Инструмент-электрод для электроискрового легирования

(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Константинов Валерий Михайлович Тихонов Павел Вениаминович Шимин Владимир Николаевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Инструмент-электрод для электроискрового легирования с включением в состав легирующих элементов, отличающийся тем, что он состоит из стальной сердцевины и диффузионной оболочки, содержащей или бор, или титан, или хром.(56) 1. Заявка Республики Беларусь а 20000460, МПК В 23 К 5/40, 2000. 2. Бутовский М.Э. Нанесение покрытий и упрочнение материалов концентрированными потоками энергии. Ч.1. Технология электроэрозионного легирования. - М. И.К.Ф.,1998. - С. 238. Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к инструментам для электроискрового легирования, и может быть использована для изменения физикомеханических свойств материала. Известна конструкция инструмента-электрода для наплавки, состоящего из стального сердечника и оболочки диффузионно-легированной кремнием или марганцем, а затем алюминием 1. Недостатком данного электрода является невозможность применения его для электроискрового легирования вследствие иного набора легирующих элементов. 1494 Наиболее близкой к заявляемой является конструкция инструмента-электрода для электроискрового легирования, выбранная в качестве прототипа, состоящего из кобальтовой матрицы с включениями карбидов титана и вольфрама (Т 15 К 6) 2. Недостатком известных инструментов-электродов является их высокая стоимость вследствие особенностей технологии получения. Твердый сплав изготовляется методами порошковой металлургии. Для изготовления твердых сплавов порошки карбидов вольфрама и титана смешивают со связующим веществом (кобальтом), прессуют в формах и тем самым придают изделию соответствующую внешнюю форму, затем подвергают спеканию при высокой температуре (1500-2000 С). В результате получается изделие, состоящее из карбидных частиц, связанных кобальтом. Задачей изобретения является снижение себестоимости получения инструментовэлектродов при сохранении их эксплуатационных свойств. Указанная цель достигается тем, что инструмент-электрод для электроискрового легирования состоит из стальной сердцевины и диффузионной оболочки, содержащей или бор,или титан, или хром. Отличительными признаками заявляемой полезной модели являются наличие новых элементов конструкции сердцевины и диффузионной оболочки материал, из которого выполнены элементы конструкции, сердцевины и диффузионной оболочки. Наличие в диффузионной оболочке легирующих элементов позволяет в процессе легирования насыщать ими легируемую поверхность, что приводит к повышению физикомеханических свойств поверхностного слоя. Наличие сердцевины обусловлено особенностями протекания диффузионного легирования. Для каждого последующего прироста глубины легирования необходимо все больше времени, а значит, и затрат на электроэнергию. Выбор легирующих элементов бора, титана, хрома для диффузионного легирования обусловлены физико-механическими свойствами карбидов, получаемых в процессе легирования, а также их невысокой стоимостью и распространенностью. Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлено поперечное сечение инструмента-электрода. Инструмент-электрод представляет собой стержень, состоящий из двух частей стальной сердцевины 1 и диффузионной оболочки 2 с легирующими элементами или бора, или хрома, или титана. Предлагаемый инструмент-электрод для электроискрового легирования изготавливается, например, путем диффузионного легирования требуемыми легирующими элементами в подвижных средах стальных прутков. При этом в специальный контейнер загружаются исходные прутки и легирующая смесь, контейнер закрывается для обеспечения герметичности и подвергается термомеханическому воздействию, в результате которого идет процесс диффузионного насыщения прутков легирующими элементами с получением стальной сердцевины 1 и диффузионной оболочки 2. Данные инструменты-электроды устанавливаются в исполнительный орган установки и ведется процесс электроискрового легирования. Их можно использовать как в высокочастотных возбудителях, так и в многоэлектродных головках. Проводились испытания, в ходе которых сравнивалась микротвердость заявляемых электродов с прототипом. Испытания проводились на установке -121 в режиме ручного нанесения покрытий. При этом частота вибратора составляла 100 Гц, ручка настройки амплитуды вибрации вибраторанаходилась в положении 6, ручка переключения электрических режимов обработки- в положении 3. Определение микротвердости проводилось по ГОСТ 9450 на микротвердомере ПМТ-3. Результаты испытаний приведены в таблице. 1494 Упрочняе- МикроМатериал мый мате- твердость,легирования риал МПа Бор Хром Титан Относительные затраты,На подготовку На электроэнер- Суммарные засмеси гию траты Заявляемая 30 20 50 30 40 60 40 40 80 Прототип 100 Как видно из таблицы, данная схема расположения легирующих элементов равноценна по получаемым физико-механическим свойствам покрытий с применением электродовинструментов с равномерным распределением легирующих элементов. При этом себестоимость получения данного электрода-инструмента ниже аналогичного на 20-50 . Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3