Підвищення ефективності технології нітроцементації методом електроіскрового легування

Abstract

Запропоновано новий метод нітроцементації стальної поверхні, заснований на електроіскровому легуванні (ЕІЛ), який полягає в попередній обробці поверхні алюмінієвим електродом з подальшим нанесенням азотвмісної пасти і наступним легуванням графітовим електродом. Цей метод є інноваційним підходом до підвищення зносостійкості та міцності металевих матеріалів типу покриття-основа. Основна мета дослідження полягала у визначенні впливу енергетичних параметрів процесу легування на ключові показники якості отриманих покриттів. Досліджений вплив енергії розряду на товщину шару, мікротвердість, суцільність, шорсткість поверхні. Результати металографічних та дюрометричних досліджень свідчать про те, що азотовмісні покриття складаються зі зміцненого «білого» шару, який поступово переходить у дифузійну зону та основний метал. Отримані покриття мають товщину «білого шару» в межах 100-110 мкм. Результати дюрометричних свідчать про підвищення мікротвердості до 6800-10380 МПа. Фазовий склад покриттів представлений кубічним нітридом заліза та карбідом заліза, легованим феритом. Використання ЕІЛ дозволяє знизити енерговитрати і час обробки порівняно з традиційними методами хіміко-термічної обробки. Відсутність необхідності в повному нагріванні деталі знижує ризик термічних деформацій і зберігає вихідні механічні властивості основного металу. Запропонований метод нітроцементації на основі електроіскрового легування є перспективною технологією для зміцнення поверхонь сталевих деталей. Використання комбінованого підходу, який включає попередню обробку алюмінієвим електродом, нанесення азотовмісної пасти та легування графітовим електродом, дозволяє досягти високих показників мікротвердості, товщини та суцільності покриттів. Це відкриває нові можливості для підвищення зносостійкості та довговічності важливих деталей та елементів насосного та компресорного обладнання, сприяючи розвитку сучасних технологій у галузі матеріалознавства та інженерії поверхонь. Подальші дослідження в цьому напрямку можуть бути спрямовані на оптимізацію технологічних параметрів процесу електроіскрового легування з метою підвищення ефективності та якості отриманих покриттів. Це може включати вивчення впливу різних типів електродів, режимів легування та умов обробки на структурні та механічні властивості покриттів.