РОЛЬ УЛЬТРАЗВУКА В МЕХАНИЗМАХ АНОДНО-КАТОДНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ПРИ ЭЛЕКТРОИСКРОВОМ ЛЕГИРОВАНИИ

Приведены результаты исследований кинетики массопереноса и динамика формирования покрытий интегральным способом электроискрового легирования с дополнительным ультразвуковым воздействием на разных стадиях их формирования. В настоящее время для нанесения защитно-упрочняющих покрытий в пределах допустимых толщин и характеристик в основном применяется классический метод электроискрового легирования с использованием твердосплавных анодов и частотой импульсного переменного напряжения на катушке вибровозбудителя от 20 до 1600 Гц. Главной особенностью применения ультразвукового воздействия (частота 22–44 кГц) в процессе электроискрового легирования является возможность дальнейшего наращивания толщины формируемых покрытий даже после достижения порога хрупкого разрушения материала покрытия. Методика проводимой работы базировалась на комплексных гравиметрических, металлографических, рентгеноструктурных и электронно-микроскопических исследованиях формируемых покрытий на основе композиций, изготовленных методом высокоэнергетического горячего прессования, и системы «тугоплавкий карбид (WC) – связка» в виде сплава на основе никеля из серии «колмоной» системы Ni – Ni3B, легированной добавками меди и кремния. Первоначальная обработка поверхности в диапазоне ультразвуковых частот 22–44 кГц способствует заметному возрастанию скорости массопереноса, которая определяется прежде всего химическим составом и термодинамической устойчивостью анодов. Это объясняется активацией поверхности в процессе ее предварительного деформирования с ультразвуковой частотой с созданием дополнительных условий для возникновения искрового разряда. Завершающая ультразвуковая обработка улучшает качество покрытия вследствие его дополнительной проковки, приводя к увеличению однородности его структуры и повышению ее плотности.

1. Лазаренко, Н. И. Электроискровое легирование металлических поверхностей / Н. И. Лазаренко, Б. Р. Лазаренко // Электронная обработка материалов. 1977. № 3. С. 12–16.

2. Спиридонов, Н. В. Плазменные и лазерные методы упрочнения / Н. В. Спиридонов, О. С. Кобяков, И. Л. Куприянов. Минск: Вышэйш. шк., 1988. 154 с.

3. Электроискровое легирование металлических поверхностей / А. Е. Гитлевич [и др.]. Кишинев: Штиинца, 1985. 196 с.

4. Самсонов, Г. В. Электроискровое легирование металлических поверхностей / Г. В. Самсонов, А. Д. Верхотуров. Киев: Наук. думка, 1986. 50 с.

5. Разработка технологии получения многокомпонентных электродов систем «карбид – металл». Определение оптимальных режимов смешивания, прессования и спекания: отчет о НИР (этап 1) / Институт проблем материаловедения НАН Украины; рук. темы А. В. Паустовский. Киев, 2013. 19 с. Ф54.2/013; І-8-13.

6. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов: теория и практика / Ф. Х. Бурумкулов [и др.]. Саранск: МГУ имени Н. П. Огарева, 2003. 504 с.

7. Чигринова, Н. М. Интенсификация процессов микроплазмоискрового упрочнения и восстановления металлических изделий повышенной точности электромеханическим воздействием / Н. М. Чигринова. Минск, 2010. 310 с.

8. Рахимянов, Х. М. Моделирование процесса формирования регулярного микрорельефа при ультразвуковом пластическом деформировании / Х. М. Рахимянов, Ю. С. Семенова // Упрочняющие технологии и покрытия. 2010. № 2. С. 3–9.

9. Коротаев, Д. Н. Технологические возможности формирования износостойких наноструктур электроискровым легированием / Д. Н. Коротаев. Омск: СибАДИ, 2009. 255 с.

10. Самсонов, Г. В. Закономерности электроискрового разрушения тугоплавких металлов с углеродом, бором / Г. В. Самсонов, А. Н. Лемешко // Электронная обработка материалов. 1969. № 6. С. 3–6.

11. Чигринова, Н. М. Микроплазмоискровое легирование с ультразвуковым модифицированием поверхности / Н. М. Чигринова, А. А. Кулешов, В. В. Нелаев // Электронная обработка материалов. 2010. № 2. С. 27–36.