Способ электроискрового легирования Советский патент 1989 года по МПК B23H9/00 C23C4/00 

Изобретение относится к электроискровому легированию и может быть использовано для подготовки поверхности стальных (чугунных) изделий под нанесение основного слоя газотермическим напылением.

1е, 1ью изобретения является обеспечение прочного сцегпения нанесенпого чслоя с основным слоем.

Цель достигается тем, что используют комбинированный электрод-инструмент, со- держани1Й никель и алюминий нри соот- Н1ении компонентов (мас.%) 70-75 и 30-25 соответственно, а процесс ведут при длительности импульса 240-300 мкс, энергии в им- нульсе 0,36-0.55 Дж, токе короткого замыкания 100-120 А.

Способ осунгествляют следуюш.им образом.

Изделие подключают к катодному нрово- ду установки для электроискрового легирования и помещают в ванну с жидким диэлектриком, например керосином. Затем в ванну вводят электрод-анод, представляющий собой стержень в виде алюминия, токрытого никелевой оболочкой, с заданным соотношением } казанных компонентов. Поверхность изделия подвергают электроискровой обработке, поддерживая с. 1едую- щие электрические параметры.: длительность импульеа 240-300 мкс, энергия в нмнуль- се 6,36-0,55 Дж, ток короткого замыкания 100-120 А. Электрод-инструмент пере- меп1ают по поверхности ручным ма Н1пуля- тором с непрерывным касанием обрабатываемой поверхности со скоростью 2-5 мм/с в зависимости от диаметра электрода. В процессе легирования происходит плавление и испарение оксидного слоя на поверхности изделия. Одновременно в зоне разряда происходит разложение кероеина н внедрение в повер.хностный слой углерода, процентное содержание которого гри указанных параметрах импульсов находится в пределах оптимального для данного процееса (0,35-0,50%).

В результате переведенный в парообразное состояние оксид частично восстанавливается углеродом с образованием нуСП N3

О1 4 N3

1521542

34

зырьков, заполненных окисью углерода СО,оставляют в ванне с керосином. При отсутстнерастворимой в металле, выделяющих-вии воздуха не происходит окисления, а вреся в окружающую среду, и частично рас-мя пребывания детали на воздухе перед

Сбиваются в жидком диэлектрике. Одновре-напылением сводится к минимуму. При этом

менно происходит легирование поверхности с скорость роста оксидного слоя уменьщается

образованием слоя преимущественно из фазв 100-150 раз по сравнению с чисто ниNisAl и NiAl в соотнощении 5:1, прочностькелевым покрытием.

сцепления которого с подложкой близка кПри данном соотнощении никеля и алюкогезионной прочности самой подложки.миния в процессе окисления на воздухе

При этом образовавщийся слой непрони-образуется щпинельная защитная фаза

цаем для диффузии углерода к поверх- ЫЮ-АЬОз в виде пленки толщиной 20 А,

ности, где последний мог бы препятство-обладающая повышенной хрупкостью и отвать диффузионному и химическому вза-слаивающаяся в виде, чешуек при ударе

имодействию с материалом напыляемогонапыляемых частиц на подложку. При измевпоследствии газотермического покрытия.нении соотнощения никеля и алюминия

15 на поверхности переходного слоя вместо

Излшлки углерода диффундируют вглубьшпинели Nio-AUOa формируются плотно

поверхности изделия на глубину 100-сцепленные с поверхностью аморфные окси120 мкм. Всплывающие в микрованне пузырь-ды, устойчивые при ударе напыляемых

ки окиси углерода частично выводятся в окру.-частиц на подложку и затрудняющие хими

жающую среду, частично остаются в пере-ческое и диффузионное взаимодействие,

ходном слое в виде сетки пор размером

5-10 мкм, которые резко снижают тепло-Формула изобретения проводность слоя и, следовательно, увеличивают температуру в контакте при последую-Способ электроискрового легирования щем газотермическом напылении основногоэлектродом-инструментом, содержащим ни- слоя. При заданных предлагаемым способом25 кель, осуществляемый в среде жидкого ди- условиях формируется слой с шерохова-электрика при питании импульсным током, тостью 65-95 мкм (оптимальной с точкиотличающийся тем, что, с целью обеспе- зрения адгезии газотермического покрытия),чения прочности сцепления нанесенного слоя микротвердостью 270 кГ/мм и высокойсо слоем, наносимым методом газотерми- плотностью дислокаций и вакансий. Кромеческого напыления, процесс ведут электро- того, благодаря заданному соотношению ни-30 дом-инструментом, дополнительно содержа- келя и алюминия в переходном слое не-щим алюминий, при следующем соотноше- значителен уровень остаточных напряжений,нии компонентов, мас.%: не превышающий 2-5 кГ/мм. Перечислен-Никель 70-75 ные свойства переходного слоя обеспечи-Алюминий 30-25 вают благоприятные условия для первичного схватывания, химического и диффузион-35 а электрические режимы выбирают из диапа- .ного взаимодействия с напыляемым впо-зонов: длительность импульса 240-300 мкс; следствиии газотермическим покрытием. Поэнергия в импульсе 0,36-0,55 Дж; ток корот- окончании процесса легирования изделиекого замыкания 100-120 А.

Изобретение относится к электроискровому легированию (ЭИЛ) и может быть использовано для подготовки поверхности стальных или чугунных изделий под нанесение основного слоя газотермическим напылением. Целью изобретения является обеспечение прочного сцепления нанесенного ЭИЛ и основного слоев. Это достигается использованием электрода, включающего никель и алюминий в соотношении 70-75 и 30-25 мас.% соответственно. Электрические параметры ЭИЛ: длительность импульса 240-300 мкс, энергия в импульсе 0,36-0,55 Дж, ток короткого замыкания 100-120А. Указанные признаки обеспечивают разложение и частичное восстановление присутствующих на изделии оксидных пленок. При этом твердость, химический состав и структура нанесенного слоя обеспечивают диффузионное и химическое взаимодействие с основным слоем и прочное с ним сцепление.