CC BY
6рабочих поверхностей комбинированными методами с применением микродугового оксидирования: монография / А.В. Коломейченко. - Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2013. - 230 с.
3. Пронин, В.В. Разработка технологии формирования изоляционных покрытий на деталях из алюминиевых сплавов методом микродугового оксидирования [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук / В.В. Пронин. - Орёл., 2006. - 19 с.
УДК 621.9.048
ШЕРОХОВАТОСТЬ ЭЛЕКТРОИСКРОВЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ АМОРФНЫХ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ
Кузнецов И.С.
ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет», г. Орел, ул. Генерала Родина 69, тел. (4862) 43-19-79, E-mail: Ivan-654@yandex.ru
Ключевые слова: электроискровая обработка, электроискровое покрытие, аморфный сплав, нанокристаллический сплав, шероховатость.
Key words: electrospark deposition, electrospark mating, amorphous alloy, nanocrystalline alloy, roughness.
В данной статье представлены исследования шероховатости электроискровых покрытий, полученных сборными электродами из аморфных и нанокристаллических сплавов. Установлены численные значения параметров шероховатости для трех видов электроискровых покрытий из аморфных сплавов и одного электроискрового покрытия из нанокристаллического сплава.
This article presents study roughness of electrospark coatings prepared national teams electrodes of amorphous and nanocrystalline alloys. The established numerical value of roughness parameters for the three types of electrospark coatings of amorphous alloys and one of electrospark coating of nanocrystalline alloy.
Введение.
Одна из проблем сельскохозяйственного машиностроения -это проблема износостойкости рабочих поверхностей деталей. Для решения этой проблемы необходимо внедрение в производство новых высокоэффективных технологий поверхностной обработки изделий, которые изменяют физико-механические свойства поверхности и не приводят к накоплению различных внутренних дефектов, накапливающихся в изделиях в процессе изготовления и эксплуатации. К числу наиболее прогрессивных технологических процессов относятся методы нанесения защитных и упрочняющих покрытий, к которым относится электроискровая обработка (ЭИО). Одним из возможных путей увеличения износостойкости электроискровых покрытий (ЭИП) является применения новых материалов, имеющих аморфную и нанокристаллическую структуру. Внедрение таких материалов позволит получить новые функциональные покрытия способные повысить долговечность деталей и узлов. Однако, ЭИП получаемые такими электродами еще недостаточно изучены, а в доступных источниках научно -технической информации отсутствуют данные по показателям качества ЭИП из аморфных (АС) и нанокристаллических (НКС) сплавов. Одним из показателей качества ЭИП является шероховатость поверхности. Поэтому в данной работе определим шероховатость ЭИП, полученных электродами из АС и НКС.
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, 2] из АС марок 84КХСР, 2НСР, 82Н7ХСР и НКС марки 5БДСР с соблюдением следующих режимов: Жи=0,08...0,16Дж; 1=12,5...17,5 А; П=53...73 В;/=100Гц; Iуд
Измерение параметра шероховатости внешней поверхности ЭИП осуществляли по ГОСТ 2789 на профилометре модели 171621 (рисунок 1). Его определяли измерением на семи различных трассах иглы профилометра. Исследовались ЭИП, полученные ЭИО с различным удельным временем обработки, в том числе, и ЭИП, полученные обработкой с удельным временем равным критическому порогу хрупкого разрушения покрытий.
Рисунок 1 - Исследования шероховатости ЭИП на профилометрае
модели 171621 Результаты исследований и их обсуждение. В ходе данных исследований проводились измерения этого показателя у ЭИП, полученных с различным удельным временем обработки. После образования первого сплошного слоя ЭИП, по мере увеличения удельного времени обработки, их шероховатость практически не изменялась. При наступлении критического порога хрупкого разрушения, шероховатость ЭИП, из рассматриваемых в работе материалов, снижается, в среднем на 0,5 мкм. В таблице 1 представлены средние значения параметров шероховатости ЭИП.
Наибольшую шероховатость имело ЭИП, нанесенное электродом из сплава 82Н7ХСР, основой которого является никель. Этот сплав имеет сравнительно большую пластичность и дает возможность эффективно применять процессы поверхностного пластического деформирования. Наименьшей шероховатостью обладало ЭИП из сплава 84КХСР.
Таблица 1 - Шероховатость ЭИП - Яа, мкм
Параметры Материал электрода
импульса искрового разряда 84КХСР 5БДСР 2НСР 82Н7ХСР
Wи=0,08 Дж, 1=12,5А, и=53В 3,29 3,22 3,11 3,04
Wи=0,16 Дж, 1=17,5А, и=73В 3,52 3,57 4,01 4,07
Увеличение шероховатости покрытий наблюдалось при увеличении энергии импульсов. В работах [3 -6] возрастание шероховатости связывают с физикой процесса ЭИО. Анализируя
указанные работы, причину повышения шероховатости при увеличении энергии импульсов можно кратко представить так: с повышением энергии импульса происходит увеличение диаметра и времени искрового разряда, вследствие чего усиливается эрозия электродов. Растет глубина и размер кратеров застывшего материала и, как результат, повышается шероховатость.
Вывод.
При низковольтной ЭИО подложек из стали марки 65Г электродами из АС и НКС, образуются ЭИП сравнительно низкой шероховатости, которые можно использовать для упрочнения большинства рабочих поверхностей деталей сельскохозяйственной техники, без дополнительной механической обработки.
Литература.
1. 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.
2. Коломейченко, А.В. Получение износостойких электроискровых покрытий с нанокристаллической и аморфной структурой / А.В. Коломейченко, И.С. Кузнецов / Нанотехнологические разработки аграрных вузов: кат. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2013. - С 57-60.
3. Рыбалко, А.В. Электроискровое легирование твердосплавным электродом в условиях применения нетрадиционных электрических параметров импульса / А.В.Рыбалко, А.В. Симинел, О. Сахин // Металлообработка. - 2005. - №3 (27). - С. 21-28.
4. Рыбалко, А.В. Электроискровое легирование импульсами малых энергий / А.В.Рыбалко, А.В. Симинел, О. Сахин // Металлообработка. - 2002. - №3 (9). - С. 14-19.
5. Рыбалко, А.В. Электроискровое легирование титанового сплава ВТЗ-1 карбидом вольфрама / А.В.Рыбалко, А.В. Симинел, О. Сахин // Металлообработка. - 2005. - №6 (30). - С. 1420.
6. Рыбалко, А.В. Электроискровое легирование твердосплавным электродом в условиях применения нетрадиционных электрических параметров импульса / А.В. Рыбалко, А.В. Симинел, О. Сахин // Металлообработка. - 2004. -№4 (22). - С. 16-21.
