Vol. 46 (2010), Issue 1, p. 24-29

ELECTRICAL SURFACE TREATMENT METHODS

Теоретическая модель инженерии металлических поверхностей микроплазмоискровым легированием с переменной интенсивностью механического воздействия

Чигринова Н.М.

Abstract

УДК 691.9.048.4

 

В работе выполнен анализ физических процессов при различных комбинациях внешних воздействий на материал при микроплазмоискровом легировании (МПИЛ, МПИЛ+УЗМ, УЗМ+МПИЛ+УЗМ). Разработаны физические модели микроплазменной эрозии электрода и остывания капли расплавленного материала анода в процессе МПИЛ. В результате анализа численного решения задач теплопроводности с мощным точечным тепловым источником тепловыделения и остывания без источников установлено, что время остывания капли эродированного анода заметно меньше других временных параметров, характеризующих процесс легирования. Решена задача определения оптимальных величин длительности импульса и паузы между электроискровыми разрядами, обеспечивающих максимальную скорость эрозии анода. Разработана физико-математическая модель в форме теории малых колебаний, соответствующий алгоритм и программное обеспечение, реализо-ванное в пакете Mathematicа, для интерпретации экспериментальных данных с позиций физических механизмов. С использованием оптимизационной методологии показана возможность решения многофакторной (входные параметры – вольтамперные и временные характеристики, выходные параметры – скорость эрозии анода, доля затвердевшей капли эродированного материала анода) задачи управления совместным  процессом МПИЛ+УЗМ для получения качественной упрочненной поверхности.

 

The analysis for physical processes in different combinations of outer impacts on the material in microplasmaspark alloying (MPA, MPA+UM, UM+MPA+UM) has been carried out in the current paper. The physical models for microplasma electrode erosion and melted droplet cooling material of anode in the MPA process have been developed. As a result of numeric solution for tasks of heat conduction with powerful dot heat source for heat release and cooling without sources, it has been established that droplet cooling time for eroded anode is markedly less than other time parameters specifying alloying process. The task has been solved as to determination of optimum impulse duration values as well as optimum values of pause between electrospark charges providing maximal anode erosion velocity. Physical and mathematical model in the form of small vibration theory, the corresponding algorithm and software executed in Mathematica package have been developed for the interpretation of experimental data from the positions of physical mechanisms. The possibility for the solution of multifactor ( input parameters –voltampere and time specifications, output parameters – anode erosion velocity, hardened droplet fraction for  eroded  anode material)MPA +UM control joint process task for obtaining qualitative strengthened surface has been demonstrated  with the optimization methodology use.

 

Download full-text PDF. 765 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.