Спосіб цементації сталевих деталей електроерозійним легуванням

1. Спосіб цементації сталевих деталей шляхом електроерозійного легування графітовим електродом-анодом вказаних деталей - катодів, який відрізняється тим, що як матеріал катода використовують низьковуглецеві леговані сталі аустенітного класу, причому легування здійснюють з продуктивністю 1,0-5,0 хв./см2 і з формуванням поверхневих шарів товщиною від 4-5 до 320-350 мкм. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що електроерозійне легування здійснюють з варіюванням розряду у діапазоні 0,036-6,8 Дж. (19) (21) a200609804 (22) 13.09.2006 (24) 26.05.2008 (46) 26.05.2008, Бюл.№ 10, 2008 р. (72) МАРЦИНКОВСЬКИЙ ВАСИЛЬ СІГІЗМУНДОВИЧ, UA, ТАРЕЛЬНИК В'ЯЧЕСЛАВ БОРИСОВИЧ, UA, БЕЛОУС АНДРІЙ ВАЛЕРІЙОВИЧ, UA (73) МАРЦИНКОВСЬКИЙ ВАСИЛЬ СІГІЗМУНДОВИЧ, UA (56) GB, 1445626, 11.08.1976 GB,191303554,11.02.1914 US, 2294562, 01.09.1942 Гаркунов Д. Н. Триботехника. М.: Машиностроение. - 1989. - С. 240 - 243 Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение. - М.: Машиностроение. - 1990. - С. 231 - 232 3 82948 4 0,036-6,8Дж. Використання як матеріалу катода низьковуглецевих легованих сталей аустенітного класу та здійснення легування з продуктивністю 1,0-5,0хв./см2 і з формуванням поверхневих шарів товщиною від 4-5 до 320-350мкм дозволяє підвищити твердість та зносостійкість поверхневого шару деталей. Вибір граничних значень енергії імпульсів для легування вуглецем обумовлено природою взаємодії з твердими металами, що деформуються. Нижня границя енергії обмежується ефективністю способу. Збільшення енергії імпульсу вище верхньої границі при EEЛ графітом, також як і при збільшенні продуктивності легування більше 5хв/см2 призводить до збільшення кількості вуглецю в поверхневому шарі, його окрихчуванню та негативно впливає на формування шарів, отриманих електроерозійним способом. Спосіб цементації сталевих деталей здійснюють електроерозійним легуванням вуглецем (графітовим електродом). Як матеріал катода (деталі) використовують низьковуглецеві леговані сталі аустенітного класу. Легування здійснюють з продуктивністю 1,0-5,0хв./см2, що дозволяє при варіювання розряду у діапазоні 0,036-6,8Дж формувати поверхневі шари підвищеної твердості товщиною від 4-5 до 320350мкм. Винахід пояснюється конкретним прикладом. Приклад Проводилися дослідження поверхневих шарів, сформованих в результаті EEЛ вуглецем, хромонікелевої корозійної сталі аустенітного класу марки 12X18H10Т. Результати досліджень наведені в таблиці. Для порівняння в таблиці наведено результати шорсткості поверхні після легування сталі 12Х18Н10Т електродом з твердого сплаву марки Т15К6. металлических поверхностей / Гитлевич А.Е., Михайлов В.В., Парканский Н.Я., Ревутский В.М. / Кишинев: Штинца, 1985. - с.4]. При ЕЕЛ графітовим електродом шорсткість поверхні, що формується, у порівнянні з легуванням металевим електродом, змінюється незначно, що при наступній механічній обробці, наприклад, шліфуванням, дозволяє використовувати ці поверхні в парах тертя. Найближчим до винаходу, що заявляється, є спосіб EEЛ графітом армко-заліза та сталі У8,У9. виявлені при цьому мікроструктури білого та перехідного шарів показали, що при EEЛ сталі графітом у сформованому шарі є майже усі структури та фази рівновагової діаграми стану залізо-вуглець, а також нерівновагові структури та фази, що виникають при термічній обробці сталі. Варіювання енергією розряду в діапазоні 0,0366,4Дж дозволяє змінювати величину шарів від 4-5 до 50-70мкм [Электроискровое легирование металлических поверхностей / Гитлевич А.Е., Михайлов В.В., Парканский Н.Я., Ревутский В.М. / Кишинев: Штинца, 1985. - с.4, с.64-65]. Недоліком зазначеного способу є невелика товщина шарів, що формуються. В основу винаходу поставлено задачу створити спосіб цементації сталевих деталей електроерозійним легуванням, який би дозволив підвищити твердість та зносостійкість поверхневого шару деталей. Поставлену задачу вирішують тим, що у способі цементації сталевих деталей електроерозійним легуванням графітовим електродом, згідно з винаходом, як матеріал катода використовують низьковуглецеві леговані сталі аустенітного класу, а легування здійснюють з продуктивністю 1,0-5,0хв./см2 і з формуванням поверхневих шарів товщиною від 4-5 до 320350мкм. Варіювання розряду здійснюють у діапазоні Таблиця 0,036 hсл, ЕЕЛГр, мкм Зона підвищеної твердості*, ЕЕЛ Гp,Нm, МПа RaГр, мкм RaТ15К6, мкм 0,1 5 12 3000**8000*** 0,8 2,0 hсл, ЕЕЛГр, 10 мкм Зона підвищеної 3000-9000 твердості, ЕЕЛ Гр,Нm, МПа RaГр, мкм 1,0 RaТ15К6, мкм 3,2 Енергія розряду, Дж 0,31 0,5 1,41 Продуктивність EEЛ, 1 хв/см2 20 30 55 2,83 3,4 6,8 75 80 90 3000-9000 3000-9000 3000-8000 3000-9000 5250-8000 4600-9000 3300-8000 0,8 2,6 0,8 0,8-0,9 0,8-0,9 3,0 6,3 6,3-7,2 Продуктивність ЕЕЛ, 5хв/см2 2,5-3,5 10,0 8,3-8,5 12,5 11,9-14 25 15 25 35 56 80 100 315 300010000 300010000 3000-9000 290011000 400011500 3500-9000 400010000 1,2 3,2 1,2 3,2-6,3 1,0-1,2 6,3 1,6-2,0 6,3-8,2 2,9-3,7 10,0-12,5 5,3-6,5 12,5-25 11,7-14 30-50 5 82948 6 *3она підвищеної твердості - поверхневий шар деталі, що має максимальну мікротвердість на поверхні та знижується по мірі заглиблення до мікротвердості основи метала. ** Мінімальна твердість в нижній ділянці шару. *** Максимальна твердість на поверхні шару. Спосіб, що пропонується, може також бути використаний і для середньовуглецевих легованих сталей. Так, при ЕЕЛ вуглецем середньовуглецевої легованої сталі 40X з Комп’ютерна верстка А. Крулевський продуктивністю 5хв/см2 при енергії розряду 6,8Дж товщина шару підвищеної твердості становила більше 1,15мм. Шорсткість поверхні при цьому відповідала 11,714,0мкм. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601