Спосіб електроерозійного зміцнення повехні деталі

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки и может быть использовано для электроэрозионного упрочнения внутренних поверхностей деталей типа труб. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ электроэрозионного легирования материалов [1], согласно которому возбуждают электрические разряды малой энергии и длительности между обрабатываемой деталью и электродом, а в зону обработки подают аргон. Данный способ обеспечивает повышение качества покрытия вследствие уменьшения количества оксидных и нитридных фаз, вызывающи х охр упчивание поверхности и уменьшение ее электропроводности. Вместе с тем, указанный способ обладает рядом недостатков. Так, применение аргона при нормальном давлении технически затруднительно из-за необходимости полной изоляции межэлектродного промежутка. При этом аргон не проникает (при нормальном давлении) в зону переноса материала, в зону искрового разряда. Повышение давления в зоне разряда осуществляется после пробоя. Кроме того, основной импульс подается в момент спада давления до атмосферного, в противном случае способ не реализуется. В основу изобретения поставлена Задача усовершенствования способа электроэрозионного упрочнения поверхностей деталей в среде аргона путем создания при упрочнении внутренних поверхностей деталей типа труб принудительного избыточного давления межэлектродной среды в пределах 0,005-0,025 МПа, чем обеспечивается проникновение аргона непосредственно в зону переноса материала, в зону искрового разряда, а также упрощается техническая реализация процесса, т.к. не требуется 100% герметичности внутренней полости детали, и за счет этого увеличивается толщина наносимого покрытия и снижается шероховатость поверхности. Поставленная задача решается тем, что в способе электроэрозионного упрочнения поверхностей деталей в среде аргона с применением защитного элемента для изоляции обрабатываемой поверхности, обеспечивающего введение электрода-инструмента и подачу газа в рабочую зону, согласно изобретению, защитный элемент выполняют в виде крышек на торцах трубы, а упрочнение производят при избыточном давлении аргона в полости трубы 0,005-0,025 МПа. На чертеже представлена схема устройства для реализации способа. Деталь (труба) 1 изолирована крышками 2 и 3 с резиновыми прокладками 4. Электрододержатель 5 пропущен через резиновую мембрану 6. Манометр 7 типа МТИ 1218 ТУ 25.03.1481-77 через канал с обратным клапаном 8 связан с внутренней полостью трубы. В крышке 2 установлен предохранительный клапан 9. Деталь закреплена в трехкулачковом патроне 10 токарного станка. Электрододержатель с электродом 11 прикреплен к вибратору 12 установки "Элитрон - 50". Способ осуществляется следующим образом. Обрабатываемую деталь закрепляют в патроне, а вибратор с прикрепленным к нему электрододержателем устанавливают на суппорте станка. Затем электрододержатель пропускают через резиновую мембрану в крышке. На электрододержателе укрепляют электрод и резиновый шланг, обеспечивающий подвод инертного газа от редуктора. Ток к электроду подводится через вибратор, к детали-через патрон. После этого внутреннюю полость детали изолируют с обеих торцов крышками Аргон подают в полость трубы через внутреннее отверстие трубчато го вибратора. Расход аргона регулируют перед началом упрочнения таким образом, чтобы создать во внутренней полости трубы строго определенное значение превышения давления. Для измерения избыточного давления в крышку, через которую во внутреннюю полость вводится Электрододержатель, встраивают обратный клапан, позволяющий измерять давление в трубе манометром. После того, как отрегулировано давление, производят обработку детали при вращении шпинделя и поступательном перемещении вибратора. В процессе работы регулирование давления осуществляют предохранительным клапаном. Оптимальная величина избыточного давления в пределах 0,005-0,025 МПа установлена экспериментально для труб из различных материалов. Нижний предел 0,005 МПа обусловлен необходимостью производить обработку в среде аргона. При таком минимальном давлении происходит вытеснение воздуха из полости трубы, что дает возможность использовать для изоляции внутренней поверхности простейшие технические решения. Создание избыточного давления в полости трубы более 0,025 МПа отражается на качестве покрытия и производительности процесса. Покрытие становится более пористым, повышается его шероховатость. Производительность понижается. Это связано как с изменением необходимой для пробоя разницы потенциалов между электродами (она увеличивается с увеличением давления из-за увеличения диэлектрической проницаемости газа), так и с изменением теплофизических свойств межэлектродного промежутка. Пример. Способ был использован для электроэрозионного упрочнения труб, изготовленных из стали 40Х. Перед нанесением покрытия внутреннюю поверхность труб обрабатывают разверткой с получением диаметра 23+0,020+0,033 мм и шероховатостью по Ra=1,25 мкм. Для электроэрозионного упрочнения использовали установку "Элитрон - 50". Трубу закрепляли на шпинделе токарного станка модели 16К20. Скорость вращения шпинделя с тр убой составляла 16 об/мин при продольном перемещении вибратора закрепленного на суппорте 0.15 мм/об. Проводили упрочнение хромом при работе генератора электрических импульсов на следующем режиме: сила рабочего тока -7 А, напряжение холостого хода - 80 В, емкость накопительных конденсаторов - 540 мкф. Обработку проводили при избыточном давлении в трубе 0,004:0,005:0,01:0,025 и 0,026 МПа. После обработки измеряли диаметр отверстия, затем трубу разрезали и проверяли сплошность и шероховатость образцов. По изменению диаметра отверстия судили о толщине нанесенного слоя. Результаты измерений приведены в таблице.