Способ электроэрозионного легирования стальных деталей более легкоплавкими материалами

 

Использование: создание поверхностей с заданными эксплуатационными свойствами при изготовлении штампов и деталей 2 машин. Сущность изобретения: электроэрозионное легирование сформированных сложнопрофильных поверхностей ведут непрофилированным электродом-инструментом (ЭЙ), например в виде пластины, стержня бруска. Размеры ЭЙ должны превышать размеры обрабатываемого профиля . Материал ЭЙ: олово, свинец, цинк, алюминий, дуралюмин. Для этих материалов величину среднего рабочего тока определяют в зависимости от температуры плавления материала ЭЙ, а длительность импульсов тока задают более 500 мкс. Процесс ведут при прямой полярности включения ЭЙ и детали. Легирование обеспечивается за счет максимального износа ЭЙ и переноса его материала в жидком виде на обрабатываемую поверхность при нулевом сьеме металла с нее. При износе ЭЙ приобретает геометрию обрабатываемого профиля. И ж-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 Н 9/00, 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) $

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4850757/08 (22) 30.05.90 (46) 15.08;93. Бюл. N. 30 (71) Московский автомобилестроительный институт (72) Н.К.Фотеев и В,Н,Фатеев (73) Н.К.Фотеев (56) Лившиц А.Л. и др. Электроимпульсная обработка металлов. М., "Машиностроение", 1967.

Фотеев Н.К., Капырин А.А. Перенос материала электрода-инструмента на поверхность детали в процессе размерной электроэрозионной обработки. Электронная обработка материалов. 1986, N 2, с.

23-25. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОН НОГО

ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ БОЛЕЕ ЛЕГКОПЛАВКИМИ МАТЕРИАЛАМИ (57) Использование: создание поверхностей с заданными эксплуатационными свойствами при изготовлении штампов и деталей

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки и может найти применение в машиностроительной промышленности при изготовлении деталей штампов и машин.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей при легировании сложнопрофильных поверхностей формообразующей оснастки и деталей машин путем переноса материала электрода-инструмента, имеющего простую форму.

Поставленная цель достигается тем, что электроэрозионное легирование (ЭЭЛ) ве„„БУДД 1834759 А3 машин. Сущность изобретения: электроэрозионное легирование сформированных сложнопрофильных поверхностей ведут непрофилированным электродом-инструментом (ЗИ), например в виде пластины, стержня бруска. Размеры ЭИ должны превышать размеры обрабатываемого профиля. Материал ЭИ: олово. свинец, цинк, алюминий, дуралюмин. Для этих материалов величину среднего рабочего тока определяют в зависимости от температуры плавления материала ЭИ, а длительность импульсов тока задают более 500 мкс. Процесс ведут при прямой полярности включения ЭИ и детали. Легирование обеспечивается за счет максимального износа ЭИ и переноса его материала в жидком виде на обрабатываемую поверхность при нулевом сьеме металла с нее. При износе

ЭИ приобретает геометрию обрабатываемого профиля. дут электродами-инструментами из металлов и сплавов, имеющих емпературу плавления Тпл несколько сот градусов, при прямой полярности с длительностью импульса более 500 мкс и среднем токе l p, определяемом по формуле

1ср = (0,3...0,5) Тпл

Принципиальная сущность способа заключается в следующем. При ЭЭЛ используют электроды-инструменты и режимы, которые обуславливают максимальный измос электрода-инструмента при нулевом съеме металла с обрабатываемой заготовки.

В связи с этим для ЭЭЛ по предлагаемому

1034759 способу поставляют деталь с окончательно обработанными рабочими поверхностями.

В качестве электрода-инструмента используют, например, пластину, покрывающую всю рабочую поверхность детали, подлежащей обработке. Электрод-инструмент по мере своего изнашивания приобретает геометрию обрабатываемой поверхности детали, в результате чего процесс ЭЭЛ охватывает все участки этой поверхности, В связи с интенсивным износом электродаинструмента происходит перенос его материала на обрабатываемую поверхность детали, что обуславливает существенные изменения эксплуатационных свойств об-. рабатываемой детали.

Таким образом, предлагаемый способ эпектроэрозионного легирования обеспечивает следующие преимущества:

1. Для ЭЭЛ не требуется сложнопрофильного электрода-инструмента. В качестве электрода-инструмента могут быть использованы пластина, стержень. брусок, что снижает себестоимость легирования.

2, В связи с простой формой электродаинструмента возможно и целесообразно насыщать обрабатываемую поверхность всеми доступными элементами, способствующими повышению стойкости детали и входящими, в состав электрода-инструмента.

Высокая эффективность изменения эксплуатационных свойств наблюдается при обеспечении переноса материала электрода-инструмента в жидком состоянии, при котором существенно уменьшается пористость поверхностного слоя, В процессе ЭЭЛ интенсивно изнашиваются электроды-инструменты из олова, свинца, цинка, алюминия, дуралюмина при соответствующих режимах обработки, Перечисленные материалы обладают различными свойствами, что оказывает влияние на эксплуатационные характеристики обрабатываемых деталей. Например, поверхность стальной детали приобретает повышенную теплостойкость при ЭЭЛ электродом-инструментом из алюминия, дурапюмина, пониженный коэффициент трения при использовании свинца и т.д.

Перечисленные материалы электродовинструментов имеют различную температуру плавления Тпд, что требует для

Составитель Н

Техред М.Мор обеспечения переноса его на обрабатываемую поверхность в жидком состоянии различных условий ведения процесса ЭЭЛ.

Экспериментально установленная зависимость между средним током l ð и температурой плавления Тпл таких металлов, как олово, свинец, цинк, алюминий, дуралюмин, выражается в виде. следующей формулы ! ср = (0,3,.;0,5)Тпл

При этом наибольший перенос матери10 ала электрода-инструмента наблюдается при прямой полярности и длительности импульса более 500 мкс. Использование длитепьности импульса меньше 500 мкс приводит к уменьшению толщины зоны термического влияния. При использовании среднего тока 1ср меньше минимальной величины, рассчитанной по приведенному выражению, наблюдается искажение формы обрабатываемой полости или отверстия при использовании электрода-инструмента простой геометрии, Б диапазоне средних токов, рассчитанных по вышеприведенной формуле, электрод-инструмент изнашивается интенсивно, при минимальном сьеме металла

25 с заготовки в процессе ЭЭЛ, что обуспавливает успешную реализацию способа. При среднем токе, превышающем максимальное значение, определяемое по приведенной формуле, обрабатываемая поверхность становится грубой, непригодной для эксплу30 атации многих типов деталей.

Формула изобретения

Способ электроэрозионного легирования стальных деталей более легкоплавкими материалами, который ведут при прямой полярности включения электрода-инструмента и детали и длительности импульсов более

500 мкс, отличающийся тем, что, с

40 целью расширения технологических возможностей при легировании сло>кнопрофильных поверхностей, используют непрофилированный электрод-инструмент, размеры которого превышают размеры обрабатываемого профиля, материал электро45 да-инструмента выбирают из ряда: олово, свинец, цинк. алюминий, дуралюмин, а величину тока определяют из выражения

Icp = (0,3...0,5) Тпп о,в где ср — средний ток, А;

Tnn — температура плавления материала электрода-инструмента.

50.Фотеев гентал Корректор О.Кравцова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2698 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5