Использование современных ресурсосберегающих методов при изготовлении и ремонте деталей на примере электроискрового легирования (ЭИЛ)

Работа посвящена универсальному ресурсосберегающему методу обработки деталей – электроискровому легированию (ЭИЛ), используемому как при изготовлении, так и при ремонте деталей. Этот метод позволяет наносить упрочняющие и восстанавливающие покрытия на различные объекты (детали, инструменты, технологическую оснастку) независимо от их форм и размеров.

Цель исследования: примерами практического применения метода ЭИЛ показать высокую универсальность и эффективность его для решения задач машиностроительного и ремонтного производства.

Методы. Работа аналитическая, выполнена с учетом практического опыта авторов.

Результаты. Приведены краткие сведения о методе ЭИЛ, механизме формирования покрытий, их толщине и свойствах. При реализации упрочняющих технологий износостойкость повышается в 2-5 раз и более нанесением покрытий повышенной твердости с использованием электродов из металло-керамических твердых сплавов на основе карбидов TiC, WC и других твердых соединений. Показана целесообразность восстанавливающих ЭИ технологий: износ большинства деталей (около 85 %) агрегатов различной техники не превышает 200 мкм, а себестоимость восстановления их обычно составляет не более 25-30 % от стоимости новой детали; ресурс восстановленных деталей соизмерим или превышает ресурс новых деталей. Описаны на конкретных примерах упрочняющие и восстанавливающие технологии.

Заключение. Приведенные примеры практического применения метода ЭИЛ подтверждают положение о высокой универсальности и эффективности этого метода для решения задач машиностроительного и ремонтного производства. Полученные результаты могут быть использованы при выборе метода упрочнения или восстановления различных объектов из металлов и сплавов (детали машин, инструменты, технологическую оснастку) с учетом достоинств ЭИЛ.

1. Лазаренко Б.Р., Лазаренко Н.И. Физика электроискрового способа обработки материалов. М.: ЦБТИ МЭП, 1946.

2. Spadło S. Comparative studies of brush electrodischarge machining with electrodes of alloy steel and tungsten. Advanced Manufacturing Systems and Technology, International Centre for Mechanical Sciences (CISM), Courses and Lectures. Springer – Veralag Wien New York. 2002. № 437. P. 515-524.

3. Radek N., Bartkowiak K. Performance properties of electro-spark deposited carbideceramic coatings modified by laser beam // Physics Procedia. 2010. № 5. Р. 417-423.

4. Chang-bin T., Dao-xin L., Zhan W., Yang G. Electro-spark alloying using graphite electrode on titanium alloy surface for biomedical applications // J. Applied Surface Science. 2011. № 257. Р. 6364-6371.

5. Victor Verbitchi, Cristian Ciuca, Radu Cojocaru. Electro-spark coating with special materials // Nonconventional Technologies Review. 2011. № 1. Р. 57-62.

6. Xie Y.J., Wang M.C., Huang D.W. Comparative study of microstructural characteristic of electrospark and Nd: YAG laser epitaxially growing coatings // J Applied Surface Science. 2007. № 253(14). Р. 6149−6156.

7. Ribalko A.V., Sahin O. The use of bipolar current pulses in electro spark alloying of metal surfaces // Surface & Coatings Technology. 2003. № 168. Р. 129-135.

8. Николенко С.В., Верхотуров А.Д. Новые электродные материалы для электроискрового легирования. Владивосток: Дальнаука, 2005. 219 с.

9. Zamulaeva E.I., Levashov E.A., Skryleva E.A., Sviridova T.A., KiryukhantsevKorneev Ph.V. Conditions for formation of MAX phase Cr2AlC in electrospark coatings deposited onto titanium alloy // Surface & Coatings Technology. 2016. № 298. Р. 15–23.

10. Михайлов В.В., Бачу К.А., Пасинковский Е.А., Перетятку П.В. К вопросу электроискрового легирования титана и его сплавов // Электронная обработка материалов. 2006. № 3. С. 106−111.

11. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика) / Ф.Х. Бурумкулов, П.П. Лезин, П.В. Сенин, В.И. Иванов, С.А. Величко, П.А. Ионов. Саранск, 2003. 504 с.

12. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика) / Ф.Х. Бурумкулов, П.П. Лезин, П.В. Сенин [и др.]. Саранск, 2003. 504 с.

13. Иванов В.И., Бурумкулов Ф.Х., Денисов В.А. Электроискровой способ нанесения толстослойных покрытий повышенной сплошности / Евразийский патент № 017066, опубл. 28.09.2012. Бюллетень ЕАПВ «Изобретения (евразийские заявки и патенты)». № 9. 2012.

14. Гвоздев А.А., Иванов В.И., Костюков А.Ю. О развитии опыта восстановления неподвижных соединений нанесением электроискровых покрытий // Ремонт, восстановление, модернизация. 2017. № 12. С. 9-12.

15. Иванов В.И. Электроискровые технологии и оборудование в России и за рубежом // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2017. № 5. С. 41-54.