Поверхневі властивості високоміцних чавунних деталів зі зносостійкими композитними покриттями, синтезованими методом електроіскрового леґування. Ч. 1. Специфічні аспекти масообміну: геометричні, топографічні та механічні характерні особливості зміцнених поверхонь

Тарельник, В. Б.; Гапонова, О. П.; Тарельник, Н. В.; Думанчук, М. Ю.; Майфат, М. М.; Герасименко, В. О.; Мікуліна, М. О.; Поливаний, А. Д.; Охріменко, В. О.; Семерня, О. В.; Василенко, М. Ю.; Козін, В. М.; Tarelnyk, V. B.; Haponova, O. P.; Tarelnyk, N. V.; Dumanchuk, M. Yu.; Maifat, M. M.; Gerasimenko, V. O.; Mikulina, M. O.; Polyvanyi, A. D.; Ohrimenko, V. O.; Semernya, O. V.; Vasylenko, M. Yu.; Kozin, V. M.

Поверхневі властивості високоміцних чавунних деталів зі зносостійкими композитними покриттями, синтезованими методом електроіскрового леґування. Ч. 1. Специфічні аспекти масообміну: геометричні, топографічні та механічні характерні особливості зміцнених поверхонь

Тарельник, В. Б.; Гапонова, О. П.; Тарельник, Н. В.; Думанчук, М. Ю.; Майфат, М. М.; Герасименко, В. О.; Мікуліна, М. О.; Поливаний, А. Д.; Охріменко, В. О.; Семерня, О. В.; Василенко, М. Ю.; Козін, В. М.; Tarelnyk, V. B.; Haponova, O. P.; Tarelnyk, N. V.; Dumanchuk, M. Yu.; Maifat, M. M.; Gerasimenko, V. O.; Mikulina, M. O.; Polyvanyi, A. D.; Ohrimenko, V. O.; Semernya, O. V.; Vasylenko, M. Yu.; Kozin, V. M.

URI: https://repo.snau.edu.ua/xmlui/handle/123456789/14727

Date: 2025

Abstract:

В статті описані результати досліджень особливостей масопереносу при електроіскровому легуванні (ЕІЛ) зразків з високоміцного чавуну марки ВЧ50. ЕІЛ проводилося компактними електродами-інструментами (ЕІ), виготовленими методом порошкової металургії (ПМ) складу: (90% ВК6 + 10% 1М) і 1М, де 1М - 70% Ni, 20% Cr, 5% Si, 5% B, а також ЕІ з твердого сплаву ВК6 і ніхромового дроту марки Х20Н80, при використанні яких на зразки попередньо наносили спеціальні технологічні насичуючи середовища (СТНС) складу, відповідно, 0,5%Si+0,5%B+2%Cr+7%Ni+90 вазелін і 5%Si+5%B+90% вазелін. ЕІЛ зразків проводили циклічним легуванням (1 цикл = 0,5 хв.). В результаті дослідження масопереносу зі збільшенням часу ЕІЛ збільшується кількість перенесеного матеріалу, з аноду, (Δmа) на катод, (Δmк), а шорсткість і суцільність покриття практично не змінюється. Найбільша кількість матеріалу переноситься з початку процесу ЕІЛ, потім процес масопереносу поступово зменшується, зовсім припиняється і може змінитись руйнуванням нанесеного шару, тобто Δmк, стає від’ємним (- Δmк). Зі збільшенням енергії розряду, масоперенос також збільшується, але процес руйнування нанесеного шару покриття розпочинається раніше, при цьому збільшується шорсткість покриття і зменшується його суцільність. ЕІЛ з використанням ЕІ, виготовленими методом ПМ, з використанням СТНС супроводжується зниженням межі плинності (σт) і межі міцності (σв), а відносне подовження (δ) зростає. Шорсткість поверхневого шару збільшується, а суцільність покриття (S) зменшується. Показники якості покриття покращуються при застосуванні після ЕІЛ безабразивної ультразвукової обробки (БУФО).

Description:

The paper describes the results of mass transfer specific aspect studies during electrospark alloying (ESA) process for the samples made of the high-strength ВЧ50 (VCH50) cast iron. The ESA was carried out by the compact electrode-tools (ETs) made with the use of the powder metallurgy (PM) method and having the composition of 90% ВК6 (VK6) + 10% 1M) and 1M, where 1M was 70% Ni, 20% Cr, 5% Si, 5% B, as well as by the ETs made of ВК6 (VK6) hard alloy and Х20Н80 (Kh20N80) nichrome wire. When using those, the samples had been pre-coated with the special technological saturating media СТНС (STSM) of the compositions, respectively, 0.5%Si+0.5%B+2%Cr+7%Ni+ 90 petroleum jelly and 5%Si+5%B+90% petroleum jelly. The ESA of the samples had been being carried out by cyclic alloying (1 cycle = 0.5 min). The mass transfer study has shown that the amount of the material, which is transferred from the anode (Δma) to the cathode (Δmk), increases with an increase in the ESA time, while both the roughness and the continuity of the coating practically do not change. The largest amount of the material is transferred at the beginning of the ESA process, then the mass transfer process is gradually decreasing, stops completely, and eventually, it may be changed by destruction of the applied layer, i.e. Δmk may become negative (- Δmk). With an increase in the discharge energy (Wp), the mass transfer process increases, but the process of the applied coating layer destruction begins earlier, while the roughness of the coating increases and its continuity decreases. At Wр = 0.55 J, the ESA process, which is carried out by the ETs made by the PM method and having the composition of 90% ВК6 (VK6) + 10% 1M), and with 1M of 70% Ni, 20% Cr, 5% Si, 5% B, as well as by the ETs made of ВК6 (VK6) hard alloy and Х20Н80 (Kh20N80) nichrome wire, with the special technological saturating media (STSM) of the compositions, respectively, of 0.5%Si+0.5%B+2%Cr+7%Ni+ 90 petroleum jelly and 5%Si+5%B+90% petroleum jelly, for the samples made of the ВЧ50 (VCH50), the above ESA process is accompanied by decreasing yield strength and strength limit and increasing the relative elongation (δ). The roughness of the surface layer increases, and the continuity (S) of the coating decreases. After non-abrasive ultrasonic finishing the yield strength and strength limit increase, and δ decreases. Surface roughness decreases and S increases. As Wp increases from 0.55 to 1.3 and 3.4 J and at using the same ETs, yield strength and strength limit decrease, and δ increases, the roughness of the coating increases, and S decreases. After the next non-abrasive ultrasonic finishing, the yield strength and strength limit increase, and δ decreases. Surface roughness decreases and S increases.

Show full item record