СПОСОБ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
METHOD OF ELECTROSPARK HARDENING OF METALLIC WEARS

Изобретение относится к области электрофизической обработки, в частности к электроискровому упрочнению металлических поверхностей.
Способ может найти применение в различных областях машиностроения, особенно при упрочнении режущего инструмента, штамповой и литейной оснастки.
Известен способ электроискрового упрочнения металлических поверхностей с предварительной обработкой поверхности подложки, в котором, с целью увеличения толщины упрочняемого слоя количество проходов увеличивают (Электроискровое легирование металлических поверхностей / Г.В.Самсонов, А.Д.Верхотуров, Г.А.Бовкун, B.C.Сычев. - Киев, 1976. - Наукова Думка. - С.131).
Однако с увеличением числа проходов (более трех) увеличивается шероховатость упрочняемой поверхности. При этом начинает сказывается многократное импульсное воздействие высоких температур и ударных нагрузок, поверхность начинает разрушаться.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ электроискрового упрочнения металлических поверхностей с предварительной обработкой поверхности подложки в горячем состоянии (Иванов Г.П. Технология электроискрового упрочнения инструментов и деталей машин. - М., Машгиз, 1961. - 97 с.).
При этом с повышением температуры металлической подложки увеличивается диффузионная подвижность элементов ее кристаллической основы, возрастает скорость диффузионных процессов, что обуславливает увеличение толщины упрочняемого слоя.
Однако подогрев металлических деталей до температур порядка 500-800°С снижает на 30% твердость упрочняемого слоя при использовании в качестве легирующего электродного материала твердого сплава, например сплава марки ВКЗ. Кроме того, нагрев деталей до указанных температур может привести к измельчению основной микроструктуры сплава, короблению их геометрической формы.
Задачей данного технического решения является увеличение толщины упрочняемого слоя.
Поставленная задача решается тем, что в способе электроискрового упрочнения металлических поверхностей, включающем предварительную обработку поверхности подложки, каждая поверхность упрочняемого слоя после достижения ей максимальной толщины подвергается активации полировкой для последующего электроискрового упрочнения.
При этом на упрочненном слое пики сферических бугров и кратеров уменьшаются, устраняются загрязняющие поверхность элементы, уменьшаются дефекты кристаллической решетки, увеличивается движение электронов проводимости к межэлектродному промежутку, т.е. улучшаются условия, обуславливающие дальнейший рост толщины упрочняемого слоя.
После достижения максимальной толщины вторичного слоя вновь производится активация полировкой для достижения условий последующего упрочнения. Далее процесс повторяется.
Пример. Способ осуществляется при упрочнении литейной пресс-формы из Стали 45 размером рабочей поверхности 200×100 мм с целью увеличения разгаростойкости. Для упрочнения использовали промышленную установку электроискрового легирования «Tucadun 2000». Покрытие из карбида вольфрама формировалось электродом диаметром 1,5-2,0 мм. Производительность установки
2
1 см/мин при токе 2-4А.
Упрочнение начиналось сразу после обработки растворителями металлической поверхности от оксидов, жира и масел, при этом шероховатость поверхности не более 30 мкм.
После достижения максимальной толщины (0,015 мм) упрочненного слоя за один проход поверхность упрочненного слоя подвергается активации полировкой, используя при этом алмазную пасту АСМ 3/2.
2
После достижения шероховатости поверхности не более 6 мкм производилось вторичное упрочнение металлической поверхности. И так далее. За четыре прохода с предыдущей активацией полировкой толщина слоя составляла 0,05-0,06 мм с микротвердостью «белого» слоя до 2000 кг/мм.
Применение предлагаемого способа электроискрового упрочнения металлических поверхностей за счет увеличения толщины упрочняемого слоя в 3-4 раза позволяет повысить стойкость штамповой и литейной оснастки в 1,5-2,0 раза.