Изобретение относится преимущественно к области электрофизической обработки, в частности к электроискровому упрочнению стальных поверхностей, и может быть использовано для повышения износостойкости поверхностей трения прецизионных деталей машин и инструментов.
Известен способ повышения износостойкости поверхностей трения электроискровой обработкой в воздушной среде с использованием твердосплавных легирующих электродов [Гитлевич А.Е. Электроискровое легирование металлических поверхностей / А.Е.Гитлевич, В.В.Михайлов, Н.Я.Парканский, В.М.Ревицкий. - Кишинев: Штиинца, - 1985, - с.42-43].
Несмотря на преимущества, известный способ повышает износостойкие и антифрикционные свойства поверхностей стальных деталей машин и инструментов в недостаточной степени и не обеспечивает необходимой долговечности узлов трения.
Известен способ обработки рабочих поверхностей деталей узлов трения для придания им износостойких свойств электроискровым легированием (ЭИЛ), наиболее близкий по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению, принятый за прототип [пат. 2319790, РФ, МПК C23C 28/00. Способ обработки рабочей поверхности детали узла трения для придания ей износостойких и антифрикционных свойств / А.В.Беляков, В.М.Кремешный].
В предложенном способе износостойкое покрытие получают методом ЭИЛ медным электродом с последующим шлифованием покрытия и пассивацией его в растворе окислителя. На сухую обработанную поверхность наносят композицию, содержащую следующие компоненты: медь, политетрафторэтилен, борат гликоля, мыльную пластичную смазку. Указанную композицию периодически наносят в режиме эксплуатации узла трения.
Однако формирование износостойкого покрытия указанным комбинированным способом является трудоемким и экономически затратным. Кроме того, при шлифовании покрытия, созданного ЭИЛ, в указанных пределах съема (10-30%) необходима достаточно высокая точность выполняемой технологической операции и прецизионное оборудование. В предлагаемой технологии требуется периодическое нанесение композиции в процессе эксплуатации узла трения, что связано с дополнительными затратами труда.
Задачей изобретения является разработка способа повышения эффективности электроискрового упрочнения поверхностей узлов трения, обеспечивающего формирование поверхностного слоя, обладающего высокими износостойкими и антифрикционными свойствами.
Указанный технический результат достигается тем, что в процессе электроискрового легирования в область между легирующим электродом и обрабатываемой поверхностью подается кислород. При этом соблюдаются следующие технологические режимы: энергия в импульсе Е=0,25 Дж; амплитудное значение напряжения U=48 В при частоте импульсов 400 Гц; длительность разряда τ=120 мкс; время обработки t=2 мин/см2; легирующий электрод из твердого сплава ВК6М.
Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемой таблицей, в которой приведены характеристики поверхностного слоя, полученного при ЭИЛ быстрорежущей стали электродом ВК6М с энергией в импульсе Е=0,25 Дж (микротвердость основы Hµ=5,88±0,1 ГПа).
Заявляемый способ заключается в следующем. При введении в межэлектродное пространство кислородсодержащей среды повышается теплосодержание эрозионных частиц легирующего электрода, что приводит к увеличению глубины зоны термического влияния в поверхностном слое. В связи с тем, что атомный радиус кислорода ra=1,36 нм, а размеры октаэдрических пустот кристаллической решетки железа равны 1,25 нм, реализуется твердорастворный и дислокационный механизмы упрочнения, повышая микротвердость и износостойкость формируемого поверхностного слоя.
Пример. В соответствии с предлагаемым способом была упрочнена стальная поверхность металлорежущих пластин резцов из стали Р6М5. Микротвердость рабочей поверхности пластины после шлифования составляет Hµ=5,0÷6,0 ГПа. Обработка выполнялась легирующим электродом из твердого сплава ВК6М в среде кислорода с параметрами ЭИЛ-энергия в импульсе Е=0,25 Дж, амплитудное значение напряжения U=48 В при частоте импульсов 400 Гц, длительность разряда τ=120 мкс, время обработки t=2 мин/см2, что обеспечивает уменьшение коэффициента трения до 0,1 с микротвердостью поверхностного слоя Hµ=20,7 ГПа [Коротаев Д.Н. Управление качеством формирования эксплуатационных параметров поверхностей при упрочнении электроискровым легированием / Д.Н.Коротаев, Ю.Б.Никитин, Е.В.Иванова // Известия вузов. Машиностроение. - 2003. - №.4. - С.65-69]. Результаты сравнительных испытаний упрочненных металлических пластин из быстрорежущей стали Р6М5 приведены в таблице.
Таким образом, применение предлагаемого способа электроискрового упрочнения стальных поверхностей по сравнению с прототипом позволяет на рекомендуемых технологических режимах обработки обеспечить существенно меньшие значения среднего коэффициента трения и повысить износостойкость поверхностного слоя деталей узлов трения и инструментов.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО УПРОЧНЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ СТАЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ | 2010 |
|
RU2440873C1 |
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ УПРОЧНЯЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ | 2013 |
|
RU2545858C1 |
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ ПОКРЫТИЙ | 2010 |
|
RU2463391C2 |
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ СТАЛЬНЫХ КОЛЕЦ ИМПУЛЬСНЫХ ТОРЦЕВЫХ УПЛОТНЕНИЙ | 2015 |
|
RU2631439C2 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ БРОНЗОВЫХ ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) | 2021 |
|
RU2765925C1 |
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ОКСИДА ИТТРИЯ НА СИЛУМИН | 2020 |
|
RU2727376C1 |
СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ПРИРАБАТЫВАЕМОСТИ ПАРЫ ТРЕНИЯ "ВКЛАДЫШ ПОДШИПНИКА - ШЕЙКА ВАЛА" | 2012 |
|
RU2528070C2 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ | 2009 |
|
RU2404378C1 |
СПОСОБ СУЛЬФОЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ | 2018 |
|
RU2707776C1 |
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО ЛЕГИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ | 2012 |
|
RU2524471C2 |
Изобретение относится к области электрофизической обработки, в частности к электроискровому упрочнению стальных поверхностей, и может быть использовано для повышения износостойкости поверхностей трения прецизионных деталей машин и инструментов. Способ включает электроискровое легирование стальной поверхности, при котором в область между легирующим электродом из твердого сплава ВК6М и обрабатываемой поверхностью подают кислород, при этом энергия в импульсе составляет Е=0,25 Дж, амплитудное значение напряжения U=48 В с частотой импульсов 400 Гц, длительность разряда τ=120 мкс, время обработки t=2 мин/см2. Способ позволяет повысить эффективность электроискрового упрочнения поверхности и обеспечивает формирование поверхностного слоя с повышенной износостойкостью и высокими антифрикционными свойствами. 1 табл.
Способ получения износостойкого поверхностного слоя на стальных деталях, включающий электроискровое легирование стальной поверхности, отличающийся тем, что в процессе обработки в область между легирующим электродом и обрабатываемой поверхностью подают кислород, при этом энергия в импульсе составляет Е=0,25 Дж, амплитудное значение напряжения U=48 В с частотой импульсов 400 Гц, длительность разряда τ=120 мкс, время обработки t=2 мин/см2, и обработку выполняют легирующим электродом из твердого сплава ВК6М.
СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ УЗЛА ТРЕНИЯ ДЛЯ ПРИДАНИЯ ЕЙ ИЗНОСОСТОЙКИХ И АНТИФРИКЦИОННЫХ СВОЙСТВ | 2006 |
|
RU2319790C1 |
RU 2007104143 A, 10.08.2008 | |||
СПОСОБ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ | 2001 |
|
RU2196665C1 |
DE 19836158 A1, 17.02.2000 | |||
Передвижная машина для набивки шерсти и тому подобных материалов в мешки | 1948 |
|
SU74887A1 |
Авторы
Даты
2012-01-27—Публикация
2010-07-15—Подача