Метод электроискрового легирования

Исследования проводились на установке ЭФИ-48, предназначенной для нанесения различных составов покрытия на поверхность образцов /I82/.

Конструктивно установка состоит из генератора, вибратора, соединительного комплекта проходов, соответствующего комплекта предохранителей, ламп. Генератор выполнен в виде настольного прибора, совмещенного с панелью управления и корпусов, на передней панели размещаются необходимые элементы управления контроля установки.

Функционально технологический метод реализуется посредством электромагнитного вибратора, используемого для коммутирования разрядной цепи вибрирующим электродом, состоящим из корпуса, магнитной системы, жгута.

Таким образом, якорь с электродвигателем совершает колебательное движение относительно неподвижного сердечника, жестко закрепленного в корпусе.

В ходе экспериментальных исследований определено, что величина шероховатости составляет интервал 0,24…0,28мкм, а макро геометрическая точность 0,06…0,1мм. Кроме того, на поверхности сформированы различные макро неровности типа выступов, бугорков и др. Измерение твердости сформированного поверхностного слоя; показали её значительное увеличение, обеспечивая достижение величин 12…16×103МПа при последующем резком спаде до уровня твердости материала на глубине 0,04..,0,07мм.

Полученные данные измерения эпюры внутренних остаточных напряжений в поверхностном слое показали, что в основном образуются растягивающие напряжения, величина которых составляет значения 400…600 МПа. Анализ структурно-фазовых особенностей формирования поверхностного слоя показал, что одновременно с некоторыми структурными преобразованиями, характерными для основного материала, создаются соединения в наносимом легирующем материале, о соответствии с данными проведенных исследований величина остаточного аустенита в поверхностном слое составляет 40…60%.

Из полученных данных можно сделать вывод, что наилучшие результаты достигаются при легировании электродами из чистых металлов, а также сложными соединениями типа карбидов хрома, вольфрама, твердыми сплавами и бронзой.

Наименьшая величина износа в условиях использования метода электроискрового легирования составляет 0,05…0,1×103кг при диапазоне энергии импульса 0,1…0,4Дж; токе разряда 0,8..,1А. Анализ топографии изно-шенной поверхности образцов, подверженных действию электроискрового легирования, показал, что наблюдаются на поверхности образцов формирования образований “островного” типа с разновысокими площадками схватывания. В то же время легирование хромом, бронзой способствует исчезновению этих зон и образованию бездефектных поверхностей изнашивания, при этом ширина дорожек трения составляет величину около 5 мкм.

Электроискровое легирование твердым сплавом Т15К6 способствует снижению интенсивного износа, однако при этом формируются контактные площадки. Кроме того, эти условия изнашивания обеспечивают образование “рваных”, периферийных краев, что свидетельствует о протекании массопереноса в пределах поверхности трения исследуемого тела. Электроискровое легирование поверхности сплавом бронзы исключает глубинные адгезионные вырывы, формируя гладкие равноосные островки, разделенные между собой толстыми границами.

Стендовые испытания образцов в условиях знакопеременного циклического изгиба, поверхности которых подвергаются действию метода электроискрового легирования, показали, что можно выделить оптимальную область режимов.

Сформированный поверхностный слой несколько препятствует разрушению в условиях циклического нагружения, что естественно обеспечивает повышение долговечности того или иного образца. Так для диапазона режимов искрового разряда 0,1…0,2 Дж обеспечивается 10…15% прирост долговечности, в то же время интенсификация режимов электроискрового легирования до значения энергии разряда 0,4…0,5 Дж приводит к снижению долговечности.