Особенности процесса. Специфическая особенность электроискровой наплавки материалов заключается в том, что толщина покрытия h растет во времени по кривой с насыщением, описываемой зависимостью:
, мм (2.20)
где А, В, С, D – коэффициенты; tоб – продолжительность обработки, мин.
Чем ближе tоб ко времени насыщения (точка F на рис. 2.28), тем хуже качество поверхности. Растут шероховатость, пористость и несплошность покрытия. Оно окисляется и становится темным. Если требуется нанести покрытие большей толщины, то применяют материал с лучшей эрозионной способностью или повышают значения параметров режима обработки.
Шероховатость и сплошность покрытий регулируются. На черновых режимах обработки получают шероховатость поверхности 3…4 классов, а на чистовых – 5…6 классов.
Покрытие состоит из трех слоев. Первый слой - это термодиффузионная зона покрытия и основного металла. Второй нетравящийся (белый) слой представляет собой твердый раствор легирующих или карбидообразующих элементов, входящих в состав электродного материала. Третий слой, подобный газотермическим покрытиям, сформирован из фрагментов застывшего металла и оксидов. Структура упрочненного наружного слоя напоминает строение антифрикционного сплава: частицы мелкодисперсных карбидов включены в сравнительно мягкую основу. Перенесенный материал анода легирует материал детали и, соединяясь с диссоциированным атомарным азотом воздуха и углеродом материала детали, образует диффузионный износостойкий слой. При этом в слое имеются сложные химические соединения, нитриды и карбонитриды, а также закалочные структуры.
Глубина термического влияния на материал детали составляет 0,8...1,0 мм. Предел выносливости детали практически не изменяется.
Формирование микрогеометрии и несущей способности покрытий при электроискровой наплавке имеют особенности.
Исходная шероховатость восстанавливаемой поверхности не должна превышать Rz = 10 мкм. Поверхность после электроискровой наплавки существенно отличается от поверхностей, полученных другими способами. После снятия случайно прилипших частиц распыленного металла на поверхности остаются равномерно расположенные сферические выступы и впадины. Микрорельеф имеет практически одинаковые характеристики по всем направлениям и не содержит острых гребешков, как после механической обработки. Однако, с увеличением толщины покрытий средняя высота Rz, радиус закруглений и средний шаг неровностей непрерывно растут.
В условиях эксплуатации наплавленные поверхности показывают лучшие результаты по сравнению с исходными поверхностями.
Если обкатывание (раскатывание) роликами или шариками ведется при давлении 5…20 % от предела текучести материала, то остаточные растягивающие напряжения, возникающие в результате наплавки и снижающие усталостную прочность на 10…30 %, практически снимаются. Опорная поверхность после пластического деформирования увеличивается, а образовавшиеся каналы удерживают около 0,02 мм3 масла на каждый 1 см3 площади покрытия. Масло выступает над поверхностью трения за счет его поверхностного натяжения.
Механическую обработку (полирование) наплавленного покрытия назначают после пластического поверхностного деформирования.
Применение электроискровой обработки. При рациональном выборе материала анода на поверхности упрочняемой (восстанавливаемой) детали образуется слой высокой твердости и износостойкости. Электроискровой обработкой можно восстанавливать изношенные детали, изменять свойства их поверхностного слоя, упрочнять режущие кромки инструмента (резцов, фрез, штампов и др.) путем нанесения твердых сплавов, антикоррозионных, жаростойких, фрикционных и антифрикционных материалов.
Способ применяют для восстановления шеек валов и осей, поверхностей отверстий под подшипники с износом до 0,2 мм с невысокими требованиям к сплошности покрытия, упрочнения взамен термообработки трущихся поверхностей. Стойкость режущей части инструмента в результате упрочнения увеличивается в 2 раза. Износостойкость деталей после электроэрозионного упрочнения повышается в 3...8 раз. Способ получил распространение при восстановлении деталей топливной аппаратуры дизелей и золотников, изготовленных из стали 15Х и имеющих твердость 56...63 HRC.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.