Оптимизация режима полирования кварцеванием алмазоподобного PVD покрытия


Авторы

Авдонин К. А.

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А., ул Политехническая, 77, Саратов, 410054, Россия

Аннотация

В данной статье представлена методика оптимизации режима полирования алмазоподобного PVD-покрытия с использованием симплекс-метода, который является эффективным инструментом для решения задач линейного программирования. Оптимизация основана на регрессионных зависимостях, полученных в результате экспериментальных исследований, что позволило построить систему неравенств для определения оптимальных условий полирования. В качестве целевой функции выбрана максимальная производительность процесса, что является ключевым критерием для серийного и крупносерийного производства, особенно в контексте создания высококачественного режущего инструмента. Исследования показали, что при допустимом уровне шероховатости обработанной поверхности Ra ≤ 0,04 мкм, оптимальными условиями полирования являются: продольная подача 400 мм/мин, поперечная подача 1,0 мм и частота вращения инструмента 2000 об/мин. Эти параметры обеспечивают максимальную эффективность процесса, что имеет важное значение для повышения конкурентоспособности продукции на рынке. Таким образом, результаты работы могут быть полезны для повышения эффективности процесса обработки алмазоподобных покрытий, что имеет важное значение для машиностроения, производства режущего инструмента и других высокотехнологичных отраслей. Данная методика может быть адаптирована для различных условий обработки, что открывает новые горизонты для дальнейших исследований и разработок в области оптимизации технологических процессов, а также для внедрения инновационных технологий в производственную практику.

Ключевые слова:

алмазное покрытие, полирование, шероховатость поверхности, поликристаллический алмаз, оптимизация, PVD-покрытие

Библиографический список

  1. Дорожкин С.И. Напыление пленок в вакууме. Фонд инфраструктурных и образовательных программ: монография. – М.: [б. и.], 2012. – 48 с.
  2. Политыко К.Н., Мантуров Д.С. Формирование PVD покрытий для трибологического назначения // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. 2023. № 3 (64). С. 81-93. 
  3. Королев А.В., Охлупин Д.Н., Синев И.В. Способ нанесения алмазоподобного PVD-покрытия на многогранные подложки // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2023. № 23. С. 147-153. DOI: 10.26160/2658-3305-2023-23-147-153
  4. Барышников В.В., Заярский Д.А., Крылова С.Е. Исследование износостойкого покрытия на основе диоксида циркония, полученного PVD методом // Всероссийская научно-методическая конференция «Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры» (Оренбург, 26–27 января 2022): сборник материалов. – Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2022. С. 1488-1493. 
  5. Богачев В.А., Маркачев Н.А., Петров Ю.А. и др. Износостойкие и антифрикционные материалы и покрытия, применяемые в узлах трения элементов конструкций космических аппаратов производства АО «НПО Лавочкина» // Труды МАИ. 2023. № 132. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=176841
  6. Chen Y., Liu W., Feng H., Zhang L. Failure Mechanisms of CVD Diamond Wafers and Thin Films During Polishing // Machining Science and Technology. 2015. V. 19, No. 1. P. 152-173. DOI: 10.1080/10910344.2014.991030
  7. Filatov Y.D., Sidorko V.I., Kovalev S.V., Vetrov A.G. Formation of flat surfaces of optoelectronic components in diamond polishing // Journal of Superhard Materials. 2017. V. 39, No. 2. P. 129-133. DOI: 10.3103/S1063457617020083
  8. Епифанов В.И., Лесина А.Я., Зыков Л.В. Технология обработки алмазов в бриллианты. – М.: Высшая школа, 1987. – 333 c.
  9. Кирсанов С.В., Гончаренко И.М., Бабаев А.С. Влияние «сухого» полирования твердосплавных образцов на характеристики износостойкого покрытия // Справочник. Инженерный журнал. 2013. № 4 (193). C. 12-15.
  10.  Дерябкин А.В. Диффузионная термохимическая обработка поверхности алмаза // Электроника и электрооборудование транспорта. 2018. № 4. C. 35-37.
  11. Дерябкин А.В., Федоров Ю.Ю., Темирязева М.П. Исследование зависимости шероховатости поверхности алмаза при термохимической обработке на никелевых и железных поверхностях разного класса чистоты // Электроника и микроэлектроника СВЧ. 2018. № 1. C. 550-551.
  12. Kubota A., Nagae S., Motoyama S., Touge M. Two-Step Polishing Technique for Single Crystal Diamond (100) Substrate Utilizing a Chemical Reaction with Iron Plate // Diamond and Related Materials. 2015. No. 60. P. 75-80. DOI: 10.1016/j.diamond.2015.10.026
  13. Roy S., Balla V.K., Mallik A.K., Dandapat N., Ralchenko V.G., Bolshakov A.P., Ashkinazi E.E. A Comprehensive Study of Mechanical and Chemo-Mechanical Polishing of CVD Diamond // Materials Today Proceedings. 2018. No. 5 (3). P. 9846-9854. DOI: 10.1016/j.matpr.2017.10.176
  14.  Королев А.В., Охлупин Д.Н., Синев И.В., Авдонин К.А. Влияние режимов полирования на шероховатость деталей с алмазным покрытием // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2023. № 1 (272). С. 22-25. DOI: 10.35211/1990-5297-2023-1-272-22-25
  15. Королев А.В., Охлупин Д.Н., Синев И.В., Авдонин К.А. Результаты дискретного полирования поликристаллического алмазного покрытия инструментов // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. 2022. № 3 (77). С. 156-162. DOI: 10.34771/UZCEPU.2022.77.3.030
  16. Добрышкин А.Ю. Колебания стержня, несущего малую присоединенную массу // Труды МАИ. 2020. № 110. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=112820. DOI: 10.34759/trd-2020-110-2
  17.  Гришакин В.Т. Деформирование нити упругого маятника при резонансе // Труды МАИ. 2023. № 130. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=174598. DOI: 10.34759/trd-2023-130-03
  18. Прокудин О.А., Рабинский Л.Н., Чан К.Т. Определение динамических характеристик металлополимерного слоистого стержня // Труды МАИ. 2021. № 120. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=161419. DOI: 10.34759/trd-2021-120-06 
  19. Быкова Т.В., Могилевич Л.И., Попов В.С. и др. Радиальные и изгибные колебания круглой трехслойной пластины, взаимодействующей с пульсирующим слоем вязкой жидкости // Труды МАИ. 2020. № 110. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=112836. DOI: 10.34759/trd-2020-110-6 
  20. Коровайцева Е.А. Систематизация одномерных краевых задач механики деформируемого твердого тела // Труды МАИ. 2020. № 110. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=112827. DOI: 10.34759/trd-2020-110-3 


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2025

 Вход