Электроискровое легирование металлических поверхностей

Электроискровое легирование металлических поверхностей

СВС МИСиС-ИСМАН, Москва, Россия:

А. Е. Кудряшов, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник Научно-учебного центра, aekudr@rambler.ru

Е. И. Замулаева, канд. техн. наук, научный сотрудник

Е. А. Левашов, докт. техн. наук, профессор, заведующий кафедрой порошковой металлургии и функциональных покрытий

Н. В. Швындина, научный сотрудник

СТИ НИТУ «МИСиС», Старый Оскол:

О. Н. Доронин, старший преподаватель кафедры технологии и оборудования в металлургии и машиностроении

В статье представлены исследования электроискровых покрытий, сформированных на образцах из белого чугуна перспективными электродными материалами, изготовленными по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Изучены особенности формирования электроискровых покрытий на подложках из белого чугуна при варьировании энергетическими режимами обработки в диапазоне 0,1–6 Дж. Проведен комплекс исследований структуры, состава и свойств сформированных покрытий. Установлен оптимальный режим обработки подложек из белого чугуна (Е = 0,4 Дж). Показано, что электроискровая обработка твердосплавными электродами способствует увеличению твердости, жаростойкости и износостойкости образцов из белого чугуна. Для обработки прокатных валков рекомендованы электродные СВС-материалы СТИМ-11 (TiB₂–NiAl) и СТИМ-40НА (TiC–NiAl).

Данная работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007–2013 годы», государственный контракт № 14.513.11.0085 от 21.06.2013 г.

1. Безнос М. П. Валки крупносортных и рельсобалочных станов. — М. : Металлургия, 1966. — 148 с.
2. Скобло Т. С., Рудюк С. И., Шапаренко А. В. и др. Современные методы упрочнения поверхности деталей металлургического оборудования // Черная металлургия. 1988. № 16. С. 2–15.
3. Платов С. И., Румянцев М. И., Дема P. P. и др. Эффективность процесса горячей прокатки с подачей смазочного материала между опорным и рабочим валками на непрерывном широкополосном стане горячей прокатки 2000 ОАО «ММК» // Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2011. № 4. С. 19–21.
4. Шебаниц Э. Н., Омельяненко Н. И., Куракин Ю. Н. и др. Повышение трещиностойкости и сопротивления износу наплавленных рабочих валков горячей прокатки // Металлург. 2012. № 8. С. 72–75.
5. Рудюк А. С. Повышение износостойкости чугуна валков горячей прокатки методом электроискровой обработки : автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.02.01. Харьковск. автомобильно-дорожный ин-т им. Комсомола Украины. — Харьков, 1992. — 21 с.
6. Левашов Е. А., Кудряшов А. Е., Шевейко А. Н. и др. Об успехах применения технологии электроискрового легирования в металлургии и машиностроении // Цветные металлы. 2003. № 6. С. 73–77.
7. Гитлевич А. Е., Михайлов В. В., Парканский Н. Я. и др. Электроискровое легирование металлических поверхностей. — Кишинев : Штиинца, 1985. — 195 с.
8. Николенко С. В., Верхотуров А. Д. Новые электродные материалы. — Владивосток : Дальнаука, 2005. — 219 с.
9. Левашов Е. А., Рогачев А. С., Курбаткина В. В. и др. Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. — М. : Изд. дом МИСиС, 2011. — 377 с.
10. Горелик С. С., Скаков Ю. А., Расторгуев Л. Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. — М. : МИСиС, 1994. — 328 с.
11. Русаков А. А. Рентгенография металлов. — М. : Атомиздат, 1977. — 280 с.
12. Шелехов Е. В., Свиридова Т. А. Программы для рентгеновского анализа поликристаллов // Металловедение и термообработка металлов. 2000. № 8. С. 16–19.
13. Войтович Р. Ф., Пугач Э. А. Окисление тугоплавких соединений : справочник / под ред. Г. В. Самонова. — Киев : Наукова думка, 1968. — 84 с.
14. Кудряшов А. Е., Левашов Е. А., Доронин О. Н. и др. СВС-электродные материалы для упрочнения поверхности белого чугуна // Тр. междунар. науч.-техн. конф. «Нанотехнологии функциональных материалов» (НФМ 2012), 27–29 июня 2012. — СПб. : Изд-во Политехнического ун-та. С. 429– 435.
15. Кащенко Ф. Д., Фрумин И. И., Гордань Г. Н. Особенности износа прокатных валков и вопросы разработки наплавочных материалов // Современные способы наплавки их применение / под ред. И. И. Фрумина. — Киев : ИЭС им. Е. О. Патона, 1980. — 135 с.

Оборудование

Установка электроэрозионного диспергирования токопроводящих материалов для получения нанодисперсных порошков позволяет их получать методом электроэрозионного диспергирования из практически любых токопроводящих материалов, в том числе и их отходов. Порошки, получаемые на этой установке, имеют размер частиц от 0,001 до 100 мкм. Причем, изменяя электрические параметры процесса диспергирования (напряжение на электродах, емкость конденсаторов и частоту следования импульсов), можно управлять шириной и смещением интервала размера частиц, а также производительностью процесса. Для отделения наночастиц от крупноразмерных используется центрифуга. Данные порошки пригодны для последующего их использования в технологических процессах изготовления, восстановления и упрочнения деталей машин и инструмента и пр.

Комплектация:

Установка электроэрозионного диспергирования состоит из регулятора напряжения, генератора импульсов и реактора электроэрозионного диспергирования для загруженных в него токопроводящих материалов.

Установка электроискрового легирования UR-121

Установка электроискрового легирования (УЭИЛ) предназначена для механизированного нанесения покрытий твердым сплавом на внутренние поверхности металлических деталей, имеющих форму тел вращения.

Преимущества:

— малая потребляемая мощность,

— имеет широкий диапазон регулирования параметров обработки,

— высокая производительность и точность нанесения покрытий.

— легирование в автоматическом режиме корпусов редукторов, обойм, фланцев в самолетостроении,

— в технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки.

Технические характеристики:

Скорость вращения заготовки, об/мин − 0,1- 5,9

Скорость вращения электрода, об/мин − 1000- 1900

Величина продольного перемещения, мм, не менее − 55

Шаг продольного перемещения электрод-инструмента, мм − 0,1- 1,5

Разрядное напряжение, В − 10- 59

Рабочий ток, А −0,3- 3,0

Частота следования импульсов, Гц − 100- 1000

Длительность импульсов, мкс − 20-130

Габаритные размеры установки, мм − 1790х1465х580

Масса, кг, не более − 280

Портативный Плазменный Аппарат АЛПЛАЗ-02м

Плазменный аппарат «АЛПЛАЗ – 02м» предназначен для резки различных (в том числе тугоплавких) материалов, сварки и пайки черных металлов, меди и ее сплавов в домашних и производственных условиях.

Плазмотрон может быть использован:

− в металлоремонте, в том числе кузовов автомобилей;

− в ремонте сантехнического оборудования;

− в художественном промысле;

− в автомобилестроении, машиностроении электротехнической, энергетической авиационной и других областях промышленности;

− при производстве других работ, связанных с высокотемпературным местным нагревом

Комплектация:

− Блок питания с сетевым кабелем.

− Подставка для горелки.

− Комплект запасного имущества.

− Руководство по эксплуатации.

Технические характеристики:

Напряжение питающей сети, однофаз. В − 220±10%

Частота питающей сети, Гц − 50-60

Потребляемая мощность, max Вт − 1800

Габаритные размеры блока питания, мм − 210x230x85

Масса блока питания, кг − 4,2

Масса плазменной горелки, кг − 07

Температура пламени, maxоС − 8000

Расход рабочей жидкости, max л/час (вода или смесь «вода- спирт» или смесь «вода-ацетон») − 0,2

Гальваническая установка

Компактный миниатюрный гальванический аппарат предназначенный для гальванического осаждения золота, серебра, родия, меди, никеля и других металлов.

Комплектация:

— емкости из химически устойчивого стекла — 2х1л.

(Ф 100мм*Н 145 мм);

— анод из нержавеющей стали — 1шт;

— анод из платинированного титана — 1шт;

— нагреватель 300 Вт — 1шт;

— термопара для нагрева жидкостей- 1шт;

— держатель изделий из меди на 5 крючков — 1 шт;

— механический таймер времени — 1 шт.

Технические характеристики:

— Цифровая панель управления с двойным переключениемнапряжения;

Электроискровое легирование

Легирование металла — процедура обогащения добавками из металлических сплавов, придающая материалу положительные физико-технические свойства. Качественное улучшение предмета легирования может проводиться непосредственно в процессе производства, то есть процентное соотношение состава объекта изменяется полностью — по всей толще металла. Такой способ изменения прочностных и эксплуатационных характеристик конкретных механизмов и деталей применяется нечасто, так как в большинстве случаев является чрезмерно затратным. Более доступной по стоимости, практичной и оптимальной альтернативой упрочнения объектов является электроискровое легирование — метод точечного воздействия на площадь поверхности.

Технология такой обработки состоит в переносе защитного состава на покрытие короткими плазменными разрядами. Процесс нанесения происходит в воздушно-газовой среде — при каждом единичном электрическом импульсе, вырабатываемом специальной установкой электроискрового легирования ur 121, электрод легированного состава приходит в движение и попадает на предназначенную для упрочнения поверхность.

Достоинства электроискрового легирования металлических поверхностей

• возможность наносить покрытие на микроскопический участок, не превышающий доли миллиметра;
• незадействованная в обработке площадь поверхности объекта не получает никаких повреждений — следовательно, не требует защиты в процессе легирования;
• достаточно высокая адгезия нанесенного слоя с поверхностью подложки обеспечивает надежное, прочное, долговечное сцепление — благодаря эффекту диффузии (проникновения) внешнего слоя вглубь металла;
• технология легирования сопровождается минимальным нагревом обрабатываемого объекта, отсутствует даже минимальный процент коррозии металла;
• отсутствуют требования к характеру металлической поверхности, предназначенной для нанесения — нет необходимости в какой-либо подготовке.

Отрасли применения

• машиностроительное и металлообрабатывающее производство; автомобильное производство;
• промышленная обработка металлопроката и металлоконструкций;
• обработка деталей, штампов, рабочих механизмов и инструментов;
• наращивание формы стачивающихся, изношенных и поврежденных деталей.

Метод электроискрового легирования применяют не только в заводских условиях — возможность придать изготавливаемым предметам специфические свойства используют ювелиры, часовщики, любители конструировать действующие мини-копии транспортных средств. Купить установку электроискрового легирования также можно для нанесения защиты на стеклянные и керамические предметы.

Технология проведения электроискрового легирования

После того, как установка электроискрового легирования приведена в действие, импульсы определенной частоты подаются на электромагнитный возбудитель через электрод, направленный на подлежащий обработке участок. Процесс сопровождается выделением тепловой энергии, которая плавит массу лигатуры, предназначенную для нанесения — и ее частицы осаждаются на предназначенной для обработки поверхности. В зависимости от интенсивности движения расплава к поверхности объекта, нанесенный материал может образовывать лунку, которую сам же и закрывает, или ложиться на плоскость однородным равномерным покрытием. Скорость проведения реакции должна варьироваться в зависимости и от материала лигатуры — соотношение разных составляющих требует соблюдения конкретных правил проведения процедуры.

Примеры работ

Свяжитесь с нами по телефонам: +7 (812) 679-46-74, +7 (921) 973-46-74, или напишите нам на почту: office@plasmacentre.ru

Наши менеджеры подробно расскажут об имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

Экспериментальный комплекс интеллектуального управления процессом электроискрового легирования

Внедрение: 2018 г.

Как свидетельствуют научные публикации прошлых лет [1], [2], модуль АЦП E20‑10 применялся в исследованиях процессов электроискровой обработки металлических поверхностей. Ниже мы приводим выдержки из публикации 2018 года [3], где описывается экспериментальный комплекс, позволяющий проводить исследования и разработку интеллектуальной системы управления процессом электроискрового легирования (ЭИЛ) на уровнях робастного, адаптивного и оптимизационного управления энергетическими параметрами процесса, на базе станка с числовым программным управлением (ЧПУ) с использованием специальной оснастки.

Экспериментальный комплекс состоит из базовой части, функциональных и интеллектуальных модулей, а также дополнительного оборудования, обеспечивающего системную работу всех элементов комплекса. Блок-схема компонентов и модулей экспериментального комплекса представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Блок-схема компонентов и модулей экспериментального комплекса.

Данные, регистрируемые термопарами, и математические модели нагрева катода и анода используются интеллектуальным модулем стабилизации температуры для корректировки параметров системы с целью управления интенсивностью нагрева электродов. Модуль управления межэлектродным расстоянием предназначен для компенсации износа анода в процессе ЭИЛ (рисунок 2). Модуль представляет собой отдельную платформу, которая устанавливается вместо шпиндель-двигателя трехкоординатного станка с ЧПУ. Платформа приводится в движение приводами станка и способна перемещаться по трем координатам. На платформе расположен привод микроперемещений, состоящий из отдельного двигателя и микровинта, способного перемещаться с точностью ±5 мкм, а также микродрель с токосъемными щетками, в которой осуществляется крепление анода.

Рис. 2. 3D-модель и схема модуля управления межэлектродным расстоянием: 1 – электродвигатель; 2 – консольная часть станка с ЧПУ; 3 – привод вертикальных микроперемещений; 4 – цанга; 5 – токовые щетки; 6 – анод.

Функциональные модули предназначены для сбора данных о процессе ЭИЛ и реализации функций управления отдельными параметрами и подсистемами экспериментального комплекса.

Модуль слежения за параметрами процесса предназначен для сбора данных и представляет собой цепь делителей для измерения силы тока и напряжения, а также микрофон с предусилителем, связанных с АЦП с установленной частотой сэмплирования 1 МГц/канал. Модуль отвечает за запись указанных параметров. Схема модуля представлена на рисунке 2. В качестве АЦП используется быстродействующий внешний модуль ввода-вывода на шину USB 2.0 компании L‑Сard – модель E20‑10.

Рисунок 3. Схема измерительной установки и фрагмент записи данных реального импульса.

Данные, получаемые модулем слежения, предназначены для работы интеллектуальных модулей, а именно модуля, отвечающего за построение карты распределения энергии и оптимизации траектории.

Модуль построения карт распределения энергии на поверхности катода по данным тока, напряжения и звука определяет тип и энергетические параметры каждого импульса, связывает их с координатами положения анода в системе координат станка, получая карту энергетического ландшафта обработанной поверхности после каждого прохода (рисунок 4). Такая карта показывает удельное распределение энергии по поверхности с привязкой к заданной единице площади и позволяет обеспечить выполнение условия равномерности распределения энергии, исключить влияние человеческого фактора, проводить исследования свойств получаемых покрытий на площади, в сотни раз превышающие площадь контактной поверхности анода.

Рисунок 4. Карта распределения энергии на поверхности катода площадью 100 см 2 после ЭИЛ.

Экспериментальная установка, разработанная в рамках выполнения научного проекта № 16‑38‑00135, выполняемого молодыми учеными по гранту Российского фонда фундаментальных исследований, позволяет проводить исследования энергетических параметров процесса и распределения тепла в процессе ЭИЛ при обеспечении постоянства прочих параметров и исключает влияние человеческого фактора, что является необходимым условием разработки технологий стабилизации процесса ЭИЛ для создания условий дальнейшего внедрения в серийное производство.

Источники:
1. Давыдов В.М., Ледков Е.А., Гиль А.В., Химухин С.Н. Исследование процессов стабилизации электроискровой обработки // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2009. – № 4/276 (575). – С. 63‑71.

2. Бурков А.А., Пячин С.А., Метлицкая Л.П., Пугачевский М.А. Использование гранул WC‑Co сплава для нанесения электроискровых покрытий // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2013. – № 5 (101). – С. 16‑21.

3. Якуба Д.Д., Ледков Е.А. Экспериментальный комплекс интеллектуального управления процессом электроискрового легирования // Современные технологии: актуальные вопросы, достижения и инновации. Сборник статей XIII Международной научно-практической конференции. – Пенза. – 2018. – Ч. 1. – С. 88‑93.

Статьи

В основе изготовления большинства деталей машин и механизмов лежит механическая обработка давлением и резанием, которая традиционно используется много веков. Одним из значительных достижений XX века является открытие более 70 лет назад советскими учеными супругами Б.Р. и Н.И. Лазаренко принципиально нового метода обработки металлических материалов – электроискрового [1]. Он основан на использовании электрических разрядов для управляемого разрушения материала заготовки с получением необходимых форм и размеров или для обработки рабочей поверхности детали (инструмента) и создания поверхностного слоя с требуемыми эксплуатационными свойствами. Еще в 40х годах прошлого века было экспериментально доказано преимущество электроискрового метода металлообработки перед механическим резанием по технологическим возможностям.

В данной статье рассмотрено использование электроискрового метода обработки для нанесения покрытий, этот метод принято называть электроискровым легированием (ЭИЛ).

При ЭИЛ осуществляется воздействие на металлические поверхности в газовой среде короткими (до 1000 мкс) электрическими разрядами энергией от сотых долей до десятка и более джоулей и частотой обычно не более 1000 Гц. При периодическом контакте электрода А (анода) – см. рис. 1, вибрирующего в межэлектродном промежутке МЭП с частотой f_a, c обрабатываемым изделием К (катодом) и его разрыве возникают электрические разряды, создаваемые генератором импульсов ГИ.

В результате происходит следующее: идут процессы преимущественного разрушения материала электрода (анода) и образования вторичных структур в рабочей его части; осуществляется перенос продуктов эрозии электрода на деталь (катод); на поверхности обрабатываемого изделия протекают микрометаллургические процессы; элементы материала электрода диффундируют в поверхностный слой изделия; поверхность изделия приобретает новый специфичный рельеф (рис. 2 а); образуется на поверхности изделия измененный слой (рис. 1, 2 б), включающий белый слой, диффузионную зону и зону термического влияния, при этом изменяются свойства поверхностного слоя; формируется поверхностный слой мелкодисперсного состава, вплоть до наноуровня (рис. 2 в); происходит изменение размера изделия.

Таким образом на поверхности детали образуется новый слой, которому придаются отличные от исходного состояния свойства в зависимости от параметров искрового разряда, состава электродного материала, материала обрабатываемой детали и других факторов. Эти свойства управляются в широких пределах (табл. 1) и обеспечивают требуемые качества: повышенные микротвердость, износостойкость, жаростойкость и другие.

Наряду с возможностью формирования покрытий с характеристиками широкого диапазона значений, метод ЭИЛ обладает рядом достоинств, определяющих его успешное использование для решения производственных проблем:

• возможность локального формирования покрытий в строго указанных местах радиусом от долей миллиметра и более, не защищая при этом остальную поверхность;
• высокая адгезия электроискрового покрытия с основным материалом;
• отсутствие нагрева и деформаций изделия в процессе обработки;
• возможность использования в качестве электродов большинства токопроводящих материалов как из чистых металлов, так и их сплавов, композиций;
• сравнительная простота технологии, не требуется специальной предварительной обработки поверхности;
• высокая надежность оборудования и простота его обслуживания, оно малогабаритное и ремонтопригодное;
• низкая энергоемкость ручных и механизированных процессов ЭИЛ (0,3 2,0 кВт);
• высокий коэффициент переноса электродного материала (6080%).

Широкие технологические возможности и достоинства ЭИЛ являются основой его эффективного успешного применения в различных отраслях при упрочнении объектов из металлических материалов или восстановлении размеров, утраченных в процессе эксплуатации [26 и др.]. Это в полной мере относится к машиностроительным предприятиям. Здесь электроискровые технологии применяются для увеличения износостойкости режущих инструментов заготовительного и основного производства, различной технологической оснастки, включая штампы для холодной и горячей обработки металлов и неметаллических материалов, деталей машин (рис. 3).

При назначении технологии нанесения упрочняющих электроискровых покрытий и последующей обработки необходимо учитывать условия работы объектов упрочнения (инструментов, деталей), т.е. факторы, инициирующие изнашивание их рабочих поверхностей. На примере инструментов для механической обработки металлов (резанием или давлением) ниже приведены данные об основных факторах износа и принципы увеличения износостойкости их (табл. 2), а также технологические особенности упрочняющей технологии этих объектов (табл. 3). Реализация такого подхода позволяет на практике увеличить срок службы инструментов и деталей в 26 раз и более. При этом применительно к резанию металлов эффективность упрочнения режущих инструментов значительно повышается с ужесточением режимов резания.

Нанесение электроискровых покрытий осуществляется в ручном или механизированном режимах на установках ЭИЛ. На рис. 4 и в табл. 4 выборочно приведены фотографии и технические характеристики ряда известных установок ЭИЛ отечественного и зарубежного производства, применяемые на производстве при решении широкого круга задач, в т.ч. на предприятиях машиностроения.

ВИД – восстановление и упрочнение деталей машин; РИ – упрочнение режущих инструментов; ШЛО – упрочнение штампов листовой штамповки; ИГД – упрочнение инструментов горячего деформирования металлов и неметаллов; ЭК – снижение переходного сопротивления электрических контактов; ЭЭО – электроэрозионная обработка деталей (прошивка пазов, отверстий и т.п.)

В настоящее время ГОСНИТИ Россельхозакадемии и другие разработчики в России и за рубежом ведут работы по созданию новых технологий, в т.ч. комбинированных, нового промышленного оборудования для ЭИЛ, новых электродных материалов.

Широкое и эффективное использование в России и за рубежом электроискрового метода обработки металлических материалов подтверждает слова Бориса Романовича Лазаренко, сказанные им еще в 1947 году: «Многовековое царствование механического способа обработки металлов, перевернувшего мир в прошлых столетиях, – кончается. Его место занимает, несомненно, более высокоорганизованный процесс, когда обработка металла производится электрическими силами… Ему будет принадлежать будущее, и притом – ближайшее будущее».

к. т. н. В.И. Иванов
д.т.н. Ф.Х. Бурумкулов
ГОСНИТИ
Москва

Источник журнал РИТМ. www.ritm-magazine.ru

1. Авторское свидетельство № 70010 от 03.04.1943.

2. Лазаренко Н. И. Электроискровое легирование металлических поверхностей. М.: Машиностроение, 1976 г. – 44 с.

3. Иванов Г.П. Технология электроискрового упрочнения инструментов и деталей машин. М.: Машгиз, 1961. – 303 с.

4. Самсонов Г.В., Верхотуров А.Д., Бовкун Г.А., Сычев В.С. Электроискровое легирование металлических поверхностей. Киев, Наукова думка, 1976. – 220 с.

5. Гитлевич А.Е и др. Электроискровое легирование металлических поверхностей Кишинев: «Штиинца», 1985 г.

6. Бурумкулов Ф.Х., Сенин П.В., Лезин П.П., Иванов В.И., Величко С.А., Ионов П.А. Электроискровое легирование металлических поверхностей – Саранск, ИМЭ МГУ, 2004.

Упрочнение поверхности металлоизделий методом электроискрового легирования

Разработка Института вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск

С целью упрочнения поверхности изделий из алюминиевых сплавов была использована технология ЭИЛ с применением нанопорошка (НП) нитрида кремния Si$<>_<3>$N$<>_<4 >$и нитрида титана TiN в качестве упрочнителей. Технологию упрочнения отрабатывали на плоских заготовках, вырезанных из прессованных полос алюминиевого деформируемого сплава Д1, упрочняемую поверхность которых предварительно промывали 10. 15 мин в 15 % растворе каустической соды при 363 К, после чего их сушили в потоке горячего воздуха. Затем в поверхность металла в течение около 2 мин втирали НП. После этого с помощью установки «Эмитрон-14» при использовании графитового электрода диаметром 6 мм (графит марки МПТ-6) производили электроискровую обработку поверхности при круговых перемещениях электрода со скоростью 0,07. 0,09 мм/мин, частоте вибрации $textit$ = 400 Гц и рабочем токе $I<>_

$ = 1 А. Из упрочненных заготовок вырезали цилиндрические образцы диаметром 10 мм и высотой 15 мм. На приборе ПМТ-3 измеряли микротвердость упрочненной поверхности (по Виккерсу HV). Испытания на износ проводили на машине МТ-2 при возвратно-поступательном перемещении образцов по контртелу из стали Ст3 в течение 3 ч при удельной нагрузке 10 Н/мм$<>^<2>$. В качестве смазки использовали трансформаторное масло, которое подавалось в зону трения непрерывно в автоматическом режиме. Износ определяли по потере массы образцов путем их взвешивания на аналитических весах ВЛА-200 до и после испытания. Полученные данные показали что ЭИЛ поверхности образцов из сплава Д1 графитовым электродом повышает ее микротвердость в 1,8 раза по сравнению с необработанным сплавом (с 200 до 360 ед. HV), а обработка НП Si$<>_<3>$N$<>_<4 >$с последующей ЭИЛ графитовым электродом — в 1,87 раза (до 374 ед. HV) и обработка НП TiN и ЭИЛ графитовым электродом — в 2,26 раза (до 453 ед. HV). При этом износ упрочненной поверхности уменьшился соответственно в 1,84; 2,3 и в 4 раза.

Результаты этого эксперимента были использованы для повышения стойкости кокилей, отливаемых из алюминиевого сплава АК7 и применяемых для литья лодочных трехлопастных винтов из этого же сплава с массой 0,83 кг и диаметром по периферии лопастей 240 мм. Кокиль состоит из двух частей с горизонтальным разъемом. При удалении из него отлитых винтов, имеющих достаточно сложную криволинейную поверхность, происходит силовое и истирающее воздействие на места, оформляющие переходы лопастей к ступице, что приводит в конечном счете к их деформации. Результатом этого является изменение размеров как полости формы, так и тех мест отливок, которые они оформляют. При эксплуатации кокиля с неупрочненной рабочей поверхностью, предварительно окрашенной огнеупорной краской, геометрия полости формы четко воспроизводились на 190. 250 отливках, а в результате предварительной обработки этой поверхности НП TiN с последующей ЭИЛ графитовым электродом и окраской той же огнеупорной краской воспроизводимость размеров полости формы сохранялась до съема 320. 350 отливок (больше в 1,3. 1,6 раза).