Bktp-omsk.ru

Делаем сами
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электроискровое легирование металлических поверхностей

Электроискровое легирование

Легирование металла — процедура обогащения добавками из металлических сплавов, придающая материалу положительные физико-технические свойства. Качественное улучшение предмета легирования может проводиться непосредственно в процессе производства, то есть процентное соотношение состава объекта изменяется полностью — по всей толще металла. Такой способ изменения прочностных и эксплуатационных характеристик конкретных механизмов и деталей применяется нечасто, так как в большинстве случаев является чрезмерно затратным. Более доступной по стоимости, практичной и оптимальной альтернативой упрочнения объектов является электроискровое легирование — метод точечного воздействия на площадь поверхности.

Технология такой обработки состоит в переносе защитного состава на покрытие короткими плазменными разрядами. Процесс нанесения происходит в воздушно-газовой среде — при каждом единичном электрическом импульсе, вырабатываемом специальной установкой электроискрового легирования ur 121, электрод легированного состава приходит в движение и попадает на предназначенную для упрочнения поверхность.

Достоинства электроискрового легирования металлических поверхностей

  • возможность наносить покрытие на микроскопический участок, не превышающий доли миллиметра;
  • незадействованная в обработке площадь поверхности объекта не получает никаких повреждений — следовательно, не требует защиты в процессе легирования;
  • достаточно высокая адгезия нанесенного слоя с поверхностью подложки обеспечивает надежное, прочное, долговечное сцепление — благодаря эффекту диффузии (проникновения) внешнего слоя вглубь металла;
  • технология легирования сопровождается минимальным нагревом обрабатываемого объекта, отсутствует даже минимальный процент коррозии металла;
  • отсутствуют требования к характеру металлической поверхности, предназначенной для нанесения — нет необходимости в какой-либо подготовке.

Отрасли применения

  • машиностроительное и металлообрабатывающее производство; автомобильное производство;
  • промышленная обработка металлопроката и металлоконструкций;
  • обработка деталей, штампов, рабочих механизмов и инструментов;
  • наращивание формы стачивающихся, изношенных и поврежденных деталей.

Метод электроискрового легирования применяют не только в заводских условиях — возможность придать изготавливаемым предметам специфические свойства используют ювелиры, часовщики, любители конструировать действующие мини-копии транспортных средств. Купить установку электроискрового легирования также можно для нанесения защиты на стеклянные и керамические предметы.

Технология проведения электроискрового легирования

После того, как установка электроискрового легирования приведена в действие, импульсы определенной частоты подаются на электромагнитный возбудитель через электрод, направленный на подлежащий обработке участок. Процесс сопровождается выделением тепловой энергии, которая плавит массу лигатуры, предназначенную для нанесения — и ее частицы осаждаются на предназначенной для обработки поверхности. В зависимости от интенсивности движения расплава к поверхности объекта, нанесенный материал может образовывать лунку, которую сам же и закрывает, или ложиться на плоскость однородным равномерным покрытием. Скорость проведения реакции должна варьироваться в зависимости и от материала лигатуры — соотношение разных составляющих требует соблюдения конкретных правил проведения процедуры.

Примеры работ

Свяжитесь с нами по телефонам: +7 (812) 679-46-74, +7 (921) 973-46-74, или напишите нам на почту: office@plasmacentre.ru

Наши менеджеры подробно расскажут об имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

Электроискровое легирование металлических поверхностей

Министерство образования Республики Беларусь Белорусский Национальный Технический Университет

Институт повышения квалификации и переподготовки кадров по новым направлениям развития техники, технологии и экономики

переподготовка, повышение квалификации,
научно-исследовательская работа

Кафедра «Метрология и энергетика»

  • Институт
  • Метрология
  • Энергетика
  • Переподготовка
  • Наука
    • Наши награды
    • Научные разработки
      • Лазерные кристаллы
      • Сухое изостатическое прессование
      • Технология электроискрового легирования
      • Технология гидротермального синтеза композитной пористой керамики Al

Мы в соцсетях

Изготовление оборудования и проведение электроискрового легирования. Область использования покрытий полученных при ЭИЛ очень широка – это режущие и вырубные инструменты, посадочные места подшипников, торцевые уплотнения, рабочие поверхности лопаток паровых турбин и т.д.

Технология и оборудование для нанесения композиционных электроискровых покрытий на рабочие поверхности деталей машин и приборов

Отрасль промышленности: металлургия, машиностроение, энергетика, деревообработка.

Краткое описание. ЭИЛ основано на явлении электрической эрозии и полярного переноса материала анода (электрода) на катод (деталь) при протекании импульсных разрядов в газовой среде. В результате ЭИЛ на поверхности детали формируется слой покрытия (0,01-0,2 мм), состоящий из износо-, жаро- или эрозионно-стойких материалов. При использовании СВС-порошков (самораспространяющийся высокотемпературный синтез), предварительно нанесенных на поверхность детали, возможно формировать покрытия (0,1-0,5 мм) на основе тугоплавких износостойких материалов (TiC, WC, CrC).

Область использования покрытий полученных при ЭИЛ очень широка – это режущие и вырубные инструменты, посадочные места подшипников, торцевые уплотнения, рабочие поверхности лопаток паровых турбин и т.д.

Новизна. Усовершенствованная технология, сочетающая ЭИЛ и СВС, позволяет наносить покрытия из широкой гаммы тугоплавких соединений, которые повышают ресурс работы деталей.

Актуальность. Технология позволяет восстанавливать работоспособность изношенных деталей и проводить упрочнение рабочих поверхностей новых деталей, что позволяет продлить срок службы узлов и агрегатов машин.

Преимущества:

  • надежность и сравнительная простота оборудования и технологического процесса;
  • относительно небольшие габариты и вес оборудования и оснастки;
  • мобильность оборудования и применимость его в условиях любого производства;
  • возможность локального нанесения покрытия на детали;
  • высокая прочность сцепления покрытия с подложкой (деталью);
  • незначительность нагрева поверхности детали, как правило, не превышающая 300°С;
  • возможность формирования покрытий из любых токопроводящих материалов на любые токопроводящие детали;
  • экологичность процесса.

Назначение. Упрочнение или восстановление деталей машин и инструмента, а также деталей теплотехнического оборудования.

Область применения: предприятия машиностроения, энергетики, металлургии, деревообработки.

Основные технические характеристики.
Скорость нанесения покрытий, 0,5-2,5 см2/мин.
Толщина покрытия, от 0,01 до 0,5 мм.

Охранный документ. Патент Республики Беларусь № 10997.

Основные потенциальные потребители разработки: ТЭЦ и ГРЭС, инструментальные участки машиностроительных заводов, деревообрабатывающие предпритятия.

Предлагаемые формы сотрудничества. Заключение договоров на оказание услуг по упрочнению или восстановлению деталей машин, инструмента. Внедрение технологии, оборудования и инструмента. Научно-исследовательские работы по выбору материалов и разработке технологии.

Применение ЭИЛ покрытий

Защита рабочих лопаток турбин от эрозии

Краткое описание. Электроискровое легирование рабочих лопаток турбин входных и выходных кромок из высокохромистых коррозионно-стойких сталей 13Х13-Ш, 20Х13-Ш, 15Х11МФ-Ш, 13Х11Н2В2МФ-Ш (ЭИ (961-Ш), титановых сплавов ТС-5, ВТ 6.

Новизна:

  • возможность локального нанесения покрытия толщиной до 0,3 мм, а в отдельных случаях до 1,0 мм;
  • отсутствие влияния на балансировочное состояние ротора;
  • возможность использования большой номенклатуры токопроводящих электродных материалов;
  • применимость технологического процесса в условиях любого производства.

Актуальность. Позволяет повысить эрозионную стойкость рабочих лопаток турбин.

Преимущества. Исключение термического влияния на материал лопатки (в процессе формирования защитно-упрочняющего покрытия материал лопатки остается холодным).

Назначение. Повышение эрозионной стойкости лопаток турбин.

Область применения: предприятия энергетики.

Охранный документ: Патенты РФ № 2318121, № 63451.

Где внедрена разработка: более чем на 15 ГРЭС и ТЭЦ России.

Основные потенциальные потребители разработки: ГРЭС и ТЭЦ.

ЭИЛ покрытия на режущем инструменте

Отрасль промышленности: машиностроение, деревообработка.

Краткое описание. ЭИЛ покрытия на инструменте состоят из тугоплавких зерен карбидов или боридов титана в металлической матрице на основе никеля или кобальта.

Новизна. Усовершенствованная технология позволяет наносить широкую гамму тугоплавких соединений, которые повышают ресурс работы деталей.

Актуальность. Позволяет повысить стойкость режущего инструмента.

Преимущества. ЭИЛ покрытиями повышают стойкость инструмента и позволяют избежать образование нароста при обработке вязких сталей. КП позволяют увеличить стойкость деревообрабатывающего инструмента (ножи, пилы, шнеки экструдера).

Назначение: повышение стойкости режущего инструмента.

Область применения: предприятия машиностроения, деревообработки с интенсивным использованием инструмента.

Основные технические характеристики.
Микротвердость покрытий, до 20 ГПа.
Толщина, от 0,05 до 0,30мм.
Производительность 0,5-1,5 см2/мин.

Разработчик:

Саранцев Вадим Владимирович, кандидат технических наук, доцент.

Контактная информация: Республика Беларусь, 220107, г. Минск, Партизанский пр-т, 77, к.10 БНТУ
тел./факс: (+375 17) 250-36-95
е-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. , Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Установки электроискрового легирования УР-121М, UR-121 и BIG-1 для упрочнения инструмента

с функцией электрогравировки и электроэррозии

ПОЗВОЛЯЕТ СНИЗИТЬ ЗАТРАТЫ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ПРИОБРЕТЕНИЕ ИНСТРУМЕНТА в 2-3 раза.

Данная технология применяется для нанесения на инструмент твердого сплава типа ВК-6, или Т15К6,а также других металлов и их композиций для осуществления технологических и ремонтных задач возникающих на Вашем предприятии. Процесс работы с установкой УР-121М настолько прост, что не требует обучения работника, достаточно прочитать инструкцию по применению установки и, таким образом, любой инструмент изготовленный из инструментальной или углеродистой стали , обработанный на этой установке, становится твердосплавным и работает в три и более раз дольше не уступая дорогостоящему твёрдосплавному инструменту.

Установка УР-121М в режиме электроискрового легирования использует явление электрической эрозии и полярного переноса токопроводящего материала анода на катод при возникновении электрического разряда между ними, и предназначена для легирования токопроводящей поверхности материалом электрода.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

— напряжение питания – 220В

— потребляемая мощность – 150Вт

— напряжение искрообразования — 70В

— максимальный ток искрового промежутка – не более 6А

— частота вибрации электрода – от 50 до 100 вибраций в минуту

— время непрерывной работы – без ограничений

— минимальный слой нанесения сплавов ВК от 5 до 15 микрон за один проход (регулируется частотой вибраций)

Возможна эксплуатация установки в режиме электроэрозии (электропрошивки для удаления, к примеру, сломанных метчиков в отверстиях) или микросварки при установки дополнительных блоков (ГИ – генератора импульсов и МСД – микросварочного дросселя)

Гарантия на установку ручного электроискрового легирования УР121М — 6 месяцев. Гарантия распространяется на аппаратную часть при соблюдении режимов.

Быстроизнашивающиеся элементы установки гарантии не подлежат.

Установка оснащена вентиляторами, для безостановочной работы, модернизированным корпусом и эргономичной ручкой для более удобной работы.

В настоящее время более шести тысяч предприятий, различного производственного назначения используют эту технологию в металлообрабатывающей, деревообрабатывающей, мебельной, полиграфической, целлюлозно-бумажной и в пищевой промышленности, что позволяет этим предприятиям

Габариты и вес — 246х236х125 мм; вес 7,8 кг.

Энергопотребление — 0,11 КВА;

напряжение 220 В или 110 В

Расход одного электрода на 400-800 кв.см. упрочняемой поверхности при толщине наносимого слоя 20 мкм и глубине диффузионного слоя до 50 мкм. Микротвердость поверхностно-упрочненого слоя 1200-1400 HV, что соответствует твердости 82-84 HRC

Процесс обработки инструмента занимает несколько минут, после этого инструмент дает более качественную продукцию с увеличением времени между переточками инструмента от трех и более раз. Установка UR -121 отличается от предшественников («Элитрон» — Молдавия», Эльфа» — Болгария, «Карбидор» — Швецария, «Тугодур» — Япония) низкой ценой,100% сплошностью диффузии,более низкой степенью шероховатости обработанной поверхности и высокой производительностью.

Установка UR -121 сертифицирована.

Технология упрочнения инструмента применяется на таких предприятиях:ОАО АвтоВАЗ, ОАО «Уфимские моторы», ОАО НПО»Салют»,ОАО НПО»Сатурн»(Рыбинские моторы),ГУП «Уралтрансмаш»,ОАО»Уральский завод гражданской авиации»,ОАО «Красноярский завод холодильников»,Новосибирский ГУП»Искра», ГУП»ЛУЧ»,Новгородский ОАО»Акрон»,Новокузнецкий ОАО»ЗапСиб»,Новокузнецкий ОАО»КМК»и т.д.

Установки UR -121 используются более чем в 10 странах мира и СНГ.

Обработке подлежит всё,что режет ,строгает,пилит, ,рубит, трётся, нарезает,работает в тяжёлых условиях,под нагрузкой. Возможно нанесение диффузии типа «слоёный пирог» т.е. один токопроводящий материал на другой,для смазки,для защиты, декоративный слой.

После обработки на нашем оборудовании свёрла,фрезы способны обрабатывать материал твердостью до 46- HRC .

Наносимый диффузионный слой выдерживает температуру 950 градусов , что позволяет литейной и кузнечной оснастке работать значительно дольше, а по цветному литью оснастка работает в 3-5 раз дольше , до 10 раз дольше работают гибочные и формообразующие штампы.

Установка UR-121 позволяет увеличить время между перезаточками любого деревообрабатывающего инструмента (рамных, дисковых, ленточных и цепных пил, фасонных фрез, резцов, сверл, ножей рубильных, строгальных, лущильных для съема древесного шпона, для рубки и резки бумаги и картона и др.) от 3-х до 8 раз.

Читать еще:  Клеймо сварщика

При металлообработке обрабатываются: резцы различных конфигураций и назначения, сверла, фрезы, метчики, плашки, прошивки, развертки, протяжки и т. д., штамповая оснастка для холодной обработки материалов (пробивные, вырубные, гибочные и формообразующие), прессформы и литформы для изделий из резины и пластмасс. Эффективность использования инструмента и оснастки возрастает в 3-4 раза. Достигается это путем нанесения твердого сплава на рабочие поверхности указанного инструмента и оснастки. Причем последующая перезаточка инструмента производится на обычных абразивных кругах.

Данная технология является универсальной, максимально простой, может применяться на предприятиях, где есть и где нет термических и гальванических технологий. Малые габариты и вес, энергопотребление, надежность в работе позволяет любому работнику ознакомившись с паспортом, инструкцией и рекомендациями в течение 1-2 часов в совершенстве освоить работу на этой установке.

Универсальность установки позволяет решать комплекс вопросов в службе механика предприятия: локально наносить покрытие толщиной 20 мкм, гарантирует отсутствие изменений физико-механических свойств деталей и их макрогеометрии ввиду крайне незначительного нагрева. Дает возможность использования в качестве электрода любых токопроводящих материалов или их композиций (золото, серебро, медь, бронза, графит, твердые сплавы и т. д.), а также позволяет наслаивать один материал на другой с целью получения фрикционных, антифрикционных и антикоррозийных слоев.

Несомненным достоинством является простота в обслуживании, удобство в работе, экологическая чистота, отсутствие необходимости в специальной подготовке обрабатываемых изделий.

Внедрение установки UR-121 на Вашем предприятии позволяет значительно снизить затраты на приобретение инструмента, улучшит качество выпускаемой продукции, уменьшит время на переналадку оборудования, увеличит срок работы деталей, механизмов,оборудования .

Установка электроискрового легирования BIG-1

В настоящее время возможна поставка более мощной Установки электроискрового легирования BIG-1 (в дальнейшем — Установка) , которая предназначена для электроискровой обработки в газовой среде (ЭИО) металлических поверхностей деталей и инструментов с целью улучшения их эксплуатационных характеристик (повышения их износостойкости, жаростойкости, коррозионной, эрозионной стойкости и др.), а также восстановления размеров изношенных поверхностей различных деталей, нанесения покрытий со специальными свойства и декоративных работ.

Питание установки осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением (220±22) В и частотой (50±1) Гц.

Потребляемая мощность при номинальном напряжении сети — не более 0.25 кВА.

Габаритные размеры:генератора, — 130х300х210 мм;

Масса: генератора, не более -7 кг.вибровозбудителя, не более -0,25 кг

Установка обеспечивает нанесение металлических покрытий с параметрами указанными в табл.1.

РежимТолщина покрытия,ммШероховатость,мкмПроизводительность,см2/мин
10.0116
20.033
30.055
40.0710
50.0920
60.1230
70.250

–восстановление и упрочнение деталей машин;

– упрочнение режущих инструментов;

– упрочнение штампов листовой штамповки;

— отсутствие нагрева и деформации при обработке;

— высокая адгезия с основным материалом;

— возможность локального формирования покрытий;

— возможность использования любого токопроводящего материала в качестве электрода;

— высокий коэффициент переноса материала до 80% и низкая энергоемкость .

Установка дает возможность увеличить работоспособность имеющегося у Вас оснастки, инструмента, деталей машин в 3-4 раза .

Установка электроискрового легирования BIG-1 в два раза мощнее чем UR-121, что позволяет увеличить производительность и расширить ее технические возможности.

Примеры обрабатываемых деталей и инструмента

По металлообработке: фильеры, гильотины, любые пилы по металлу, металлообрабатывающий инструмент, штампы вырубные, вытяжные и гибочные. Пресс-формы для цветного литья: защищаем литниковые каналы, уклоны, радиуса, не допускаем разгарных сеток, облоя и подлива.

При работе инструмента с нержавеющими и цветными металлами не происходит налипания, инструмент не горит. Восстанавливаем мерительный инструмент.

Локально наносим драгметаллы, создаём адгезию на любых металлах, в т.ч. и на титане. Медь, серебро на эл. шины.

По ремонту: увеличиваем ресурс работы посадочных мест под подшипники, золотниковых систем в гидравлике, шеек валов. Эвольвенты зуба шестерён, шпоночных, направляющих и сегментных соединений. Натяжных и накатных валков и роликов. Лопаток турбин, крыльчаток насосов, экструдеров, шпинделей, шнеков.

Увеличивается срок работы трущихся поверхностей, создаются фрикционные и антифрикционные свойства: твёрдая смазка (слоёный пирог).

По деревообработке: пилы круглые(до 1.5 м в диаметре), рамные, цепные для ручной и машинной валки, ленточные, фрезы любых конфигураций, шины цепных пил, ножи обкорочные, строгальные, рейсмусовые, рубительные, фуговальные, по сьёму древесного шпона. По резине и пластмассе: пресс-формы: освобождаем от подлива, облоя, укрепляем подвижные знаки и их посадочные места, экструдеры, литниковые каналы, смесители, ножи для рубки пластмассы, шнеки, защищаем поверхность от царапин при съёме резины, мелкая шагрень.

Изготовление установки – под заказ . Цена договорная.

Статьи

В основе изготовления большинства деталей машин и механизмов лежит механическая обработка давлением и резанием, которая традиционно используется много веков. Одним из значительных достижений XX века является открытие более 70 лет назад советскими учеными супругами Б.Р. и Н.И. Лазаренко принципиально нового метода обработки металлических материалов – электроискрового [1]. Он основан на использовании электрических разрядов для управляемого разрушения материала заготовки с получением необходимых форм и размеров или для обработки рабочей поверхности детали (инструмента) и создания поверхностного слоя с требуемыми эксплуатационными свойствами. Еще в 40х годах прошлого века было экспериментально доказано преимущество электроискрового метода металлообработки перед механическим резанием по технологическим возможностям.

В данной статье рассмотрено использование электроискрового метода обработки для нанесения покрытий, этот метод принято называть электроискровым легированием (ЭИЛ).

При ЭИЛ осуществляется воздействие на металлические поверхности в газовой среде короткими (до 1000 мкс) электрическими разрядами энергией от сотых долей до десятка и более джоулей и частотой обычно не более 1000 Гц. При периодическом контакте электрода А (анода) – см. рис. 1, вибрирующего в межэлектродном промежутке МЭП с частотой fa, c обрабатываемым изделием К (катодом) и его разрыве возникают электрические разряды, создаваемые генератором импульсов ГИ.

В результате происходит следующее: идут процессы преимущественного разрушения материала электрода (анода) и образования вторичных структур в рабочей его части; осуществляется перенос продуктов эрозии электрода на деталь (катод); на поверхности обрабатываемого изделия протекают микрометаллургические процессы; элементы материала электрода диффундируют в поверхностный слой изделия; поверхность изделия приобретает новый специфичный рельеф (рис. 2 а); образуется на поверхности изделия измененный слой (рис. 1, 2 б), включающий белый слой, диффузионную зону и зону термического влияния, при этом изменяются свойства поверхностного слоя; формируется поверхностный слой мелкодисперсного состава, вплоть до наноуровня (рис. 2 в); происходит изменение размера изделия.

Таким образом на поверхности детали образуется новый слой, которому придаются отличные от исходного состояния свойства в зависимости от параметров искрового разряда, состава электродного материала, материала обрабатываемой детали и других факторов. Эти свойства управляются в широких пределах (табл. 1) и обеспечивают требуемые качества: повышенные микротвердость, износостойкость, жаростойкость и другие.

Наряду с возможностью формирования покрытий с характеристиками широкого диапазона значений, метод ЭИЛ обладает рядом достоинств, определяющих его успешное использование для решения производственных проблем:

  • возможность локального формирования покрытий в строго указанных местах радиусом от долей миллиметра и более, не защищая при этом остальную поверхность;
  • высокая адгезия электроискрового покрытия с основным материалом;
  • отсутствие нагрева и деформаций изделия в процессе обработки;
  • возможность использования в качестве электродов большинства токопроводящих материалов как из чистых металлов, так и их сплавов, композиций;
  • сравнительная простота технологии, не требуется специальной предварительной обработки поверхности;
  • высокая надежность оборудования и простота его обслуживания, оно малогабаритное и ремонтопригодное;
  • низкая энергоемкость ручных и механизированных процессов ЭИЛ (0,3 2,0 кВт);
  • высокий коэффициент переноса электродного материала (6080%).

Широкие технологические возможности и достоинства ЭИЛ являются основой его эффективного успешного применения в различных отраслях при упрочнении объектов из металлических материалов или восстановлении размеров, утраченных в процессе эксплуатации [26 и др.]. Это в полной мере относится к машиностроительным предприятиям. Здесь электроискровые технологии применяются для увеличения износостойкости режущих инструментов заготовительного и основного производства, различной технологической оснастки, включая штампы для холодной и горячей обработки металлов и неметаллических материалов, деталей машин (рис. 3).

При назначении технологии нанесения упрочняющих электроискровых покрытий и последующей обработки необходимо учитывать условия работы объектов упрочнения (инструментов, деталей), т.е. факторы, инициирующие изнашивание их рабочих поверхностей. На примере инструментов для механической обработки металлов (резанием или давлением) ниже приведены данные об основных факторах износа и принципы увеличения износостойкости их (табл. 2), а также технологические особенности упрочняющей технологии этих объектов (табл. 3). Реализация такого подхода позволяет на практике увеличить срок службы инструментов и деталей в 26 раз и более. При этом применительно к резанию металлов эффективность упрочнения режущих инструментов значительно повышается с ужесточением режимов резания.

Нанесение электроискровых покрытий осуществляется в ручном или механизированном режимах на установках ЭИЛ. На рис. 4 и в табл. 4 выборочно приведены фотографии и технические характеристики ряда известных установок ЭИЛ отечественного и зарубежного производства, применяемые на производстве при решении широкого круга задач, в т.ч. на предприятиях машиностроения.

ВИД – восстановление и упрочнение деталей машин; РИ – упрочнение режущих инструментов; ШЛО – упрочнение штампов листовой штамповки; ИГД – упрочнение инструментов горячего деформирования металлов и неметаллов; ЭК – снижение переходного сопротивления электрических контактов; ЭЭО – электроэрозионная обработка деталей (прошивка пазов, отверстий и т.п.)

В настоящее время ГОСНИТИ Россельхозакадемии и другие разработчики в России и за рубежом ведут работы по созданию новых технологий, в т.ч. комбинированных, нового промышленного оборудования для ЭИЛ, новых электродных материалов.

Широкое и эффективное использование в России и за рубежом электроискрового метода обработки металлических материалов подтверждает слова Бориса Романовича Лазаренко, сказанные им еще в 1947 году: «Многовековое царствование механического способа обработки металлов, перевернувшего мир в прошлых столетиях, – кончается. Его место занимает, несомненно, более высокоорганизованный процесс, когда обработка металла производится электрическими силами… Ему будет принадлежать будущее, и притом – ближайшее будущее».

к. т. н. В.И. Иванов
д.т.н. Ф.Х. Бурумкулов
ГОСНИТИ
Москва

Источник журнал РИТМ. www.ritm-magazine.ru

1. Авторское свидетельство № 70010 от 03.04.1943.

2. Лазаренко Н. И. Электроискровое легирование металлических поверхностей. М.: Машиностроение, 1976 г. – 44 с.

3. Иванов Г.П. Технология электроискрового упрочнения инструментов и деталей машин. М.: Машгиз, 1961. – 303 с.

4. Самсонов Г.В., Верхотуров А.Д., Бовкун Г.А., Сычев В.С. Электроискровое легирование металлических поверхностей. Киев, Наукова думка, 1976. – 220 с.

5. Гитлевич А.Е и др. Электроискровое легирование металлических поверхностей Кишинев: «Штиинца», 1985 г.

6. Бурумкулов Ф.Х., Сенин П.В., Лезин П.П., Иванов В.И., Величко С.А., Ионов П.А. Электроискровое легирование металлических поверхностей – Саранск, ИМЭ МГУ, 2004.

Исследования свойств электроискровых покрытий, полученных электродами из титановых электроэрозионных частиц

Полный текст:

  • Аннотация
  • Об авторах
  • Список литературы
  • Cited By

Аннотация

Цель исследования. Современный автомобиль является очень сложной системой, включающей в себя порядка 15…20 тыс. деталей, причем более 7 тысяч теряют свои первоначальные характеристики в процессе эксплуатации. Как показывает практика, более 4000 деталей автомобиля утрачивают свою работоспособность значительно раньше истечения срока эксплуатации автотранспортного средства в целом. Наличие этих факторов приводит к значительным затратам на ремонт, а так же к потерям прибыли, вызванным длительными простоями части подвижного состава. Рост эффективности и качественное совершенствование различных областей общественного производства ставят новые и более сложные задачи по повышению работоспособности и надежности деталей. Эти задачи могут быть решены как за счет создания специальных инновационных материалов, так и развития и внедрения в производство новейших методов упрочнения автомобильных деталей и нанесения на них защитных покрытий. Электроискровое легирование металлических поверхностей является одним из этих методов. Электроискровое легирование получило широкое распространение в большинстве видов промышленности, в том числе в автомобильном производстве, машиностроении и металлообработке. Метод электроискрового легирования позволяет обеспечить высокую степень адгезии, высокий КПД и низкий расход энергии. Наибольший интерес представляют электроды с наноразмерными частицами. Наиболее перспективным методом является электроэрозионное диспергирование, направленное на получение наноразмерных материалов. Целью настоящей работы являлось изучение свойств покрытий, полученных методом электроискрового легирования с использованием порошковых электродов, изготовленных из электроэрозионных частиц, полученных в воде дистиллированной из отходов титанового сплава марки ВТ6.

Читать еще:  Как сделать деревянное окно своими руками

Методы. Для получения титанового порошкового материала методом электроэрозионного диспергирования использовали стружку марки ВТ6. Консолидация частиц, полученных электроэрозионным диспергированием отходов титанового сплава марки ВТ6, выполнена по методу искрового плазменного спекания с использованием системы искрового плазменного спекания SPS 25-10. Для нанесения электроискровых покрытий применялась установка «UR-121». С целью изучения формы и морфологии покрытий, полученных экспериментальным путем, были сделаны снимки на растровом (сканирующем) электронном микроскопе QUANTA 600 FEG. Рентгеноспектральный анализ выполнен с помощью энергодисперсионного анализатора рентгеновского излучения фирмы EDAX, встроенного в растровый электронный микроскоп QUANTA 600 FEG. Шероховатость поверхности образцов исследовали на профилометре SURTRONIC 25.

Результаты. В результате исследования свойств порошковых электродов из электроэрозионных частиц и покрытий, полученных методом электроискрового легирования, экспериментально установлено, что основными элементами в спеченном образце из титановых частиц, полученных в воде дистиллированной, являются титан, кислород, алюминий и вольфрам. Остальные элементы присутст-вуют в незначительных количествах. Установлено, что шероховатость образцов с электроискровым покрытием составляет Rz 13,2 мкм (Ra 2,14 мкм). Соответственно данные частицы, полученные в воде дистиллированной из отходов титанового сплава марки ВТ6, можно использовать для изготовления электродов, пригодных для восстановления автомобильных деталей методом электроискрового легирования.

Заключение. Полученные результаты могут быть использованы при создании ресурсосберегающих процессов обработки металлических сплавов и композиционных материалов.

Экспериментальный комплекс интеллектуального управления процессом электроискрового легирования

Внедрение: 2018 г.

Как свидетельствуют научные публикации прошлых лет [1], [2], модуль АЦП E20‑10 применялся в исследованиях процессов электроискровой обработки металлических поверхностей. Ниже мы приводим выдержки из публикации 2018 года [3], где описывается экспериментальный комплекс, позволяющий проводить исследования и разработку интеллектуальной системы управления процессом электроискрового легирования (ЭИЛ) на уровнях робастного, адаптивного и оптимизационного управления энергетическими параметрами процесса, на базе станка с числовым программным управлением (ЧПУ) с использованием специальной оснастки.

Экспериментальный комплекс состоит из базовой части, функциональных и интеллектуальных модулей, а также дополнительного оборудования, обеспечивающего системную работу всех элементов комплекса. Блок-схема компонентов и модулей экспериментального комплекса представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Блок-схема компонентов и модулей экспериментального комплекса.

Данные, регистрируемые термопарами, и математические модели нагрева катода и анода используются интеллектуальным модулем стабилизации температуры для корректировки параметров системы с целью управления интенсивностью нагрева электродов. Модуль управления межэлектродным расстоянием предназначен для компенсации износа анода в процессе ЭИЛ (рисунок 2). Модуль представляет собой отдельную платформу, которая устанавливается вместо шпиндель-двигателя трехкоординатного станка с ЧПУ. Платформа приводится в движение приводами станка и способна перемещаться по трем координатам. На платформе расположен привод микроперемещений, состоящий из отдельного двигателя и микровинта, способного перемещаться с точностью ±5 мкм, а также микродрель с токосъемными щетками, в которой осуществляется крепление анода.

Рис. 2. 3D-модель и схема модуля управления межэлектродным расстоянием: 1 – электродвигатель; 2 – консольная часть станка с ЧПУ; 3 – привод вертикальных микроперемещений; 4 – цанга; 5 – токовые щетки; 6 – анод.

Функциональные модули предназначены для сбора данных о процессе ЭИЛ и реализации функций управления отдельными параметрами и подсистемами экспериментального комплекса.

Модуль слежения за параметрами процесса предназначен для сбора данных и представляет собой цепь делителей для измерения силы тока и напряжения, а также микрофон с предусилителем, связанных с АЦП с установленной частотой сэмплирования 1 МГц/канал. Модуль отвечает за запись указанных параметров. Схема модуля представлена на рисунке 2. В качестве АЦП используется быстродействующий внешний модуль ввода-вывода на шину USB 2.0 компании L‑Сard – модель E20‑10.

Рисунок 3. Схема измерительной установки и фрагмент записи данных реального импульса.

Данные, получаемые модулем слежения, предназначены для работы интеллектуальных модулей, а именно модуля, отвечающего за построение карты распределения энергии и оптимизации траектории.

Модуль построения карт распределения энергии на поверхности катода по данным тока, напряжения и звука определяет тип и энергетические параметры каждого импульса, связывает их с координатами положения анода в системе координат станка, получая карту энергетического ландшафта обработанной поверхности после каждого прохода (рисунок 4). Такая карта показывает удельное распределение энергии по поверхности с привязкой к заданной единице площади и позволяет обеспечить выполнение условия равномерности распределения энергии, исключить влияние человеческого фактора, проводить исследования свойств получаемых покрытий на площади, в сотни раз превышающие площадь контактной поверхности анода.

Рисунок 4. Карта распределения энергии на поверхности катода площадью 100 см 2 после ЭИЛ.

Экспериментальная установка, разработанная в рамках выполнения научного проекта № 16‑38‑00135, выполняемого молодыми учеными по гранту Российского фонда фундаментальных исследований, позволяет проводить исследования энергетических параметров процесса и распределения тепла в процессе ЭИЛ при обеспечении постоянства прочих параметров и исключает влияние человеческого фактора, что является необходимым условием разработки технологий стабилизации процесса ЭИЛ для создания условий дальнейшего внедрения в серийное производство.

Источники:
1. Давыдов В.М., Ледков Е.А., Гиль А.В., Химухин С.Н. Исследование процессов стабилизации электроискровой обработки // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2009. – № 4/276 (575). – С. 63‑71.

2. Бурков А.А., Пячин С.А., Метлицкая Л.П., Пугачевский М.А. Использование гранул WC‑Co сплава для нанесения электроискровых покрытий // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2013. – № 5 (101). – С. 16‑21.

3. Якуба Д.Д., Ледков Е.А. Экспериментальный комплекс интеллектуального управления процессом электроискрового легирования // Современные технологии: актуальные вопросы, достижения и инновации. Сборник статей XIII Международной научно-практической конференции. – Пенза. – 2018. – Ч. 1. – С. 88‑93.

RU2732843C1 — Способ электроискрового легирования поверхности металлических изделий — Google Patents

Links

  • Espacenet
  • Global Dossier
  • Discuss
  • 238000005275 alloying Methods 0.000 title abstract 3
  • 239000002184 metal Substances 0.000 title 1
  • 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 4
  • 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 4
  • 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
  • 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract 1
  • 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract 1
  • 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
  • 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract 1
  • 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1

Images

Classifications

    • B — PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23 — MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H — WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00 — Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/04 — Treating surfaces of rolls
    • C — CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23 — COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C — COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00 — Coating not provided for in groups C23C2/00 — C23C24/00

Abstract

Description

0,2 мм. Применяемый упрочняющий электрод — ролик из меди. После проведения процесса электроискрового легирования обработанная поверхность содержала карбиды (TiC, TiC0.95), карбонитриды (Ti(CN), Ti2(CN)), нитрид (TiN) титана и медь в виде отдельных включений. 1. Elemental carbon (soot) was used as an alloying coating, which was applied in the form of paint to the surface of a sample made of a titanium alloy of VT1-0 grade, with a layer of

0.2 mm. The hardening electrode used is a copper roller. After the spark alloying process, the treated surface comprises carbides (TiC, TiC 0.95), carbonitrides (Ti (CN), Ti 2 (CN)), nitride (TiN) and titanium copper as separate inclusions.

0,6 мм. Электроискровую обработку проводили роликом из стали 40X13. Поверхность образца после упрочнения содержала бориды хрома (CrB, CrB2), железа (Fe2B) и нитрид хрома (CrN). 3. As an alloying coating, a mixture of powdered chromium and ferroboron FB 17 was used, which were applied in the form of a paste to the surface of a sample of steel 45, with a layer of

0.6 mm. Electrospark treatment was carried out with a 40X13 steel roller. After hardening, the surface of the sample contained chromium (CrB, CrB 2 ), iron (Fe 2 B) borides, and chromium nitride (CrN).

0,4 мм, электроискровое легирование проводили графитовым роликом. Обработанная поверхность содержала карбиды титана, железа, карбонитриды и нитрид титана и интерметаллид Fe2Ti. 5. An alloying coating, consisting of ferrotitanium FT 70 (70% Ti) and an adhesive binder, was applied in the form of a paint to the surface of a sample of steel 45, with a layer of

0.4 mm; electrospark alloying was carried out with a graphite roller. The treated surface contained titanium and iron carbides, titanium carbonitrides and nitride, and the Fe 2 Ti intermetallic compound.

Упрочнение поверхности металлоизделий методом электроискрового легирования

Разработка Института вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск

С целью упрочнения поверхности изделий из алюминиевых сплавов была использована технология ЭИЛ с применением нанопорошка (НП) нитрида кремния Si$<>_<3>$N$<>_<4 >$и нитрида титана TiN в качестве упрочнителей. Технологию упрочнения отрабатывали на плоских заготовках, вырезанных из прессованных полос алюминиевого деформируемого сплава Д1, упрочняемую поверхность которых предварительно промывали 10. 15 мин в 15 % растворе каустической соды при 363 К, после чего их сушили в потоке горячего воздуха. Затем в поверхность металла в течение около 2 мин втирали НП. После этого с помощью установки «Эмитрон-14» при использовании графитового электрода диаметром 6 мм (графит марки МПТ-6) производили электроискровую обработку поверхности при круговых перемещениях электрода со скоростью 0,07. 0,09 мм/мин, частоте вибрации $textit$ = 400 Гц и рабочем токе $I<>_

$ = 1 А. Из упрочненных заготовок вырезали цилиндрические образцы диаметром 10 мм и высотой 15 мм. На приборе ПМТ-3 измеряли микротвердость упрочненной поверхности (по Виккерсу HV). Испытания на износ проводили на машине МТ-2 при возвратно-поступательном перемещении образцов по контртелу из стали Ст3 в течение 3 ч при удельной нагрузке 10 Н/мм$<>^<2>$. В качестве смазки использовали трансформаторное масло, которое подавалось в зону трения непрерывно в автоматическом режиме. Износ определяли по потере массы образцов путем их взвешивания на аналитических весах ВЛА-200 до и после испытания. Полученные данные показали что ЭИЛ поверхности образцов из сплава Д1 графитовым электродом повышает ее микротвердость в 1,8 раза по сравнению с необработанным сплавом (с 200 до 360 ед. HV), а обработка НП Si$<>_<3>$N$<>_<4 >$с последующей ЭИЛ графитовым электродом — в 1,87 раза (до 374 ед. HV) и обработка НП TiN и ЭИЛ графитовым электродом — в 2,26 раза (до 453 ед. HV). При этом износ упрочненной поверхности уменьшился соответственно в 1,84; 2,3 и в 4 раза.

Читать еще:  Внешнюю антенну

Результаты этого эксперимента были использованы для повышения стойкости кокилей, отливаемых из алюминиевого сплава АК7 и применяемых для литья лодочных трехлопастных винтов из этого же сплава с массой 0,83 кг и диаметром по периферии лопастей 240 мм. Кокиль состоит из двух частей с горизонтальным разъемом. При удалении из него отлитых винтов, имеющих достаточно сложную криволинейную поверхность, происходит силовое и истирающее воздействие на места, оформляющие переходы лопастей к ступице, что приводит в конечном счете к их деформации. Результатом этого является изменение размеров как полости формы, так и тех мест отливок, которые они оформляют. При эксплуатации кокиля с неупрочненной рабочей поверхностью, предварительно окрашенной огнеупорной краской, геометрия полости формы четко воспроизводились на 190. 250 отливках, а в результате предварительной обработки этой поверхности НП TiN с последующей ЭИЛ графитовым электродом и окраской той же огнеупорной краской воспроизводимость размеров полости формы сохранялась до съема 320. 350 отливок (больше в 1,3. 1,6 раза).

ЭЛЕКТРОИСКРОВОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ (ЭИЛ) РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЧУГУННЫХ ИЗДЕЛИЙ

    Игорь Вревский 4 лет назад Просмотров:

1 УДК ЭЛЕКТРОИСКРОВОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ (ЭИЛ) РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЧУГУННЫХ ИЗДЕЛИЙ Ефименко Н.Г., д.т.н., проф. (УИПА, Харьков) Дощечкина И.В., к.т.н., доцент (ХНАДУ) Установлены факторы, влияющие на качество поверхностного слоя при ЭИЛ чугуна. Определены параметры стабильного образования разряда при обработке изделий. Разработана установка для ЭИЛ чугунных деталей типа «вал». Введение. Процесс упрочнения рабочих поверхностей как новых, так и восстановленных чугунных изделий методом ЭИЛ специфичен и имеет существенные отличия от обработки стальных изделий. Эта особенность заключается в ярковыраженной гетерогенной структуре чугуна графитные включения, расположенные в матрице, что нарушает стабильность искрообразования, затрудняет управление процессом ЭИЛ. Увеличение тепловложения с целью повышения производительности обработки изделий приводит к парообразованию. Так как ЭИЛ происходит в воздушной среде причиной парообразования является оксид углерода, ЭИЛ чугунных деталей нуждается в более детальном исследовании физических основ, отработке технологических параметров и усовершенствовании оборудования для повышения производительности. Анализ публикаций. Метод ЭИЛ нашел широкое применение для упрочнения рабочих поверхностей стальных конструкций [1 3], но исследование его для чугунных изделий довольно ограничено. Это, прежде всего, связано с недостаточной изученностью физической природы ЭИЛ чугунов, закономерностей искрообразования (переноса металла на катод) и формирования упрочняющего слоя, влияния параметров режима на стабильность процесса. Существующее в настоящее время оборудование для ЭИЛ низкой производительности [1,4,5], не обеспечивает возможности регулирования количества электрических разрядов во времени, что не позволяет рассчитывать заранее сплошность (дискретность) наносимого покрытия. Анализ литературных источников показал, что вопрос технологии процесса ЭИЛ рассматривается в отрыве от конструктивных особенностей оборудования [5]. Цель и постановка задачи Целью работы явилось изучение переноса металла при электроискровой обработке, разработка оборудования и технологии ЭИЛ рабочих поверхностей чугунных изделий. Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи: — исследовать стабильность процесса при различных параметрах и найти их оптимальные значения; — изучить влияние тепловложения на величину наплавленного слоя, зоны 50

2 термовлияния (ЗТВ) и качество упрочненной поверхности; — исследовать структуру и микротвердость упрочненного слоя; — определить укрываемость (дискретность) нанесенного слоя. Материалы и методика исследований. Изучение процесса ЭИЛ выполняли на установке, собранной по известной схеме [1]. На первом этапе исследований рабочим инструментом служил диск толщиной 1 мм, диаметром 120 мм с 16 электродами диаметром 2 мм из стали 10Х18Н9Т. В качестве движителя использовали токарный станок. Исходный упрочняемый материал высокопрочный ферритно-перлитный чугун с шаровидным графитом следующего химсостава, %: С 3,5, Mn 1,2, Si 2,5, Mo 0,3, Ni 0,55, Mg 0,07, Cr 0,08, P 0,05, S 0,005. Исходная твердость чугуна 240 Н. Наплавленный слой наносили на поверхность образца диаметром 70 мм. Из упрочненных ЭИЛ образцов вырезались шлифы для исследований микроструктуры, замера толщины наплавленного слоя, твердости, степени укрываемости поверхности. Микроструктурные исследования проводились на микроскопе МИМ-8 М. Твердость определялась на приборе ПМТ-3 при нагрузке 20 Г. Исследованию подвергали шлифы в нетравленом состоянии и после травления в 4% спиртовом растворе азотной кислоты. Исследовалось влияние различных факторов на толщину нанесенного слоя: напряжения (12 70 В); частоты импульсов ( Гц); заряда конденсаторов ( мкф); величины тока ( А). Для изучения процесса использовали электронный запоминающий осциллограф. Результаты исследований. Для решения технологических задач разработана и часто используется для практических целей методика [5], определяющая влияние различных факторов на процесс ЭИЛ и описанная формулой: І m =4π*n*k*m*Δ, где m масса электрода, Δ величина межэлектродного зазора, n скорость вращения детали, k число электродных импульсов (соударений) в единицу времени. Решая уравнение относительно n, получаем необходимое для практических целей значение скорости вращения детали, решая его относительно k, находим оптимальную для данной механической системы частоту электрических импульсов. Казалось бы, что приведенная зависимость в идеальном случае позволяет управлять процессом получения необходимой толщины наносимого слоя, стабильностью укрываемости, т.е стабильного переноса металла на катод. Однако при исследованиях процесса нами выявлена апериодичность изменения тока. Это приводит к ухудшению стабильности укрываемости: встречаются участки на поверхности детали со следами термовлияния без слоя наплавки. Укрываемость при этом изменяется от 30% до 70%. Выявлены две разновидности протекания тока (рис.1). 51

3 Рис.1. Осциллограммаа токов при одинаковом напряжении частоте импульсов С емкость конденсаторов 600 МКФ; а (—) искровой процесс; б ( ) процесс короткого замыкания. В одном случае ветви нарастания тока до максимального значения и спада до 0 на кривой тока (рис 1,а) практически одинаковы по времени. В другом (рис 1,б) время спада в 5-10 раз больше. Первый случай характерен для искрового процесса, другой для перетекания тока короткого замыкания в системе «электрод-изделие». При коротком замыкании выделившегося тепла Джоуля-Ленца не достаточно для эрозии электрода [1] и оно расходуется на нагрев электрода, что и наблюдается на практике. Искровой процесс (перенос металла), как нами установлено, может происходить как при сближении так и при отрыве электрода от изделия, т.е хаотично и зависит от множества факторов.. Исследования показали, что количество искровых импульсов при различных режимах разное, как разное оно и при одном режиме, т.е процесс переноса металла не стабилен. Выявленная нестабильность процесса объясняется тем, что происходит явление «схватывания» электрода с деталью. При этом условия для протекания искрового процесса изменяются и в какой-то момент он затухает. На практике нами выявлены области неукрытой поверхности изделия протяженностью до 8 мм в зависимостии от режимов, материала электрода, материалаа основы. Из вышеприведенного следует, что для стабилизации процесса необходимо управлять режимом искрообразования. Это положение легло в основу разработки новой установки. Рабочий инструмент был выполнен в виде 16-ти электродной системы (рис. 2), что позволяет механизировать процессс нанесения покрытия на изделия типа «вал» и увеличить производительностьь обработки. 52

4 Установлено, что более стабильным является процесс, когда искровой разряд возникает при отрыве электрода от изделия. Схемой установки предусмотрена работа ее в двух управляемых режимах образование искры при подходе электрода к изделию или при его отрыве, что расширяет ее функциональные возможности. Рис. 2 Установка для ЭИЛ. Стрелкой указана 16-ти электродная система. В результате исследования процесса ЭИЛ чугунных образцов на новой установке был отработан оптимальный режим для получения качественного слоя: емкость конденсаторов 650 мкф, напряжение В, ток импульса А. Частота импульсов определяется числом оборотов электродного диска и количеством установленных на нем электродов. При этом укрываемость достигает более 90%. Повышение мощности искрового процесса существенно увеличивает толщину нанесенного слоя (рис. 3). Микроструктурными исследованиями при ЭИЛ выявлено образование двух слоев: верхний белый, нетравящийся с твердостью HV и подслой (ЗТВ) с твердостью HV. Структура зоны термического влияния представляет собой игольчатый мартенсит. Следует отметить бессистемный характер образования этой структуры в подслое. При минимальных режимах травления она не выявлена. Фиксируется она только изменением микротвердости. При максимальных режимах, когда образуется слой значительной толщины, замечены, чаще в переходной зоне белый слой ЗТВ нерасплавившиеся глобулярные частицы графита, иногда сферические поры. При оптимальных режимах дефектов в слоях не обнаружено. 53

5 Рис. 3 Поверхность чугунных образцов после упрочнения: а при минимальных параметрах режима б при максимальных параметрах; 100. При изучении микроструктуры после ЭИЛ выявлено образование двух слоев: верхний белый, нетравящийся с твердостью HV и подслой (ЗТВ) с твердостью HV. При обработке на минимальных режимах (рис.1) подслой травлением не фиксируется и определяется только по изменению микротвердости. В случае обработки на максимальных режимах (рис.1) в подслое выявляется структура игольчатого мартенсита. В переходной зоне белый слой ЗТВ обнаружены нерасплавившиеся глобулярные частицы графита, встречаются сферические поры. При оптимальных режимах обработки деффектов (трещин) в слоях не обнаружено. Выводыя: 1. Установлена причина нестабильности процесса ЭИЛ чугунных изделий, а именно: образование двух видов токопереноса искровой и ток короткого замыкания. 2. Разработана установка ЭИЛ, схема которой позволяет управлять искровыми импульсами, механизировать процесс упрочнения деталей типа «вал» и повысить производительность. 3. Разработаны технические и оптимальные параметры процесса ЭИЛ, обеспечивающих высокое качество наплавленного слоя как новых, так и восстановленных чугунных изделий. Список литературы 1. Электроискровое легирование металлических поверхностей. /Г.В. Самсонов, А.Д, Верхотуров, Г.А. Бовкун, В.С. Сычов.// Киев: Наукова думка с. 2. Wassenhoven K. Funkenerosive Bearbeitung mit rotierender Stiftelektrode Prozessanalyse und Verfahrensanslegung: Diss.. Aachen V. 140 c. 3. Золотых В.П. Физические основы электрофизических и электрохимических методов обработки. М.: Металлургия с. 4. Верхотуров А.Д. Формирование поверхностного слоя металлов при 54

6 электроискровом легировании. Владивосток.: Дальнаука с. 5. Халдеев В.И. Особенности переноса материалы электродаинструмента на поверхность детали в процессе размерной электроэррозионной обработки при наличии вращательных движений обоих электродов. // Электронная обработка материалов С Анотація Електро-іскрове легування (ЕІЛ) робочих поверхонь виробів з чавуну. Ефіменко М.Г., Дощечкіна І.В. Виявлені фактори, що впливають на якість поверхневого шару при ЕІЛ чавуну. Визначені параметри стабільного утворення розряду при обробці виробів. Розроблена установка для ЕІЛ чавуних деталей типу «вал». Abstract. The electric-spark alloying of the work surface of the cast iron items. Yefimenko N., Doshchechkina I. The factors influencing upon the quality of a surface layer during electric-spark alloying of the cast iron has been determined. The parameters for steady forming of the charge have been defined. The device for electric-spark alloying of cast iron items (type «shaft») has been developed. УДК МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ И КАЧЕСТВА ДЕТАЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН ПРИ ИХ ВОССТАНОВЛЕНИИ Скобло Т.С. д.т.н., профессор, Гончаренко А.А. к.т.н., ассистент, Марьенко Н.С. студент (Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства им. П. Василенко) Для оптимизации технологии восстановления шлицевых частей валов предложено оценивать влияние наиболее значимых факторов, которые учитывают материал вала и покрытия, определяют уровень качества, и достигнутые напряжения, а также долговечность деталей. Постановка проблемы. Одним из направлений развития сельскохозяйственного машиностроения является повышение технического уровня и качества продукции, что в значительной мере определяется 55

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector