|
и низкую шероховатость поверхности (J=9,6 А, С=1 мкФ, частота следования импульсов f=(66...67) кГц, длительность импульса Ti=20 мкс, число проходов п=4, число оборотов электрода 3400 об/мин) [205, 206]. Правильно выбранная технология ЛЭНП позволяет существенно увеличить период стойкости инструмента, улучшить качество обрабатываемого металла, повысить производительность и частично снизить энергетические затраты на процесс резания (табл. 4.3). Электроискровое легирование, в частности, ЛЭНП, приводит к образованию на обрабатываемой поверхности слоя, состоящего из «белого слоя» (БС) и находящейся под ним зоны термического влияния (ЗТВ). Наиболее неизученной частью слоя является БС, обладающий высокой стойкостью против воздействия растворов кислот, что препятствует выявлению его структурных составляющих. БС, внешне бесструктурный, обладает аномально высокой микротвердостью. Например, микротвердость БС, образовавшегося после ЛЭНП твердым сплавом ВК6М на быстрорежущей стали достигает (15000... 18000) МПа. При этом размер блоков составляет (20...55) нм. Между БС и ЗТВ находится диффузионная зона (ДЗ). ДЗ и ЗТВ многие исследователи объединяют общим названием «термодиффузионная зона» или «переходный слой», который представляет собой область диффузионного проникновения элементов материала электрода в материал детали или инструмента (в зону термического воздействия искровых разрядов). Переходный слой имеет мелкокристаллическую структуру, которая возникает в результате сверхскоростного нагрева и охлаждения материалов анода и катода, высокого давления, развиваемого каналом разряда в точке его возникновения, и многократного униполярного действия электрического поля высочайшей напряженности. На образование БС на поверхности быстрорежущих сталей оказывает влияние высокая скорость теплоотвода (> 1600° С/с) в массу материала образца 115 или детали. |
105 а) б) в) Рис. 33. Микроструктуры ЛЭНП из сплава ВК6М на быстрорежущей стали Р18Ф2: а — косой срез (*400); б поверхность покрытия (*400); в композит подложка Р6М5 сверхмарочного состава с ЛЭНП из твердого сплава Т15К6 (*200) Электроискровое легирование, в частности ЛЭНП, приводит к образованию на обрабатываемой поверхности слоя, состоящего из «белого слоя» (БС) и находящейся под ним зоны термического влияния (ЗТВ). Наиболее не изученной частью слоя является БС, обладающий высокой стойкостью против воздействия растворов кислот, что препятствует выявлению его структурных составляющих. БС, внешне бесструктурный, обладает аномально высокой микротвердостью. Например, микротвердость БС, образовавшегося после ЛЭНП твердым сплавом Т15К6 на быстрорежущей стали достигает 18000...20500 МПа. При этом размер блоков составляет 20...55 нм. Между БС и ЗТВ находится диффузионная зона (ДЗ). ДЗ и ЗТВ многие исследователи объединяют под общим названием «термодиффузионная зона» или «переходный слой», который представляет собой область диффузионного проникновения элементов материала электрода в материал детали или инструмента (в зону термического воздействия искровых разрядов). Переходный слой имеет мелкокристаллическую структуру, которая возникает в результате сверхскоростного нагрева и охлаждения материалов анода и катода, высокого давления, развиваемого каналом разряда, в точке его возникновения, и многократного униполярного действия электрического поля высочайшей напряженности. На образование БС на поверхности быстрорежущих сталей оказывает влияние высокая скорость теплоотвода (> 1600 °С/с) в массу материала образца или детали. Таким образом, кристаллизация, фазовые превращения, диффузия и химические взаимодействия, протекающие при ЛЭНП, приводят к образованию неравновесных структур с микрокристаллической и аморфной фазами, отличающимися очень мелким зерном и высокой гетерогенностью по структуре и составу. Причем размер зерен по порядку близок к наноразмеру и составляет 40... 100 нм. На рис. 3.4, а, б представлены характерные поверхности разрушения «белого слоя», по которым можно судить о размере фаз. 106 а) Рис. 3.4. Фрактограмма разрушения «белого слоя» ЛЭН покрытия из твердого сплава ВК6М па подложке из быстрорежущей стали Р18Ф2: а *5000;б х12000 Проведенный анализ «переходного слоя» для композита (подложка Р18Ф2 с ЛЭНП из ВК6М) показал, что он состоит из троостомартенсита, который переходит в троостит. В поверхностном слое покрытия рентгеновским способом на установке типа «ДРОН-ЗМ» на хромовом Ки-излучении с монохромотизацией отраженного пучка с различными скоростями движения счетчика (2; 1/2; 1/4 об/мин) идентифицированы a-Fe, Со и Мо. В подложке стали Р18Ф2 установлено наличие как a-Fe, так y-Fe с содержанием до 13... 15%. В покрытии После упрочнения инструмента рекомендуется поверхностное пластическое деформирование выглаживание, которое осуществляется вручную шлифовальной шкуркой или алмазными кругами, либо с помощью приспособлений, оснащенных специальными гладилками с наконечниками из синтетических алмазов и минералокерамики. Вместо выглаживания алмазными кругами можно применять доводку поверхности электродом из электртрафита ЭГ-4. В точном инструменте достаточно упрочнить только переднюю поверхность вдоль режущей кромки и ленточки для сверла. ЛЭН покрытий на режущий инструмент проводилось при оптимизированной технологии [119, 120J, обеспечивающей максимальную эрозию электрода и низкую шероховатость поверхности. Правильно выбранная технология ЛЭНП позволяет существенно увеличить период стойкости инструмента, улучшить качество обрабатываемого металла, повысить j производительность и частично снизить энергетические затраты на процесс резания. В практике электроискрового легирования перед нанесением покрытия на деталь ранее не использовавшимся анодом принято проводить его приработку. Приработка заключается в том, что оператор некоторое время на рабочей поверхности новым анодом обрабатывает материал, который по составу соответствует материалу детали. Известно, что приработка позволяет увеличить массу перенесенного на деталь материала анода (массоперенос). Исходя из закономерностей структурообразования при ЭИЛ [121, 122] можно предположить, что приработка позволяет заранее сформировать на поверхности анода переплавленный слой (вторичную структуру) с определенными свойствами [122]. Возникновение вторичных структур на аноде, обусловленных приработкой, приводит к уменьшению общего количества эрозионных частиц и увеличивает их число при большем удалении от места электроискровой обработки. Ill |