6.6.24. Электроэрозионное восстановление деталей с термическим упрочнением

Электроэрозионное легирование (6.6.22) позволяет нарастить слой металла на заготовке до десятых долей миллиметра, что в большинстве случаев недостаточно для восстановления изношенных размеров, где величина износа с учетом обработки нанесенного покрытия, как правило, более 0,5-0,6 мм. В институте прикладной физики академии наук Республики Молдова разработан способ наращивания слоя с толщиной до 1,5 мм на сторону тела вращения без общего нагрева детали, что после механической обработки дает адгезионно стойкое покрытие высокой прочности и износостойкости толщиной более 1 мм.

В зависимости от режима обработки высота неровностей покрытия составляет от 20 до 320 мкм, что определяет припуск на последующую механическую обработку. При этом на восстановленной поверхности могут оставаться местные углубления, которые не снижают эксплуатационных свойств упрочненных деталей.

Созданы узлы, устанавливаемые на токарных станках, и генераторы, обеспечивающие стабильный процесс восстановления и упрочнения деталей. В некоторых случаях покрытие раскатывают, что позволяет стабилизировать наклеп и выровнять макрогеометрию поверхности.

Режимы нанесения покрытий:

- напряжение, В – 80-110

- энергия импульса, Дж

черновые режимы – 1-3,15

чистовые режимы – 0,8-1,0

- угловая частота электрода-инструмента, – 5-30

Электроды-инструменты выполняют из низкоуглеродистой стали в форме диска размером 120х0,8 мм.

Созданный на базе серийной установки "Элитрон 354" узел устанавливается на суппорте токарно-винторезного станка, при этом не предъявляется высоких требований к его качеству, т.е. можно в качестве базы для модернизации использовать изношенное оборудование.

6.6.25. Гальваномеханическое восстановление металлических деталей

В [45], [129] рассмотрено получение хромовых покрытий с выглаживанием поверхности твердым керамическим инструментом (рис. 6.43).

Процесс позволяет получить структуру покрытия, близкую к аморфной, сжимающие остаточные напряжения, высокую износостойкость, адгезию к восстанавливаемой детали, беспористость слоя.

После обработки достигается точность 5-6 квалитета ГОСТ, шероховатость поверхности R_a=0,02-0,04 мкм, что открывает возможность применять процесс в качестве окончательной технологической операции восстановления геометрии изношенных деталей.

Определенные технологические трудности вызывает подготовка поверхности под покрытие, т.к. для получения высокой точности требуется исходный профиль получить механическим методом. Этот существенный недостаток успешно преодолен в [45] по патенту 2224827 [95], где за счет увеличения давления на притир (на 10-12%) удается на черновом этапе восстановления выровнять макроповерхность, а затем получить точное покрытие требуемого качества. Здесь удалось во многих случаях полностью исключить выравнивание припуска на исходной поверхности.

Рис. 6.43. Схема гальваномеханического нанесения покрытия

1 – восстанавливаемая деталь; 2 – керамический притир;

3 – ванна с электролитом 4; 5 – инструмент-анод;

Р – сила давления на притир

Процесс восстановления выполняют при режимах:

- плотность тока, кА/м² – 18-20

- напряжение, В – регулируют до получения требуемой плотности тока

- электролит:

состав – 200-250 г/л CrO₃

200-250 г/л H₂SO₄

температура, К – 333-338

Инструмент (притир) выполняют из материала ВОК 60; В3 и других минералокерамик. Обработку ведут при давлении притира (Р) 1,5-2,5 МПа со скоростью перемещения заготовки 8-12 м/мин, а притира – 100-160 дв.ход/мин.

Предельная толщина покрытия, достигнутая при рассматриваемом процессе, составила около 500 мкм, хотя, по мнению [45], есть основания считать, что можно получать слой с толщиной до 1 мм и выше.