ВЫБОР МЕТОДА ПОКРЫТИЯ ДЕТАЛИ «КОРПУС» С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА

Деталь «Корпус» применяется в приборостроении, имеет сложную конфигурацию и высокие требования по точности к исполнительным поверхностям. Изготавливается из алюминиевого сплава Д16 ГОСТ 4784-2019.

Деталь имеет призматическую форму с габаритными размерами 190×149×80 мм. Деталь является полой, в ней выполнено большое число окон и пазов для установки датчиков и других устройств. Данные окна и пазы оснащены крепежными резьбовыми отверстиями с точным взаимным расположением. Для повышения жесткости конструкции детали «Корпус» предусмотрены ребра жесткости и усиления. Чертеж детали «Корпус» и 3D модель детали «Корпус» представлены на рисунках 1, 2 и 3 соответственно.

В качестве защитного покрытия исполнительных поверхностей детали «Корпус» использовалось химическое оксидирование Хим. Окс. ГОСТ 9.306-85 толщиной 3…4 мкм. Покрытие наносилось по действующей на базовом предприятии технологии [1, с.28] в водном растворе карбоната натрия Na₂СО₃ (50 г/л) с добавлением 15 г/л хромата натрия Na₂Cr₄ и 2,5 г/л гидроксида натрия NaOH. Оксидирование проводится при температуре 90^оС в течении 10 минут. Покрытие детали «Корпус» должна успешно противостоять коррозии согласно ГОСТ 9.031-74 с образованием очагов коррозионных поражений площадью не более 0,1%.

Рисунок 1. Фрагмент чертежа детали «Корпус» (вид спереди и снизу)

Рисунок 2. Фрагмент чертежа детали «Корпус» (вид справа и слева)

Рисунок 3. 3D модель детали «Корпус»

При эксплуатации детали «Корпус» под действием окружающей среды произошло значительное уменьшение ресурса детали (до 30%).

На исполнительных поверхностях с покрытием наблюдались значительные по интенсивности коррозионные поражения, приводящие к отказам и снижению ресурса детали «Корпус». Опыт эксплуатации детали «Корпус» позволил прийти к выводу, что метод получения покрытия Хим. Окс. не обеспечивает требуемых защитных свойств. В результате коррозии происходят отказы прибора, в который входит деталь «Корпус», что значительно снижает ресурс изделия.

Автором принято решение изменить способ нанесения покрытия с химического оксидирования на анодное оксидирование методом МДО (микродугового оксидирования).

Режимы МДО были выбраны по данным исследования [2, с.112] и представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Режимы нанесения покрытия

Для подтверждения правильности решения по изменению способа нанесения покрытия проведены сравнительные испытания коррозионной стойкости поверхностей детали «Корпус» по ГОСТ 9.031-74 при обработке в кислых растворах.  Для этого изготовлены образцы детали «Корпус» с покрытиями, полученными методом химического оксидирования и МДО.

При испытании было выявлено значительное снижение показателя потери массы ρ с 20…21 мг/дм² до 14…16 мг/дм², что свидетельствует о повышении коррозионной стойкости до 1,5 раза.

Исследования также показали увеличение толщины покрытия с 6…8 до 13…15 мкм, что увеличивает его ресурс и ресурс детали «Корпус» в целом. Эти данные подтвердились результатами натурных испытаний. При эксплуатации детали «Корпус» в составе прибора отмечено увеличение ресурса всего изделия на 40…45% при применении метода химического оксидирования и МДО для получения покрытия.