент кафедры «Торговое и рекламное оборудование».

пр. Независимости, 67, 220013, Минск

Natalia M. Chigrinova – D. Sc. (Engineering), Professor, Associate Professor of the Department “Trade and Advertising Equipment”

67, Nezavisimosti Ave., 220013

chygrynova@yandex.byВоробьёваЕ. И.VorobyovaE. I.

Воробьёва Елена Игоревна – аспирант, преподава тель кафедры «Торговое и рекламное оборудование».

пр. Независимости, 67, 220013, Минск

Elena I. Vorobyova – Postgraduate, Lecturer of the Department “Trading and advertising equipment”.

67, Nezavisimosti Ave., 220013

alena.vorobeo@yandex.byБелорусский национальный технический университетBelarusian National Technical University201909012020644419428Copyright © Чигринова Н.М., Воробьёва Е.И., 20202020Чигринова Н.М., Воробьёва Е.И.Chigrinova N.M., Vorobyova E.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/540

Статья посвящена оценке целесообразности и эффективности модернизации процесса микродугового оксидирования (МДО) посредством изменения условий и параметров искрения, а также выбору критериев оценки качества и прогнозирования служебных свойств формируемых керамикоподобных покрытий. Преимущественную роль в изменении характера структурообразования и в обеспечении прогнозируемого качества и свойств оксидируемого сплава играет интенсивность искрения, которое возникает в процессе электрических разрядов, мигрирующих по обрабатываемой поверхности погруженного в электролит объекта. Интенсивность искрения определяет условия получения равнотолщинных покрытий: чем менее стохастичен характер искрения вокруг оксидируемой детали, тем более равномерно и быстро прирастает толщина формируемого покрытия и выше его плотность. Эти соображения позволили предложить вариант модернизации метода анодного МДО (АМДО), отличающегося наличием только анодной составляющей тока, обусловливая тем самым получение тонких покрытий с разветвленной пористостью посредством стабилизации процесса искрения за счет использования системы квазикатодов в электролизной ванне. В настоящем исследовании рассматриваются возможности контроля параметров покрытий, полученных методом АМДО в его стандартном и модернизированном вариантах, посредством фиксации в режиме реального времени характера распределения искровых разрядов, косвенным свидетельством чего является изменение плотности тока во времени и равномерность толщины созданных покрытий. Учитывая влияние характера микродугового оксидирования на структурные и качественные особенности формируемых слоев, было предположено, что поверхность покрытия, полученного модернизированным методом, должна иметь более высокое качество, одним из показателей, которого является более сглаженный и равномерный рельеф. Таким образом, еще одним критерием эффективности модернизированного процесса могут служить амплитудные и шаговые параметры шероховатости, которые, не позволяя провести объективную оценку микропрофиля сформированного покрытия, могут дать более обширную информацию о характере прироста его толщины и изменении качества, определяя в итоге уровень эксплуатационных возможностей металлических объектов с таким покрытием.

The article is devoted to the evaluation of the feasibility and efficiency of modernization of the microarc oxidation process (MAO) by changing the conditions and parameters of sparking, as well as the selection of criteria for assessing the quality and predicting the service properties of formed ceramic-like coatings. The predominant role in changing the nature of structure formation and in ensuring the predicted quality and properties of the oxidized alloy is played by the intensity of sparking, which occurs in the process of electric discharges migrating along the treated surface of the object immersed in the electrolyte. Intensity of sparking determines the conditions for obtaining equidistant coatings: the less stochastic the nature of sparking around the oxidized part is, the more evenly and rapidly the thickness of the formed coating increases and its density is higher. These considerations allowed us offering the option of upgrading method of the anode MAO (AMAO), wherein only the anodic component of the current, causing thereby obtaining thin coatings with extensive porosity by stabilizing the process of arcing through the use of the system of quasi cathodes in the electrolysis bath. In this study, we consider the possibility of controlling the parameters of coatings obtained by the AMDO method in its standard and upgraded versions, by fixing in real time the nature of the distribution of spark discharges, indirect evidence of which is the change in the current density over time and the uniformity of the thickness of the coatings created. Taking into account the influence of micro-arc oxidation on the structural and qualitative features of formed layers, it was assumed that the surface of the coating obtained by the modernized method should have a higher quality, one of the indicators of which is a more smooth and uniform relief. Thus, another criterion for the efficiency of the modernized process can serve as amplitude and step parameters of roughness, which, without allowing an objective assessment of the microprofile of the formed coating, can give more extensive information about the nature of the increase in its thickness and quality changes, determining the level of operational capabilities of metal objects with such a coating.

микродуговое оксидированиеалюминийквазикатодискрениеплотность токарельефшероховатостьmicro-arc oxidationaluminumquasi-cathodesparkingcurrent densityreliefroughnessReferencesТехнологические возможности микродугового оксидирования алюминиевых сплавов / А. Е. Михеев [и др.] // Вестн. машиностроения. – 2003. – № 2. – С. 56–63.Mikheev A. E., Terekhin N. A., Statsura V. V., Golenkova A. A. Technological capabilities of microarc oxidation of aluminum alloys. Vestnik mashinostroeniya [Engineering Bulletin], 2003, no. 2, pp. 56–63 (in Russian).Михеев, А. Е. Влияние параметров процесса МДО на формирование покрытий в электролитических растворах / А. Е. Михеев, В. В. Стацура, Н. В. Никушкин // Материалы, технологии, конструкции: сб. науч. тр. – Красноярск, 1995. – С. 144–146.Mikheev A. Ye., Statsura V. V., Nikushkin N. V. Influence of the MAO process parameters on the formation of coatings in electrolytic solutions. Materialy, tekhnologii, konstruktsii: sbornik nauchnykh trudov [Materials, technologies, designs: collection of scientific papers]. Krasnoyarsk, 1995, pp. 144–146 (in Russian).Федоров, В. А. Формирование упрочненных поверхностных слоев методом микродугового оксидирования в различных электролитах и при изменении токовых режимов / В. А. Федоров, В. В. Белозеров, Н. Д. Великосельская // Физика и химия обработки материалов. – 1991. – № 1. – С. 87–93.Fedorov V. A., Belozerov V. V., Velikoselskaya N. D. The formation of hardened surface layers by the method of microarc oxidation in various electrolytes and when current conditions change. Fizika i khimiya obrabotki materialov = Physics and Chemistry of Materials Treatment, 1991, no. 1, pp. 87–93 (in Russian).Чигринова, Н. М. Интенсификация процессов микроплазмоискрового упрочнения и восстановления металлических изделий повышенной точности электромеханическим воздействием: дис. … д-ра техн. наук: 05.02.07 / Н. М. Чигринова. – Минск, 2009. – 371 л.Chigrinova N. M. Intensification of processes of microplasmo spark hardening and restoration of metal products of high accuracy by electromechanical impact. Minsk, 2010. 310 p. (in Russian).Чигринова, Н. М. Влияние квазикатодов на формирование равнотолщинных слоев при микродуговом оксидировании вентильных металлов / Н. М. Чигринова, Е. И. Воробьева // Наука – образованию, производству, экономике: материалы 16-й Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 25–27 янв. 2018 г. – Минск, 2018. – С. 346–349.Chigrinova N. M., Vorob'eva E. I. The effect of quasicathodes on the formation of equal-thickness layers during microarc oxidation of valve metals. Nauka – obrazovaniyu, proizvodstvu, ekonomike: materialy 16-i Mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii, Minsk, 25 yanvarya 2018 g. [Science – Education, Production, Economics: Proceedings of the 16th International Scientific and Technical Conference, Minsk, January 25–27, 2018]. Minsk, Belarusian National Technical University, 2018, pp. 346–349. (in Russian).Табенкин, А. Н. Шероховатость, волнистость, профиль. Международный опыт / А. Н. Табенкин, С. Б. Тарасов, С. Н. Степанов; под ред. Н. А. Табачниковой. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. – 136 с.Tabenkin A. N., Tarasov S. B., Stepanov S. N. Tabachnikova N. A. (ed.). Roughness, waviness, profile. International experience. St. Petersburg, Polytechnic University Publ., 2007. 136 p.(in Russian).Dagnall, H. M. A. Exploring surface texture / M. A. H. Dagnall. – Leicester, England: Rank Taylor Hobson, 1980. – 170 p.Dagnall H. M. A. Exploring Surface Texture. Leicester, England, Rank Taylor Hobson, 1980. 170 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.