Интеллектуальная информационно-измерительная система для измерений параметров оксидных покрытий в процессе микродугового оксидирования

Рассмотрены вопросы повышения эффективности и управляемости процесса нанесения на изделия из лёгких металлов и сплавов (алюминия, магния, титана) защитных микродуговых оксидных покрытий с заданными свойствами. Разработана интеллектуальная информационно-измерительная система для измерений параметров микродуговых оксидных покрытий, которая содержит уникальное аппаратное, программное и информационное обеспечение. Для аппаратного обеспечения системы создан источник технологического тока, задающий технологические режимы – силу и форму тока (возможен синусоидальный или импульсный сигнал), от которых во многом зависят параметры формируемых покрытий. При разработке источника использованы оригинальные схемотехнические решения в области импульсной силовой электроники, а также современная электронная компонентная база. Источник технологического тока имеет высокий коэффициент полезного действия и обеспечивает полный диапазон регулирования параметров энергетического воздействия на исследуемый образец с формирующимся покрытием. Разработанная интеллектуальная информационно-измерительная система предназначена для высокоточных измерений технологических параметров и свойств получаемых покрытий, её можно применять для автоматизированного мониторинга микродугового оксидирования, а также для научных исследований. Интеллектуальное приложение и банк знаний системы обеспечивают интеллектуальный выбор оптимальных технологических параметров микродуговой обработки и автоматизированный управляемый синтез микродуговых оксидных покрытий с заданными свойствами.

1. Shirani A., Joy T., Rogov A., et al. Surface & Coatings Technology, 2020, vol. 397, 126016. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.126016

2. Yang C., Cai H., Cui S., et al. Surface & Coatings Technology, 2022, vol. 433, 128148. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128148

3. Fattah-alhosseini A., Chaharmahali R., Babaei K., Nouri M., Keshavarz M. K., Kaseem M. Journal of Magnesium and Alloys, 2022, vol. 10, pp. 2354–2383. https://doi.org/10.1016/j.jma.2022.09.002

4. Fattah-alhosseini A., Molaei M., Nouri M., Babaei K. Journal of Magnesium and Alloys, 2022, vol. 10, pp. 81–96. https://doi.org/10.1016/j.jma.2021.05.020

5. Zolotarjovs A., Smits K., Laganovska K., et al. Radiation Measurements, 2019, vol. 124, pp. 29–34. https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2019.02.020

6. Wu H., Jiang J., Meletis E. I. Applied Surface Science, 2020, vol. 506, 144858. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.144858

7. Kaseem M., Zehra T., Dikici B., Dafali A., Yang H. W., Ko Y. G. Journal of Magnesium and Alloys, 2022, vol. 10, pp. 1311–1325. https://doi.org/10.1016/j.jma.2021.08.028

8. Jangde A., Kumar S., Blawert C. Journal of Magnesium and Alloys, 2020, vol. 8, pp. 692–715. https://doi.org/10.1016/j.jma.2020.05.002

9. Wang X., Zhang F. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2022, vol. 32, no. 7, pp. 2243–2252. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65944-2

10. Печейкина М. А., Раков Д. Л. Cинтез системы управления технологическим процессом микродугового оксидирования // Автоматизированное проектирование в машиностроении. 2018. № 6. С. 120–122.

11. Козлов А. В. Повышение износостойкости деталей машин микродуговым оксидированием с последующим модифицированием покрытия: дис. канд. техн. наук (Орловский государственный аграрный университет, Орёл, 2014).

12. Вольхин А. М. Триботехнические характеристики композиционных пористых МДО-покрытий, пропитанных сверхвысокомолекулярным полиэтиленом: дис. канд. техн. наук (Российский государственный университет нефти и газа имени И. М. Губкина, Москва, 2013).

13. Пономарев И. С. Повышение механических и специальных свойств сварных швов алюминиевых сплавов методом микроплазменного оксидирования: автореф. дис. канд. техн. наук (Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Екатеринбург, 2016).

14. Bolshenko A. V., Pavlenko A. V., Puzin V. S., Panenko I. N. Power Supplies for Microarc Oxidation Devices, Life Science Journal, 2014, vol. 11(1s), pp. 263–268. https://www.elibrary.ru/uzqplr

15. Мамаев А. И., Мамаева В. А., Бориков В. Н., Дорофеева Т. И. Формирование наноструктурных неметаллических неорганических покрытий путем локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2010. 360 с.

16. Бориков В. Н. Методы и средства измерений электрических параметров процесса формирования покрытий при импульсном энергетическом воздействии в растворах: автореф. дис. докт. техн. наук (ТПУ, Томск, 2012).

17. Парфенов Е. В., Фаррахов Р. Г., Мукаева В. Р. и др. Автоматизированная технологическая установка для исследования электролитно-плазменных процессов // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2016. Т. 20, № 4(74). С. 23–31.

18. Parfenov E. V., Yerokhin A. Methodology of data acquisition and signal processing for frequency response evaluation during plasma electrolytic surface treatments in Process Control: Problems, Techniques and Applications, Nova Science Publishers, Inc., 2012, ch. 3, pp. 63–96.

19. Фаткуллин А. Р., Парфенов Е. В. Автоматизация технологического процесса плазменно-электролитического оксидирования на основе косвенного контроля толщины покрытия по электрическим характеристикам // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2016. Т. 20, № 4(74). С. 38–44.

20. Rogov A. B., Huang Y., Shore D., Matthews A., Yerokhin A. Ceramics International, 2021, vol. 47(24), pp. 34137– 34158. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.08.324

21. Golubkov P., Pecherskaya E., Karpanin O., Safronov M., Zinchenko T., Artamonov D. 26th Conference of Open Innovations Association (FRUCT), Yaroslavl, Russia, April 23–24, 2020, Helsinki, Finland, IEEE, 2020, pp. 91–101. https://doi.org/10.23919/FRUCT48808.2020.9087360

22. Golubkov P. E., Pecherskaya E. A., Karpanin O. V., Mel’nikov O. A., Pecherskiy A. V., Timokhina O. A. Journal of Physics: Conference Series, 2021, vol. 1889, no. 52041, pp. 1–5. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1889/5/052041

23. Голубков П. Е., Мартынов А. В., Печерская Е. А. Методы измерения температуры в процессе микродугового оксидирования // Сборник статей VI Всероссийской межвузовской научно-практической конференции «Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы» (ВМНПК-2018), Пенза, Россия, 14 марта 2018. Пенза: Изд-во ПГУ, 2018. С. 245–248.