Анализ структурного состояния поверхностного слоя после электроэрозионного легирования. I. Особенности формирования электроэрозионных покрытий на стали 45

Abstract

Исследовано влияние материала легирующего электрода (Армко железо, сталь 45, хром, вольфрам, молибден, никель, стали 38ХН3МФА и 30Х13, твердые сплавы ВК8 и Т15К6), энергетических параметров оборудования электроэрозионного легирования (мощность разряда), среды (воздух, аргон и азот) и длительности обработки на качественные параметры сформированного поверхностного слоя на стали 45 (структуры, распределения микротвердости, сплошности и равномерности покрытия). Установлено, что при ЭЭЛ хромом, молибденом, никелем и другими элементами рациональными являются режимы, обеспечивающие мощность разряда Nр = 119,3-144,3 Вт при непрерывном легировании с производительностью 1,0 – 2,0 мин/см2. Исследования структуры и свойств слоев, полученных в среде воздуха и аргона показали, что существенного влияния нейтральной среды по сравнению с окислительной не наблюдается. Применение аргона не приводит к улучшению качества слоя. Применение азота как среды при ЭЭЛ никелем положительно влияет на свойства слоя. Определены структурные особенности поверхностных слоев, основные из которых: наличие субмелкозернистой структуры, мартенситной фазы, значительное количество остаточного аустенита. Показано, что после непрерывного ЭЭЛ хромом с увеличением длительности ЭЭЛ толщина и микротвердость белого слоя увеличиваются. Предложены резервы повышения эксплуатационных свойств упрочняемого слоя методами поверхностной деформации. Досліджено вплив матеріалу легуючого електрода (Армко залізо, сталь 45, хром, вольфрам, молібден, нікель, стали 38ХН3МФА і 30Х13, тверді сплави ВК8 і Т15К6), енергетичних параметрів обладнання електроерозійного легування (потужність розряду), середовища (повітря, аргон і азот) і тривалості обробки на якісні параметри сформованого поверхневого шару на сталі 45 (структури, розподілу мікротвердості, суцільності і рівномірності покриття). Встановлено, що при ЕЕЛ хромом, молібденом, нікелем і іншими елементами раціональними є режими, що забезпечують потужність розряду Nр = 119,3-144,3 Вт при безперервному легуванні з продуктивністю 1,0-2,0 хв/см2. Дослідження структури і властивостей шарів, отриманих в середовищі повітря і аргону показали, що істотного впливу нейтрального середовища порівняно з окиснювальним не спостерігається. Застосування аргону не приводить до поліпшення якості шару. Застосування азоту як середовища при ЕЕЛ нікелем позитивно впливає на властивості шару. Визначені структурні особливості поверхневих шарів, основні з яких: наявність субдрібнозернистої структури, мартенситної фази, значна кількість залишкового аустеніту. Показано, що після безперервного ЕЕЛ хромом зі збільшенням тривалості ЕЕЛ товщина і мікротвердість білого шару збільшуються. Запропоновані резерви підвищення експлуатаційних властивостей зміцнюваного шару методами поверхневої деформації.