Изменение качества электроискровых покрытий под влиянием подачи воздуха под давлением

State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev. 2009. № 5 (26). P. 93-99.

References

1. Additivnye tehnologii v mashinostroenii [Additive technologies in machine building]. / M. A. Zlenko, A. A. Popovich, I. N. Mutylina // Sankt-Peterburg, SPbGU, 2013. 221 p.

2. Abrasive Flow Finishing of Stereolithography Prototypes / R. E. Williams, S. Komaragiri, R. Bishu, and V. L. Melton. Rapid Prototyping Journal. vol. 4, no. 2, pp. 56-67.

3. Spencer J. D., Cobb R. C. and Dickens P. M. (1993). Surface Finishing Techniques for Rapid Prototyping, SME Technical Paper No. PE930168.

4. Levko V. A. Abrazivno-extruzionnaya obrabotka: sovremennyi yroven i teoreticheskye osnovy processa: monogr. ; [Abrasive flow machining: modern level and theoretical bases of the process] Sib. gos. aerocosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2007. 228 p.

5. Levko V. A. Kontaktnye processy pri abrazivno-extruzionnoi obrabotke. Metalloobrabotka. [The Contact processes under abrasive flow machining. Metalworking] Sankt-Peterburg, 2008, № 2, p. 7-10.

6. Issledovanya vliyanya formy obrabatyvaemogo kanala na techenie rabochey sredy pri abrazivno-extruzionnoy obrabotke [Research the influence finishing channel shape to flow media for abrasive flow machining process] / V. A. Levko, M. A. Lubnin, P. A. Snetkov, E. B Pshenko, D. M. Turilov // Vestnik. Scientific Journal of Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev. 2009. № 4(25). P. 138-145.

7. Research the influence finishing channel shape to flow media for abrasive flow machining process / V. A. Levko, M. A. Lubnin, P. A. Snetkov, E. B Pshenko, D. M. Turilov // Vestnik. Scientific Journal of Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev. 2009. № 5(26). P. 93-99.

© Савин Д. И., Левко В. А., 2015

УДК 621.9.048.4

ИЗМЕНЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОИСКРОВЫХ ПОКРЫТИЙ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПОДАЧИ ВОЗДУХА ПОД ДАВЛЕНИЕМ

В. В. Соловьев, А. В. Козырь

Амурский государственный университет Российская Федерация, 675027, Благовещенск, Игнатьевское шоссе, 21 E-mail: soloviev.1975@mail.ru

Получение защитных покрытий для работы механизмов в условиях открытого космоса является сложной технической задачей, одним из путей её решения может быть метод электроискрового легирования. Предлагается использовать подачу воздуха под давлением для повышения качества покрытия (снижения шероховатости). Наблюдается снижение температуры при использовании подачи воздуха, что связано с увеличением теплоотвода из зоны разряда. Фиксируется снижение амплитудного тока, что свидетельствует о стабилизации процесса формирования электроискрового покрытия.

Ключевые слова: давление воздуха, электроискровое легирование, шероховатость, тепловизионная съемка.

CHANGES IN THE QUALITY OF ELECTROSPARK PORYTY UNDER THE INFLUENCE PRESSURIZED AIR

V. V. Soloviev, A. V. Kozyr'

Amur State University 21, Ignatyevskoe shosse, Blagoveshchensk, 675027, Russian Federation E-mail: soloviev.1975@mail.ru

Production of protective coatings for machinery in open space is a difficult technical problem, one of the ways to solve the problem may be the method of electric spark. It is proposed to use the air supply pressure to improve the quality of coverage (reduction of roughness). A decrease in temperature is detected when using air, due to the increase in heat removal from the discharge zone. The reduction of the amplitude of the current is marked; it indicates the stabilization of the process offormation of electric-coating.

Keywords: air pressure, electric spark, seediness, thermographing.

Процесс электроискрового легирования связан с переносом массы анода на катод. Возникающий эрозионный поток частиц состоит из сферических частиц и частиц неправильной формы. Частицы неправиль-

ной формы представляют твердую фазу анодного материала. Твердая фаза плохо закрепляется на поверхности катода и может быть удалена с поверхности при легировании.

Решетнеескцие чтения. 2015

Параметры покрытий, полученных электроискровым легированием

Материал Амплитудный ток I, А Толщина покрытия h, мкм Шероховатость Ra, мкм

анода

без подачи воздуха

Т10К6 3,5...6,0 43 2,35

М1 1,5...8,5 27 1,95

А5Е 3,0.10,5 37 2,50

с подачей воздуха

Т10К6 1 12 1,40

М1 2 23 1,90

А5Е 1,5 31 1,60

Твердые частицы повышают шероховатость и способствуют повышению пористости, поскольку следующий разряд начинается с выступающей твердой частицы. Существуют различные способы влияния и управления процессом формирования электроискровых покрытий, предлагаемые авторами работ [3-5]. Для повышения качества покрытий авторы [1; 2] предлагают использовать газовые среды, влияя на формирование слоя. Изменение температуры должно отражать физические процессы, происходящие при электроискровом легировании. Дополнительная подача газовой смеси должна вызывать охлаждение электродов и, соответственно, изменять процессы формирования покрытия.

Электроискровая обработка образцов осуществлялась на установке «Impulse-3» с амплитудой колебания электрода 100±10 Гц, напряжении 130 В, емкости конденсаторов 100 мкф. Обрабатывалась сталь-45 в нормализованном состоянии. В качестве легирующих электрод-анодных материалов применялись: твердый сплав т10к6 (10 % TiC, 6 %, остальное WC), медный сплав М1 (состав: 99,9 % Cu), алюминиевый сплав А5е (состав - 99,5 % Al). Тепловизионная съемка осуществлялась с помощью прибора «Testo-875-1i», измеряемый диапазон температур от -30 до +350 оС. Погрешность измерений ±2 % от измерений. Измерение толщины покрытия производилось горизонтальным оптиметром ИКГ-3. Электроискровое легирование осуществлялось механизированным способом со скоростью вращения 1,28 см/мин. В зону обработки подавался воздух под давлением 13,78-10-3 МПа.

Профили распределения температуры получены в специализированной программе обработки данных Testo IRSoft 3.2.

Результаты показателей качества покрытий (толщина, шероховатость) приведены в таблице.

При формировании покрытий измерялось значение амплитудного тока, характеризующего процесс формирования искрового разряда. Данные измерений сведены в таблицу.

Материал анода прогревается на большую глубину, чем материал катода. Исключение составляет медь А5Е, это связано с меньшей теплоемкостью материала. По температуре нагрева анодные материалы расположились в следующей последовательности: М1 - А5Е - Т10К6. Такое распределение соответствует значениям удельного сопротивления материалов анодов.

Одновременно регистрировалось значение амплитудного тока. В обычных условиях амплитудные зна-

чения тока имеют разброс (см. таблицу). Скачки и разброс амплитудного тока свидетельствуют об изменении сопротивления поверхностного слоя. Сильный разброс величины амплитудного тока возникает при использовании алюминиевого анода А5Е, это связано с активным образованием Л120з на поверхности покрытия.

Окись алюминия обладает высоким сопротивлением и влияет на формирование искрового разряда. При подаче воздуха в зону легирования и формировании покрытия с использовании алюминиевого анода А5Е наблюдается постоянная величина тока. Постоянные значения амплитудного тока могут быть вызваны меньшим содержанием окисленных твердых частиц на поверхности, обладающих более высоким сопротивлением и образующих большую шероховатость поверхности.

Использование подачи воздуха в зону обработки позволяет стабилизировать процесс электроискрового легирования, что подтверждается снижением шероховатости (см. таблицу). Визуальный анализ поверхности анодных материалов позволяет заключить, что при подаче воздуха под давлением наблюдается более блестящая поверхность, что говорит о меньшем числе оксидных частиц, перенесенных с поверхности катода. Дополнительная подача воздуха в зону электроискрового легирования выдувает твердые частицы, формирует более стабильное покрытие и способствует снижению шероховатости покрытия. Происходит снижение температуры в анодных материалах и стабилизация амплитудного тока.

Библиографические ссылки

1. Коротаев Д. Н., Ким В. А., Иванова Е. В. Влияние технологических условий электроискрового легирования на состав, распределение и энергетическое состояние анодного массового потока // Упрочняющие технологии и покрытия. 2008. № 6. С. 21-25.

2. Казанников О. В., Алексеенко В. Г. Повышение производительности метода ЭИЛ при размерной обработке деталей // Ученые заметки ТОГУ. 2014. Т. 5, № 2. С. 226-230.

3. Верхотуров А. Д., Козырь А. В., Коневцов Л. А. Исследование процесса формирования поверхностного слоя титанового сплава при электроискровом легировании с учётом критерия теплового воздействия // Ученые записки КнАГТУ. 2015. Т. 1, № 1. С. 68-75.

4. Ри Х., Астапов И. А., Химухин С. Н., Теслина М. А., Еремина К. П. Повышение качества электроискровых интерметаллиидных покрытий // Ученые заметки ТОГУ. 2013. Т. 4, № 4. С. 1025-1030.

5. Давыдов В. М., Якуба Д. Д., Ледков Е. А., Хи-мухин С. Н. Адаптивная система управления процессом электроискрового легирования // Вестник Уфимского гос. авиационного технического ун-та. 2012. Т. 16, № 4 (49). С. 144-152.

References

1. Korotaev D. N., Kim V. A., Ivanova E. V. Vliyanie tekhnologicheskikh usloviy elektroiskrovogo legirovaniya na sostav, raspredelenie i energeticheskoe sostoyanie anodnogo massovogo potoka, Uprochnyayushchie tekhnologii i pokrytiya. 2008. № 6. P. 21-25.

2. Kazannikov O. V., Alekseenko V. G. Povyshenie proizvoditel'nosti metoda EIL pri razmernoy obrabotke detaley, Uchenye zametki TOGU, 2014, Tom 5, № 2, S. 226-230.

3. Verkhoturov D., Kozyr A. V., Konevtsov L. A. Issledovanie protsessa formirovaniya poverkhnostnogo sloya titanovogo splava pri elektroiskrovom legirovanii s uchetom kriteriya teplovogo vozdeystviya, Uchenye zapiski KnAGTU, 2015, T. 1, № 1, P. 68-75.

4. Ri Kh., Astapov I. A., Khimukhin S. N., Teslina M. A., Eremina K. P. Povyshenie kachestva elektroiskrovykh intermetalliidnykh pokrytiy, Uchenye zametki TOGU. 2013. T. 4, № 4. P. 1025-1030.

5. Davydov V. M., Yakuba D. D., Ledkov E. A., Khimukhin S. N. Adaptivnaya sistema upravleniya protsessom elektroiskrovogo legirovaniya, Vestnik Ufimskogo gosudarstvennogo aviatsionnogo tekhnicheskogo universiteta. 2012. T. 16, № 4 (49). P. 144-152.

© Соловьев В. В., Козырь А. В., 2015

УДК 678

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА

НАРЕЗАНИЯ ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ И ГЛОБОИДНЫХ ЧЕРВЯКОВ РОТАЦИОННЫМ ТОЧЕНИЕМ МНОГОЛЕЗВИЙНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ

А. В. Сутягин, А. А. Загумённых, Л. С. Малько

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: Nastasya_930@mail.ru, sibgau_uks@mail.ru

Приведены результаты физического эксперимента по исследованию термических характеристик процесса нарезания винтовой поверхности цилиндрического и глобоидного червяков многолезвийным инструментом. Показано, что при ротационном точении винтовых поверхностей многолезвийным инструментом имеет место благоприятная температурная нагрузка на режущий элемент.

Ключевые слова: экспериментальное исследование, термические характеристики, теплограммма, цилиндрический и глобоидный червяки.

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE THERMAL CHARACTERISTICS OF THE PROCESS CUTTING HELICAL SURFACES OF CYLINDRICAL AND CONE WORMS OF ROTARY FLYWEIGHTS OF MULTIPLE TIP TOOLS

A. V. Sutyagin, A. A. Zagumennykh, L. S. Malko

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: Nastasya_930@mail.ru, sibgau_uks@mail.ru

The results of physical experiment to study the thermal characteristics of the process to cut a surface of the cylindrical screw and cone worms of multiblade tool. It is shown that when turning a rotary screw surfaces multiblade tool holds a favorable thermal load on the cutting element.

Keywords: experimental study, thermal characteristics, thermogram, cone and cylindrical worm.

Тепловые явления при механической обработке, являющиеся следствием действия ряда технологических факторов и характеристик материала детали и режущего инструмента, существенно влияют на качество и производительность обработки, износ и стойкость инструмента. Эти явления изучены недостаточ-

но и в основном применительно к точению однолез-вийным инструментом.

Особенностью работы однолезвийного инструмента является непрерывный контакт режущего клина с обрабатываемым материалом, характеризующимся трением скольжением [1].