CC BY
3УДК 621.9.048
ИССЛЕДОВАНИЯ СПЛОШНОСТИ ЭЛЕКТРОИСКРОВЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ АМОРФНЫХ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ
Кузнецов И.С.
ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет», г. Орел, ул. Генерала Родина 69, 302019, тел. (4862) 43-19-79, E-mail: Ivan-654@yandex.ru
Ключевые слова: электроискровая обработка, электроискровое покрытие, аморфный сплав, нанокристаллический сплав, сплошность.
Key words: electrospark deposition, electrospark mating, amorphous alloy, nanocrystalline alloy, continuousness.
В работе представлены исследования сплошности электроискровых покрытий, полученных сборными электродами из аморфных и нанокристаллических сплавов. Получены графические зависимости сплошности от удельного времени обработки.
The paper presents the study of continuity of electrospark coatings prepared teams electrodes of amorphous and nanocrystalline alloys. Graphic continuousness obtained depending on the specific processing time.
Введение.
Перспективным способом формирования упрочняющих покрытий на рабочих поверхностях деталей машин, в значительной мере лишённым многих недостатков и получившим в последнее время широкое распространение, является электроискровая обработка (ЭИО). Одним из путей увеличения производительности ЭИО и повышения износостойкости электроискровых покрытий (ЭИП) является создание в них нанокристаллической и аморфной структур. Получение таких ЭИП возможно при использовании соответствующих электродных материалов. В настоящее время большое количество таких материалов производится в виде лент толщиной 50 мкм, получаемых быстрой закалкой из жидкого состояния. Данный способ изготовления аморфных сплавов (АС) и нанокристаллических сплавов (НКС) дает возможность получать в них свойства, которые по многим показателям превосходят традиционные сплавы. Применение АС и НКС в качестве
электродных материалов позволит повысить производительность процесса ЭИО, износостойкость упрочняемых рабочих поверхностей деталей и, в частности, ресурс упрочненных ЭИО пальцев жаток зерноуборочных комбайнов. При этом не произойдет увеличения энергозатратности.
В научной литературе исследований по сплошности ЭИП из АС и НКС практически отсутствуют, поэтому в данной работе была поставлена задача изучить сплошность ЭИП.
Методика исследований.
Для исследований были изготовлены специальные образцы в виде прямоугольных пластин 30*40*3 мм из стали марки 65Г ГОСТ 14959. Поверхности образцов на которые наносились ЭИП, предварительно шлифовали до достижения Яа<0,32мкм (ГОСТ 2789, ГОСТ 27964). Образцы промывались в ацетоне и просушивались на воздухе. После этого на них наносились ЭИП сборными электродами [1] из АС марок 84КХСР, 2НСР, 82Н7ХСР и НКС марки 5БДСР с соблюдением следующих режимов: Жи=0,08...0,16 Дж; 1=12,5...17,5 А; П=53...73 В; /=100 Гц; 1уд=0..ЛКрр.. Их сравнивали с наиболее применяемыми при упрочнении деталей ЭИП из сплава ВК6-ОМ.
Для данных исследований использовали цифровую лупу Highpaq М8-К007 (рисунок 1). Образцы с ЭИП предварительно промывали в ацетоне и просушивали на воздухе при комнатной температуре.
Рисунок 1 - Общий вид лупы Highpaq М8-К007: 1 - лупа; 2 - держатель; 3 - образец с ЭИП
Оценку сплошности осуществляли по методике, представленной в работе [2]. Оценка сплошности (Собр, %)
проводилась по отношению суммарной площади покрытия к общей площади обработки:
У р
/ < изм
обР ~ 77 '
Робщ (1)
где '^ризм - площадь участка поверхности с ЭИП, мм2;
Робщ - общая площадь обработки, мм2.
Результаты исследований и их обсуждение.
Результаты данных исследований показали, что сплошность ЭИП зависит от удельного времени обработки, энергии импульсов и свойств материала электрода. Наибольшее влияние на этот показатель оказывает удельное время ЭИО. На рисунке 2 представлены фотографии одного из исследуемых ЭИП, полученного при различном удельном времени обработки. Из фотографий видно, что при удельном времени Iуд=3 мин/см2 образуется ЭИП сплошностью Собр. <75%, а при увеличении времени до Iуд=5 мин/см2 этот показатель составляет Собр.<100%.
а б
Рисунок 2 -Сплошность ЭИП из сплава 84КХСР (х25): а - покрытие не сплошное (Собр<75%, Iуд=3 мин/см2); б - покрытие сплошное (Собр.<100%, /уд=5 мин/см2)
В связи с тем, что сплошность является одним из показателей, характеризующих качество ЭИП, и используется для определения рационального времени ЭИО, нами определено изменение сплошности ЭИП от удельного времени обработки (рисунок 3). ЭИО образцов осуществлялась на режиме: Wи=0,16 Дж, 1=17,5 А, и =73 В, /=100 Гц.
При нанесении ЭИП импульсами малых энергий при достижении порога хрупкого разрушения не было выявлено заметного снижения сплошности. Анализируя полученные зависимости можно утверждать, что применение АС и НКС в качестве электродных материалов для ЭИО позволит получать на
поверхности деталей ЭИП сплошностью 95...98% . Применение АС марки 82Н7ХСР позволит значительно расширить диапазон
рационального удельного времени ЭИО.
%
60
20
2 3 ^ 5 1
/ уу V ..*"* / / \ \ \
/ // У/ /
/// ■ /г ' у// /
к : // у
¥
О 1 2 3 4 5 6 7 8
мин/см2
Рисунок 3 -Изменение сплошности Собр ЭИП от удельного времени обработки Ц подложки из стали 65Г электродами из сплавов: 1 - 84КХСР, 2-5БДСР, 3 - 2НСР, 4 - 82Н7ХСР, 5 - ВК6-ОМ
Вывод.
Предлагаемые электродные материалы позволяют получать ЭИП сплошностью 95...98%.
Литература.
7. Пат. 2416499 Российская Федерация, МПК В 23 Н 1/04, В 82 В 1/00. Электрод для электроискровой обработки / Кузнецов И.С., Хромов В.Н.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Орл. гос. аграр. ун-т». - № 2009138810/020 ; заявл. 20.10.2009 ; опубл. 20.04.2011, Бюл. № 11. - 4с.
8. Бурумкулов, Ф.Х. Геометрические параметры и физико-механические свойства поверхностей, образованных при электроискровой обработке материалов в газовой среде: руководящий документ РД 10.003 - 2009 / Ф.Х. Бурумкулов, П.В. Сенин, С.А. Величко. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2009. - 44 с.
