6.7.4. Электромеханическое упрочнение

Использование локальных источников тепла (электроэрозионный процесс) и механического наклепа (для устранения растягивающих напряжений и микротрещин) позволяет получить на некоторых сплавах поверхностную литую структуру с твердостью более 65-67 HRC_Э глубиной [131] до 0,4 мм в жидкой среде и до 5 мм – на воздухе. Но при толщине зоны упрочнения более 0,1 мм в сталях образуются микротрещины, которые устраняются раскаткой или ударным наклепом. Электромеханическое упрочнение нашло применение для крупных деталей (оси, цапфы и др.), например, землеройных машин, лесозаготовительной техники, железнодорожного транспорта.

В некоторых случаях (например, при резке прутков) сопутствующий разделению процесс упрочнения мешает выполнению последующих операций механообработки, и требуются приемы, снижающие глубину и твердость измененного слоя.

В табл. 6.30 показано воздействие электроимпульсного метода обработки с раскаткой на качество и износ деталей из серого чугуна.

Таблица 6.30. Упрочнение чугуна

Вид обработки	Глубина упрочненного слоя, мм	Микротвердость, МПа	Остаточные напряжения	Повышение износостойкости, раз
Механическая обработка	0,2-0,3	7500	Растягивающие	1,0
Электроимпульсная обработка с раскаткой	0,35	9700 (12000)	Сжимающие	3-5

В процессе обработки использовались импульсы тока с энергией от 2,0 Дж, что без раскатки (механического воздействия) вызывало появление микротрещин с шириной раскрытия до 3 мкм и глубиной до 10 мкм. Раскатка позволила устранить эти дефекты, что подтвердили металлографические исследования.

6.7.5. Электрохимикомеханический метод обработки

Метод нашел использование при комбинированной обработке каналов постоянного сечения, хотя имелись попытки [109] применить его для труб переменного профиля.

На рис. 6.49 показана толстостенная труба диаметром 37 мм из стали 40ХНМА длиной 1400 мм.

Рис. 6.49. Труба, обработанная электрохимикомеханическим методом

Исходная погрешность заготовки после раскатки составляла от 0,2 до 0,3 мм, средний припуск на обработку 0,35 мм. После комбинированной обработки получены технологические показатели, приведенные в табл. 6.31.

Сравнение результатов с табл. 6.6 показывает, что после КМО (табл. 6.31) достигнуты результаты, повышающие усталостную прочность материала до 10%. Точность обработки при электрохимикомеханическом методе позволяет использовать его для изготовления пневмо- и гидроцилиндров, где шаржирование поверхности абразивными зернами из круга нежелательно.

Таблица 6.31. Показатели применения

электрохимикомеханической обработки

Вид обработки	Погрешность, мм	Шероховатость, Ra, мкм	Средняя скорость подачи инструмента, мм/с	Наклеп
				степень, %	глубина, мм
Механическое шлифование	0,08-0,1	0,32-0,64	1,5-2	Переменная
ЭХО	0,05-0,08	0,64-1,25	7,0	82	0,1
Комбинированный метод обработки	0,025-0,035	0,2-0,25	5,2-6	161	0,25-0,3

Новым направлением использования разработанного метода является получение втулок к шариковым винтам, где удалось достичь точности 0,08-0,1 мм и за счет этого сократить число переходов для нарезания винтового профиля с 6 до одного (калибровка).