Дослідження кінетики процесу ерозії і формування поверхневого шару при електроіскровому легуванні твердими сплавами
Введення. Відомо, що підвищення працездатності інструментального матеріалу (ІМ) здійснювалося за рахунок підвищення його твердості і температури плавлення [1]. Що призвело до використання в якості ВМ тугоплавких сполук (cамсонідов) і алмазу. З'явилася тенденція створення компактних ІМ, переважно за рахунок зміни фазового та хімічного складу ВТС. У роботах [2,3,4,5] наведені дані по проробленим експериментам підвищення фізико-хімічних властивостей покриттів оброблюваних в процесі ЕІЛ. Вивчення етапів формування поверхневого шару (ПС), а разом з тим і процесу перенесення матеріалу анода на катод дозволить прогнозувати швидкість і коефіцієнт переносу маси в процесі електроіскрового легування.
Завдання даної роботи полягає у вивченні закономірності формування первинного і вторинного шару з урахуванням кінетики переносу маси з анода на вольфрам - і тітансодержащего модельні матеріали.
Метою даної роботи є дослідження впливу анода ВК15, структури, твердості на формування ЛЗ при ЕІЛ ТС промислового виробництва і ВК8ІМ.
Сучасний стан проблеми дослідження кінетики формування легованого шару. Висока вартість вольфрамового і кобальт сировини і скорочення його запасів, поява нових важкооброблюваних матеріалів в даний час загострює проблему підвищення працездатності вольфрамсодержащіх твердих сплавів (ВТС) - основного матеріалу у виробництві ріжучого інструменту (РІ), для обробки металів та їх сплавів, а також в гірничодобувній промисловості. Найбільше застосування ВТС отримали в умовах, надзвичайно несприятливих для процесу різання, де з одного боку, існує постійна необхідність підвищення продуктивності і точності обробки, а з іншого боку - умови різання безперервно посилюються. [1]
Можна припустити, що в процесі ЕІЛ в результаті зміни складу і структури поверхневих шарів електродів (освіти «вторинних структур» [6, 7], а також їх нагріву («вторинного тепла») буде змінюватися мікро -макроструктура ЛЗ та його ФХС. Крім того, в процесі ЕІЛ у зв'язку з особливістю впливу іскрових розрядів на поверхню електродів (наведену, як правило, до см 2 поверхні) з підвищенням питомої часу легування буде спостерігатися поступове «закриття» оброблюваної поверхні матеріалом легуючого електроду, що також повинно приводити до зміни фазового та хімічного складу поверхні ЛЗ, при дослідженні ФХС за площею фізико-хімічними методами дослідження.
Матеріал, методика, обладнання. Вибрані марки твердих сплавів відображали значною мірою склад і властивості найбільш вживаних марок для ріжучого інструменту, що містять тільки карбіди WC або WC-TiC. [1]
Для дослідження масопереносу матеріалу електродів анод/катод в процесі ЕІЛ використовували установку Корона 1101 з наступним режимом: Iср.=0,7 А; Uср.=40 в; t ІМП=12? 10 - 5; г ср ІМП/сек=50, потужність режиму Дж/хв (расч.)=10,08. Зміна маси ІПС визначалося гравіметричним методом з використанням стандартних ваг «ВЛР - 200» класу 2 з точністю 5 мкг, ГОСТ 24104-80, триразовим виміром.
Методично робота складена з декількох етапів:
. Попереднє дослідження кінетики масопереносу модельних матеріалів при ЕІЛ поверхонь ВТС з аналізом отриманих даних по ефективності процесу формування ЛС.
. Визначення модельних матеріалів металів, що володіють найбільшим сумарним массопереносом.
. Детальне дослідження кінетики масопереносу електродних матеріалів на поверхню ВТС з визначенням? K, Кп в процесі ЕІЛ.
. Дослідження поверхні легованого шару.
. Аналіз, узагальнення результатів досліджень
Дослідження кінетики масопереносу. Для виявлення закономірностей формування поверхневого шару досліджували кінетику масопереносу, тобто ерозію анода і приріст ваги катода, гравіметричним методом (малюнок 1). При цьому зразки (анода і катода) зважували до і після легування. Питому ерозію анода D а і питома приріст катода D до оцінювали зважуванням зразків до і після ЕІЛ. Облік маси зразків проводився через 5-10 секунд, процесу ЕІЛ з використанням стандартних ваг «ВЛР - 200» класу 2, ГОСТ 24104-80, триразовим виміром з точністю до 5 мкг.
Сумарний час легування поверхні, віднесене до 1 см 2, сягала до 4 хвилин.
електроіскровий легування анод катод
Малюнок 1 - кінетика масопереносу при ЕІЛ/ВК 15
Найбільший приріст отримав твердий сплав Т 5 До 10, на думку...
