Анализ структурного состояния поверхностного слоя после электроэрозионного легирования. ІІ. Особенности формирования электроэрозионных покрытий на специальных сталях и сплавах твердыми износостойкими и мягкими антифрикционными материалами

Abstract

В работе представлены результаты металлографических исследований электроэрозионных покрытий на специальных сталях и сплавах (стали Р6М5, 12Х18Н10Т и 07Х16Н6, сплав ХН58МБЮД и бронза БрБ2) твердыми износостойкими (сплавы ВК8, Т15К6, СТИМ-3В, вольфрам, молибден, хром), мягкими антифрикционными материалами (медь, никель, бронза БрБ2, олово), а также электроэрозионное легирование графитом. Показано, что для всех исследованных материалов подложек возможно упрочнение их поверхностных слоев, при этом существуют наиболее целесообразные материалы легирующих электродов и режимы их получения. С целю упрочнения поверхностного слоя никелевого сплава ХН58МБЮД рекомендуется применять электрод из твердого сплава ВК8, а для бериллиевой бронзы БрБ2 – хром. Наиболее рациональным является режим, соответствующий мощности разряда 144,3 Вт. Для снижения твердости поверхностного слоя сплава ХН58МБЮД предложено применять электроды из меди и никеля. Микротвердость при этом составляет соответственно 3500 и 3710 МПа при микротвердости основы 5300 МПа. В работе показано, что обеспечить низкую поверхностную твердость и высокое качество покрытия возможно при электроэрозионном легировании на малых мощностях разряда, порядка 15-50 Вт. На основании экспериментальных исследований предложена математическая модель (уравнение прогнозирования микротвердости поверхностного слоя), позволяющая по энергетическим параметрам установки ЭЭЛ определять микротвердость сформированного слоя. Определены константы предложенного уравнения. Разработан алгоритм, позволяющий прогнозировать энергетические параметры ЭЭЛ для получения легированного слоя с требуемой микротвердостью поверхностного слоя.

В роботі представлені результати металографічних досліджень електроерозійних покриттів на спеціальних сталях і сплавах (сталі Р6М5, 12Х18Н10Т і 07Х16Н6, сплав ХН58МБЮД і бронза БрБ2) твердими зносостійкими (сплави ВК8, Т15К6, СТИМ-3В, вольфрам, молібден, хром), м'якими антифрикційними матеріалами (мідь, нікель, бронза БрБ2, олово), а також електроерозійне легування графітом. Показано, що для всіх досліджених матеріалів підкладок можливо зміцнення їх поверхневих шарів, при цьому існують найбільш доцільні матеріали легуючих електродів і режими їх отримання. З метою зміцнення поверхневого шару нікелевого сплаву ХН58МБЮД рекомендується застосовувати електрод із твердого сплаву ВК8, а для берилієвої бронзи БрБ2 – хром. Найбільш раціональним є режим, що відповідає потужності розряду 144,3 Вт. Для зниження твердості поверхневого шару сплаву ХН58МБЮД запропоновано застосовувати електроди з міді і нікелю. Мікротвердість при цьому становить відповідно 3500 і 3710 МПа при мікротвердості основи 5300 МПа. В роботі показано, що забезпечити низьку поверхневу твердість і високу якість покриття можливо при електроерозійному легуванні на малих потужностях розряду, порядку 15-50 Вт. На основі експериментальних досліджень запропонована математична модель (рівняння прогнозування мікротвердості поверхневого шару), що дозволяє за енергетичними параметрами установки ЕЕЛ визначати мікротвердість сформованого шару. Визначені константи запропонованого рівняння. Розроблений алгоритм, що дозволяє прогнозувати енергетичні параметри ЕЕЛ для отримання легованого шару з необхідною мікротвердістю поверхневого шару.