Технология упрочнения ЭИЛ деталей машин, оснастки и инструмента наноструктурированными электродами.

 

     Обеспечение стабильных эксплуатационных характеристик изделий может быть достигнуто либо путем создания новых конструкционных материалов, либо нанесения на поверхность защитных покрытий, например, методом электроискрового легирования (ЭИЛ).

     Метод ЭИЛ основан на явлении электрической эрозии и полярного переноса материала анода (электрода) на катод-деталь при протекании импульсных разрядов в газовой среде.

     Получаемые, в результате ЭИЛ поверхностные слои имеют высокую прочность сцепления с основой (деталью) и могут обеспечить:

-увеличение твердости, коррозионной стойкости, износо- и жаростойкости;

-снижение способности к схватыванию поверхностей при трении, особенно при высоких температурах или в вакууме;

-получение стабильного коэффициента трения в узлах, работающих в переменных условиях (переменные температуры, различные газовые среды и вакуум, режим многократных пуск-остановок и т.п.);

-снижение коэффициента трения в парах, где непригодны обычные методы нанесения антифрикционных материалов;

-восстановление размеров инструмента, деталей машин и механизмов;

-изменение электрических свойств контактирующих элементов и эмиссионных способностей поверхности;

-проведение на обрабатываемой поверхности микрометаллургических процессов для образования на ней необходимых химических соединений;

-создание на рабочей поверхности переходных слоев заданной шероховатости;

     Преимуществами технологии является возможность локальной обработки поверхности, относительная простота, не требующая применения  труда высоко квалифицированного персонала, низкие энергозатраты, экологическая чистота, отсутствие требований по предварительной подготовке обрабатываемой поверхности, высокая надежность оборудования, возможность механизации процесса нанесения.

1. Оборудование для электроискрового легирования

Оборудование марки «Alier-Metal», успешно применяется для решения различных инженерно-технических задач, таких как упрочнение и восстановление прокатных валков, штамповой оснастки (штампы молотовые, изотермические, гибочные, для горячей и холодной штамповки, выдавливания и т.д.), режущего инструмента (метчики, фрезы, протяжки, ножи, пилы и т.д.), другие детали машин, работающие в экстремальных условиях эксплуатации.

 

Переносная установка для электроискрового легирования «Alier-Metal G-53»

Тип .......................................................................... зависимый генератор

Количество рабочих режимов ............................................................... 7

Количество подрежимов на каждом из рабочих режимов ......... 5

Рабочий ток  (в зависимости от режима) ................................... 200 А

Тип инструмента

- ручной низкочастотный  100 Гц

- с вибрирующим дисковым электродом

Толщина наносимого покрытия (упрочнение) .............. 10-450 мкм

Производительность .......................................................... до 6 см2/мин

Питание ........................................................................................ 220В, 50Гц

Потребляемая мощность, не более ........................................... 500 Вт

Габаритные размеры, не более ............................ 170 × 250 × 430 мм

Масса генератора ................................................................................. 15 кг

 

Отличительной особенностью данной установки являются ее малые габаритные размеры и вес, а также возможность оптимизации режима нанесения покрытий для любого типа электродного материала, путем изменения режимов работы генератора.


 

 

2. Электродные материалы

 

     В настоящее время имеются электроды на основе карбида титана, карбида хрома и диборида титана, соответствующие ТУ 1984-012-11301236-2008, изготовленные по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС).

     Составы базовых электродных материалов приведены в таблице 1. Здесь же в таблице указан состав нанодисперсной добавки.

 

Таблица 1. Состав и свойства применяемых электродных материалов

Электродный материал

(система)

Химический состав, %

Нанодисперсная добавка

СТИМ-9/20A (TiB2-TiAl)

66,7 Ti – 20,0 Al – 13,3 B

ZrО2, Al2O3 NbC WC-Co, WC, W

СТИМ-40НА (TiC-NiAl)

48,0 Ti-12,0 C-12,6 Al-27,4 Ni

ZrO2 NbC W

 

Использование наноструктурированных электродов, а также оптимальных частотно-энергетических режимов нанесения, обеспечивает формирование многофункциональных наноструктурных защитных покрытий с высокой износо- жаро- и коррозионной стойкостью, антифрикционностью и повышенными эксплуатационными свойствами на различных материалах (стали, титановые и никелевые сплавы и т.д.).


3. Технологии упрочнения

Разрабатываемая технология пригодна для упрочнения прокатного, режущего и штампового инструментов, а также деталей машин и механизмов. В частности, технология упрочнения штампов гарантированно повышает их стойкость в 2 и более раз.

 

Относительная износостойкость штамповой стали Х12МФ с различными вариантами ЭИЛ  покрытий


1 – СТИМ-9/20A (состав TiB2-TiAl) + смазка; 2 - СНМ 8 ((WC-Co)нано)+ смазка; 3 - СНМ 8; 4 - СТИМ-40НА (TiC-NiAl); 5 - СТИМ-40НАКНн (TiC–NiAl–NbCнано); 6 –  СТИМ-20НМон (TiС – Ni - Moнано); 7 – двухслойное покрытие СТИМ-40ТА и графит МПГ; 8 – сталь Х12МФ (образец без покрытия)


 

 

Формы сотрудничества

Проведение работ по хозяйственным договорам.

В смету стандартного договора входят следующие статьи затрат:

1. Фонд оплаты труда

2. Отчисления на социальные нужды

3. Стоимость электродов

4. Командировочные расходы

5. Накладные расходы