Спосіб поверхневої обробки деталей

Спосіб відноситься до області електрофізичних методів обробки металевих поверхонь та може бути застосований у різних галузях машинобудування для поверхневого легування деталей металами та сплавами. Відомий спосіб електроерозійного легування [а.с. №1252091, СССР, Бюл. "Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки" №31-86г., МКВ В23Н9/00], що включає періодичний контакт поверхні, яка обробляється та нагрітого електроду, здійснюється стальним електродом, нагрітим до стану перегріву в інтервалі температур 1100-1300°С. Недоліком відомого способу є те, що він не забезпечує підвищення міцності (мікротвердості) та корозійної стійкості покриття, яке наноситься, що призводить до зменшення строку служби деталей та виробів. Найбільш близьким за технічною суттю є спосіб електроіскрового легування [а.с. №621525, СССР, Бюл, "Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки" №32-78г., МКВ В23Р1/18], прийнятий за прототип, що здійснюється в умовах розігріву поверхневого шару електродів рідиною, яку подають у міжелектродний проміжок у розпиленому стані при 200-300°С, а у рідину вводять інгібітор корозії. Недоліком відомого способу є те, що він не забезпечує підвищення міцності (мікротвердості) та корозійної стійкості покриття, яке наноситься, що призводить до зменшення строку служби деталей та виробів. Технічною задачею запропонованого винаходу є створення способу поверхневої обробки деталей для підвищення міцності (мікротвердості) та корозійної стійкості покриттів, за рахунок чого збільшується строк служби деталей та виробів. Технічна задача вирішується за рахунок того, що здійснюють електроіскрове легування, причому, катод деталь (виріб) легують анодом при температурі нижчий за кімнатну та достатній для мартенситних перетворень у аноді. При електроіскровому легуванні рухливість та глибина проникнення атомів легуючого електроду (аноду), в якому відбуваються мартенситні перетворення, збільшується при температурах нижчих за кімнатну. Вибір температури легування нижче кімнатної суттєво впливає на параметри кристалічної ґратки катоду деталі (виробу), її енергетичні і механічні характеристики та збільшує градієнти температур і, відповідно, термопружні напруги в процесі обробки, що спричиняє подрібнення зерна у катоді та призводить до збільшення глибини проникнення атомів легуючого електроду (аноду), внаслідок чого на катоді формується зміцнений шар відповідної товщини. Значну корозійну стійкість та ще більшу міцність легованого шару досягають за рахунок утворення мартенситної структури, з високою мікротвердістю, при легуванні поверхні деталі анодом з матеріалу, в якому відбуваються мартенситні перетворення при відповідних температурах. Спосіб, що пропонується, здійснюють наступним чином. Деталь (виріб), який обробляють, нерухомо закріплюють у спеціальну державку, яку вміщують у ебонітовий контейнер та розміщують на робочому столі. Катод деталь (виріб) легують анодом при температурі нижчий за кімнатну та достатній для мартенситних перетворень у аноді. Для порівняння (міцності) мікротвердості та корозійної стійкості покриттів отриманих за допомогою способу, що заявляється та прототипу, були проведені аналогічні операції і за прототипом. Приклад 1 Катоди деталі (вироби), наприклад, мідний та титановий нерухомо закріплювали у спеціальну державку, яку вміщували у ебонітовий контейнер та розміщували на робочому столі. Катод деталь (виріб) легували анодом, наприклад стальним, при температурі, наприклад рідкого азоту, нижчий за кімнатну та достатній для мартенситних перетворень у аноді. Характеристики покриттів для способу, що заявляється та прототипу, отриманих при електроіскровому легуванні стальними анодами, наприклад мідного та титанового катодів деталей (виробів) наведені в таблиці 1. Таблиця 1 Характеристики покриттів для способу, що заяв ляється та прототипу, отриманих при електроіскровому легув анні стальними анодами, наприклад мідного та титанового катодів деталей (в иробів) Мікротв ердість покриття Мікротв ердість, Hm , Гпа±1ГПа Мікротв ердість, Hm , Гпа±1ГПа Мікротв ердість, Hm , Гпа±1ГПа Матеріал електродів Катод - Сu Катод - ВТ1 Н32 Г18Д2 35Г15 H28T2W2 293К 115,9 233,9 77К 193,8 144,9 287,9 358,6 302,7 За прототипом 273,2 143,9 136,6 179,3 151,4 Приклад 2 Катод деталь (виріб), наприклад, із нержавіючої сталі 12Х18Н10Т нерухомо закріплювали у спеціальну державку, яку вміщували у ебонітовий контейнер та розміщували на робочому столі. Катод деталь (виріб) легували анодом, наприклад W-та Ті, при температурі, наприклад рідкого азоту, нижчий за кімнатну та достатній для мартенситних перетворень у аноді. Випробування на корозійну стійкість покриттів проводили у розчині гідрооксиду натрію (770 г/л) за температури 460 К впродовж 150 годин. Результати випробувань для способу, що заявляється та прототипу, наведено в таблиці 2. Таблиця 2 Результати випробув ань на корозійну стійкість покриттів для способу, що заяв ляється та прототипу Шв идкість корозії покриття ( Vkазот ) , ( Vkкімн) , г м2 г м2 Матеріал електродів Катод - 12Х18Н10Т W Ті × год 0,011-2 0,0347 × год 0,0943 0,1221 0,0416 0,0839 ( Vkпрототип ), г м2 × год Як видно з таблиць, запропонований спосіб поверхневої обробки деталей (виробів) дозволяє підвищити мікротвердість у 2 рази, а корозійну стійкість у 2-4 рази, за рахунок чого збільшується строк служби деталей та виробів. Запропонований спосіб може бути реалізований як у лабораторних, так і у виробничих умовах.