Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

THE BASES OF THE UNIVERSALITY AND EFFICIENCY OF THE ESA METHOD AND PROSPECTS FOR ITS DEVELOPMENT V. I. Ivanov1, A. Yu. Kostyukov1, A. E. Gitlevich2, L. A. Konevtsov3, S. A. Velichko4 1Federal State Budget Scientific Institution "Federal Scientific Agroengineering Center VIM" (FSBSI FSAC VIM), Moscow, Russia 2Signo Erfinderclub "Innotech", Kassel, Deutschland 3Institute of Materials Science, Khabarovsk Scientific Center, Far-Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, Khabarovsk, Russia 4 Institute of Mechanics and Energy of the N. P. Ogarev National Research Mordovian State University, Saransk, Russia Abstract The article contains information on the ESA method, the characteristics of electrospark coatings, their purpose and functions, describes examples of the effectiveness of the practical application of EIL, and offers suggestions for its development. Keywords: еlectrospark alloying, coating, equipment, technology, material. Б России и промышленно развитых странах для модификации рабочих поверхностей деталей и инструментов и формирования на них поверхностных слоев с требуемыми эксплуатационными свойствами применяются различные методы, в том числе электроискровое легирование. Создателями новой революционной технологии обработки металлических материалов методом ЭИЛ, заложившими теоретическую и практическую основы этого метода, являются советские ученые Б. Р. и Н. И. Лазаренко [1, 2]. Метод электроискрового легирования металлических поверхностей (ЭИЛ) основан на использовании действия электрического разряда, проходящего между электродами в газовой среде. Б результате искрового разряда между электродом-анодом и деталью-катодом происходит преимущественное разрушение материала электрода и перенос продуктов эрозии на поверхность детали. Высокая температура в зоне разряда (5000-11000 оС и кратковременность его действия (10-2000 мкс) способствуют протеканию микрометаллургических процессов на поверхности детали, диффузии элементов материала электрода вглубь поверхностного слоя детали без существенного ее нагрева. Многократное воздействие на обрабатываемую деталь искровыми разрядами приводит к изменению рельефа поверхности, а также состава, структуры и свойств ее поверхностного слоя. Среди ряда достоинств ЭИЛ наиболее значимыми являются его универсальность и эффективность. Они обеспечиваются широким диапазоном регулирования электрическими режимами (энергия единичных импульсов может изменяться от сотых долей до 10-15 Дж и более), возможностью применения всех токопроводящих материалов в качестве электродов, способностью обработки наружных и внутренних поверхностей деталей и рабочих кромок инструментов, различных по форме и размерам. За счет управления электрическими режимами достигается получение поверхностных слоев измененной структуры толщиной от нескольких микрометров до 1 мм и более, а также изменение рельефа поверхности и его размерных параметров. Варьирование электродными материалами способствует приданию обработанной поверхности необходимых эксплуатационных свойств — износо-, жаро-, коррозионной стойкости и др. [3-5]. В таблице 1 [ 6 ], дополненной согласно результатам последних исследований авторов, приведены значения основных характеристик электроискровых покрытий, изменяемых в широких пределах, которые обеспечивают указанные качества метода. Таблица 1 Характеристики электроискровых покрытий Характеристика Значение Толщина, мкм нанесенного слоя 5-400* белого слоя До 250 переходного слоя До 400 Микротвердость, МПа белого слоя 6000-16000 переходного слоя 3000-5500 Параметры рельефа поверхности характер рельефа поверхности Выпукло-вогнутый высота микронеровностей, мкм Ra 1,6-Rz 360 относительная высота выступов кв / гв 0,06-0,19 относительное расстояние между выступами Хм/ Нмах 5-9 Теплопроводность электродных материалов X, Вт/м К 10-400 Величина зерен структуры белого слоя, нм 10-5000 *Максимальная величина указана для ЭИЛ твердым сплавом типа Т15К6 при энергии импульсов до 10 Дж при работе в ручном режиме вибрирующим электродом. 642