Модифікація поверхневих шарів конструкційних сталей удосконаленим методом цементації електроіскровим легуванням

Abstract

У статті представлено дослідження інноваційного підходу до цементації конструкційних сталей, що базується на використанні електроіскрового легування (ЕІЛ). Метою роботи є розробка та вдосконалення технології фор¬мування високоякісних покриттів, здатних значно підвищити зносостійкість та довговічність металевих деталей, мінімізуючи при цьому недоліки традиційних високотемпературних методів. Особливу увагу приділено техно-логічним особливостям виконання поверхневої обробки. Удосконалений метод ЕІЛ включає попередню оброб¬ку алюмінієвим електродом-інструментом, нанесення графітовмісної пасти та подальшу цементацію графітовим електором при різних режимах обробки. Методика дослідження охоплювала аналіз шорсткості поверхні, мета¬лографічні дослідження мікроструктури (товщина та суцільність шарів), рентгеноструктурний аналіз фазового складу, вимірювання мікротвердості. Результати підтвердили, що збільшення енергії розряду підвищує товщину білого зміцненого шару та дифузійної зони. Виявлено утворення карбідів заліза (C0.055Fe1.945) та карбіду алюмі¬нію (Al4C3), причому алюмінієвий підшар відіграє критичну роль у формуванні фаз, які підвищують твердість. Запропонований метод значно збільшує мікротвердість та покращує суцільність цементованого шару на сталях марок 20 і 40, при цьому практично не погіршуючи шорсткість поверхні. Таким чином, пропонована комбінована технологія поверхневого зміцнення методом ЕІЛ демонструє високу ефективність у скороченні часу процесу та модифікуванні структури покриття, що робить її перспективною для застосування у машинобудуванні для підви¬щення експлуатаційних характеристик відповідальних деталей.