Способ электроэрозионного легирования стальных деталей более легкоплавкими материалами Советский патент 1993 года по МПК B23H9/00 B23H1/00 

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки и может найти применение в машиностроительной промышленности при изготовлении деталей штампов и машин.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей при легированиисложнопрофильныхповерхностей формообразующей оснастки и деталей машин путем переноса материала электрода-инструмента, имеющего простую форму.

Поставленная цель достигается тем. что электроэрозионное легирование (ЭЭЛ) ведут электродами-инструментами из металлов и сплавов, имеющих эмпературу плавления Тпл несколько сот градусов, при прямой полярности с длительностью импульса более 500 мкс и среднем токе Icp, определяемом по формуле

Icp (0,3...0,5) Тпл0 8

Принципиальная сущность способа заключается в следующем. При ЭЭЛ используют электроды-инструменты и режимы, которые обуславливают максимальный из- нос электрода-инструмента при нулевом съеме металла с обрабатываемой заготовки. В связи с этим для ЭЭЛ по предлагаемому

00

iCJ

-ч ел ю

ы

способу поставляют деталь с окончательно обработанными рабочими поверхностями.. В качестве электрода-инструмента используют, например, пластину, покрывающую всю рабочую поверхность детали, подлежащей обработке. Электрод-инструмент по мере своего изнашивания приобретает геометрию обрабатываемой поверхности дета- ли, в результате чего процесс ЭЭЛ охватывает все участки этой поверхности. В связи с интенсивным износом электрода- инструмента происходит перенос его материала на обрабатываемую поверхность детали, что обуславливает существенные изменения эксплуатационных свойств обрабатываемой детали.

Таким образом, предлагаемый способ электроэрозионного легирования обеспечивает следующие преимущества:

10

15

обеспечения переноса его на обрабатываемую поверхность в жидком состоянии различных условий ведения процесса ЭЭЛ. Экспериментально установленная зависимость между средним током Ср и температурой плавления Тпл таких металлов, как олово, свинец, цинк, алюминий, дуралюмин, выражается в виде .следующей формулы

1ср (0,3„.0,5)Тпл°-6

При этом наибольший перенос материала электрода-инструмента наблюдается при прямой полярности и длительности иМ- пульса более 500 мкс. Использование длительности импульса меньше 500 мкс приводит к уменьшению толщины зоны термического влияния. При использовании среднего тока Icp меньше минимальной величины, рассчитанной по приведенному выражению, наблюдается искажение формы

1. Для ЭЭЛ не требуется сложнопро- 2.0 обрабатываемой полости или отверстия при

фильного электрода-инструмента. В качестве электрода-инструмента могут быть использованы пластина, стержень, брусок, что снижает себестоимость легирования.

2. В связи с простой формой электрода- инструмента возможной целесообразно насыщать обрабатываемую поверхность всеми доступными элементами, способствующими повышению стойкости детали и входящими, в состав электрода-инструмента.

Высокая эффективность изменения эксплуатационных свойств наблюдается при обеспечении переноса материала электрода-инструмента в жидком состоянии, при котором существенно уменьшается пористость поверхностного слоя.

В процессе ЭЭЛ интенсивно изнашиваются электроды-инструменты из олова, свинца, цинка, алюминия, дуралюмина при соответствующих режимах обработки. Перечисленные материалы обладают различными свойствами, что оказывает влияние на эксплуатационные характеристики обрабатываемых деталей. Например, поверхность стальной детали приобретает повышенную теплостойкость при ЭЭЛ электродом-инструментом из алюминия, дуралюмина, пониженны и коэффициент трения при использовании свинца и т.д..

Перечисленные материалы электродов- инструментов имеют различную температуру плавления Тпл,/что требует для

Составитель Н.Фотеев Техред М.Моргентал

25

30

35

40

45

50

Редактор

использовании электрода-инструмента простой геометрии. В диапазоне средних токов, рассчитанных по вышеприведенной формуле, электрод-инструмент изнашивается интенсивно, при минимальном съеме металла с заготовки в процессе ЭЭЛ, что обуславливает успешную реализацию способа. При среднем токе, превышающем максимальное значение, определяемое по приведенной формуле, обрабатываемая поверхность становится грубой, непригодной для эксплуатации многих типов деталей.

Формула изобретения Способ электроэрозионного легирования стальных деталей более легкоплавкими материалами, который ведут при прямой полярности включения электрода-инструмента и детали и длительности импульсов более 500 мкс, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей при легировании сложнопро- фильных поверхностей, используют непрофилированный электрод-инструмент, размеры которого превышают размеры обрабатываемого профиля, материал электрода-инструмента выбирают из ряда: олово, свинец, цинк, алюминий, дуралюмин, а величину тока определяют из выражения

Icp (0,3,..0,5) Тпл0 8, где Icp - средний ток, А;

Тпл - температура плавления материала электрода-инструмента.

Корректор О.Кравцовз

0

5

обеспечения переноса его на обрабатываемую поверхность в жидком состоянии различных условий ведения процесса ЭЭЛ. Экспериментально установленная зависимость между средним током Ср и температурой плавления Тпл таких металлов, как олово, свинец, цинк, алюминий, дуралюмин, выражается в виде .следующей формулы

1ср (0,3„.0,5)Тпл°-6

При этом наибольший перенос материала электрода-инструмента наблюдается при прямой полярности и длительности иМ- пульса более 500 мкс. Использование длительности импульса меньше 500 мкс приводит к уменьшению толщины зоны термического влияния. При использовании среднего тока Icp меньше минимальной величины, рассчитанной по приведенному выражению, наблюдается искажение формы

0 обрабатываемой полости или отверстия при

Фотеев нтал

5

0

5

0

5

0

использовании электрода-инструмента простой геометрии. В диапазоне средних токов, рассчитанных по вышеприведенной формуле, электрод-инструмент изнашивается интенсивно, при минимальном съеме металла с заготовки в процессе ЭЭЛ, что обуславливает успешную реализацию способа. При среднем токе, превышающем максимальное значение, определяемое по приведенной формуле, обрабатываемая поверхность становится грубой, непригодной для эксплуатации многих типов деталей.

Формула изобретения Способ электроэрозионного легирования стальных деталей более легкоплавкими материалами, который ведут при прямой полярности включения электрода-инструмента и детали и длительности импульсов более 500 мкс, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей при легировании сложнопро- фильных поверхностей, используют непрофилированный электрод-инструмент, размеры которого превышают размеры обрабатываемого профиля, материал электрода-инструмента выбирают из ряда: олово, свинец, цинк, алюминий, дуралюмин, а величину тока определяют из выражения

Icp (0,3,..0,5) Тпл0 8, где Icp - средний ток, А;

Тпл - температура плавления материала электрода-инструмента.

Корректор О.Кравцовз

Использование: создание поверхностей с заданными эксплуатационными свойствами при изготовлении штампов и деталей 2 машин. Сущность изобретения: электроэрозионное легирование сформированных сложнопрофильных поверхностей ведут непрофилированным электродом-инструментом (ЭЙ), например в виде пластины, стержня бруска. Размеры ЭЙ должны превышать размеры обрабатываемого профиля. Материал ЭЙ: олово, свинец, цинк, алюминий, дуралюмин. Для этих материалов величину среднего рабочего тока определяют в зависимости от температуры плавления материала ЭЙ, а длительность импульсов тока задают более 500 мкс. Процесс ведут при прямой полярности включения ЭЙ и детали. Легирование обеспечивается за счет максимального износа ЭЙ и переноса его материала в жидком виде на обрабатываемую поверхность при нулевом сьеме металла с нее. При износе ЭЙ приобретает геометрию обрабатываемого профиля. И ж-