Застосування методів електроіскрового легування для покращення якості поверхневих шарів металевих деталей: фактори та перспективи
DOI:
https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2025.108.0.44Ключові слова:
електроіскрове легування, покриття, трибологія, білий шар, дифузіяАнотація
Електроіскрове легування (ЕІЛ) є перспективною технікою модифікації поверхонь, яка дозволяє створювати покриття з унікальними властивостями завдяки обробці металів високоенергетичними імпульсами. ЕІЛ забезпечує високу міцність зв'язку між легованим шаром і базовим матеріалом, а також ефективність за низької витрати енергії. Дослідження зосереджено на вивченні процесу ЕІЛ для підвищення якості та довговічності покриттів, що забезпечують комплексний захист від корозії і зношування. Важливо враховувати енергетичні параметри, електродні матеріали, середовище легування та технологічні параметри, такі як швидкість обробки і режим охолодження.
Посилання
Гапонова О.П., Волошко Т.П., Кова-лик Я.І., Марченко М.А. Застосування елект-роіскрового легування з метою підвищення працездатності трибосистем. Компресорне та енергетичне машинобудування. №2(52). 2018. с. 2-5.
Matysik P., Jóźwiak S., Czujko T. Characterization of Low-Symmetry Structures from Phase Equilibrium of Fe-Al System – Micro structures and Mechanical Properties. Materials. 2015. 8(3). Р. 914-931. https://doi.org/10.3390/ma8030914.
Tarelnyk1 V.B., Gaponova O.P. Investigation of the Formation Processes of Aluminized Layers Obtained by Electrospark Alloying. Part II. Mathematical Model of the Aluminizing Process. Metalofizika I noveishie tekhnologii. 2019. Vol. 41 Is. 11. С.1483-1498. https://doi.org/10.15407/mfint.41.11.1483.
Tarel’nik V.B., Konoplyanchenko V.B., Kosenko P.V., Martsinkovskii V.S. Problems and Solutions in Renovation of the Rotors of Screw Compressors by Combined Technologies. Chemical and Petroleum Engineering. 2017. №53. P. 540-546.
https://doi.org/10.1007/s10556-017-0378-7
Koshuro V., Fomina M., Fomine A., Rodionov I. Metal oxide (Ti, Ta)–(TiO2, TaO) coatings produced on titanium using electro spark alloying and modified by induction heat treatment. Compos. Struct. 2018. 196. 1–7.
https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2018.05.005
Wang D., Gao J., Deng S., Wang W. A novel particle planting process based on electrospark deposition. Mater. Letters. 2022. 306. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2021.130872
Іванова Е.В. Феноменологічна модель електроіскрового легування. Стаття в збірни-ку праць конференції: “Якість в виробничих та соціально – економічних системах”. 2016. С.183- 185.
Гапонова, О. П. Охріменко В.О. Та-рельник Н.В. Аналіз впливу параметрів елек-троіскрового легування на структурний стан алітованих поверхонь. Вісник Харківського національного автомобільно-дорожнього університету : зб. наук. пр. 2023. №103. С. 66–71. URL: https://dspace.khadi.kharkov.ua/handle/123456789/19171
Burkov, A.A. The effect of discharge pulse energy in electrospark deposition of amorphous coatings. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2022. 58. P. 1018–1027.
https://doi.org/10.1134/s2070205122050057
Jin B.D., Zhao W.S., Cao G.H., Wang Z.L., Xiao K. Fabrication of micro structure using EDM deposition. Materials Science Forum. 2006. V. 532–533. P. 305–308.
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.532-533.305
Frangini S., Masci A. A study on the effect of a dynamic contact force control for improving electrospark coating properties. Surface and Coatings Technology. 2010, №204. P. 2613–2623. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2010.02.006
Iakovou R., Bourithis L., Papadimitriou G. Synthesis of boride coatings on steel using plasma transferred arc (PTA) process and its wear performance. Wear. 2002, 252. P. 1007-1015.https://doi.org/10.1016/S0043-1648(02)00056-X
Лобачова Г.Г. Поверхневе зміцнення сплавів заліза електроіскровим легуванням цирконієм, титаном, хромом та хімікотерміч-ною обробкою: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : спец. 05.16.01 “Металознавство та термічна оброб-ка металів”. Київ, 2012. 20 с.
Присяжнюк П.М., Криль Я.А. Розро-блення електроіскрових покриттів на основі карбідосталей NbC-сталь Гадфільда. Науко-вий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. 2013. № 2. С. 155-164.
Гадалов, В.Н., Абашкін Р.Є. Зміцнен-ня швидкорізальних сталей. Сучасні інстру-ментальні системи, інформаційні технології та інновації / матеріали VIII Міжнародної науково-технічної конференції: у двох части-нах. 2011. С. 119-124.
Спосіб нітроцементації поверхонь сталевих деталей методом електроіскрового легування (ЕІЛ): пат. 150385 України на ко-рисну модель, МПК (2006), B23H 1/00, B23H 5/00, B23H 9/00, C23C 8/20 (2006.01), C23C 8/22 / Тарельник В. Б., Марцинковський В. С., Гапонова О. П., Коноплянченко Є. В.; Саржанов О.А.; Тарельник Н. В; Мікуліна М. О., Лазаренко А. Д.; Поливаний А.Д., заявл. 30.08.2021; опубл. 10.02.2022, Бюл. № 6.
Tarelnyk V.B., Gaponova O.P., Melnyk V. I., and et. The Surfaces Properties of Steel Parts with Wear-Resistant Coatings of the 1M and 90% BK6 + 10% 1M Composition Applied by the Method of Electrospark Alloying with the Use of Special Technological Environments. Pt. 1. The Strengthened-Surfaces’ Structural State Features. Metalofizi-ka I noveishie tekhnologii. 2023. Vol. 45. P. 663-686.
https://doi.org/10.15407/mfint.45.05.0663
Tarelnyk V.B., Gaponova O.P., Tarelnyk N. V., and et. The Surfaces Properties of Steel Parts with Wear-Resistant Coatings of the 1М and 90% ВК6 + 10% 1M Composition Applied by the Method of Electrospark Alloy-ing with the Use of Special Technological Envi-ronments. Pt. 2. Wear Resistance, Topographic and Mechanical Properties. Metalofizika I noveishie tekhnologii. 2023. Vol. 45. с. 773-794.
https://doi.org/10.15407/mfint.45.06.0773
Гапонова О. П., Охріменко В.О., Та-рельник Н.В. Підвищення ефективності тех-нології нітроцементації методом електроіскрового легування. Вісник сумського національного аграрного університету: нау-ковий журнал. 2024. № 2(56). С. 27-33.
https://doi.org/10.32782/msnau.2024.2.4
Тарельник В.Б., Коноплянченко Є. В. та інші. Проблеми експлуатації компресорно-го та насосного обладнання в сучасній про-мисловості: монографія. 2020. 410 с.
Yin K., Bian X., Han N., Yao Y. Zhou, J. Effect of the addition of Al–Ti–C master alloy on the microstructure and microhardness of a cast Al–10Mg alloy. Journal of University of Science and Technology Beijing, Mineral, Metallurgy, Material. 2006. №13. Р. 149–153.
https://doi.org/10.1016/S1005-8850(06)60033-9
Shafyei H., Salehi M., Bahrami A. Fabrication, microstructural characterization and mechanical properties evaluation of Ti/TiB/TiB2 composite coatings deposited on Ti6Al4V alloy by electro–spark deposition method. Ceramics International. 2020. №46. Р. 15276– 15284.
https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.03.068
Zamulaeva E.I., Levashov E.A., Sviridova T.A., Pulsed electrospark deposition of MAX phase Cr2AlC based coatings on titanium alloy. Surf. Surface and Coatings Technology. 2013. №235. Р. 454–460.
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2013.08.002
Радько О.В. Кумуржи О.Ю. Абразив-на стійкість сталі 46Х13 після зміцнення ме-тодом термоциклічного іонно-плазмового азотування. Збірник наукових праць Харківсь-кого університету Повітряних Сил. 2013. №34. С. 156-160.
Храновська К.М. Мазанко В.Ф., Іва-щенко Є.В., Лобачова Г.Г. Вплив середовища легування та додаткового азотування на мік-ротвердість, структуру та фазовий склад залі-зної підкладки. Фізична інженерія поверхні. 2010. № 4. С. 371-375.
Бородій Ю.П. Підвищення стійкості розділових штампів комбінованими методами поверхневого зміцнення: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. На-ук:спец. 05.03.05- «Процеси та машини обро-бки тиском». 2013. 26 с.
Іващенко Є.В., Лобачова Г.Г., Мазан-ко В.Ф. Формування поверхневого зміцнено-го шару при хіміко- термічній обробці заліза, поєднаній з електроіскровим легуванням. Металознавство та обробка металів. 2010. С. 39-42.
Каплун П. В. Науково-прикладні ос-нови застосування безводневого іонного азо-тування для підвищення контактної міцності трибосистем : дис. д-ра техн. наук : 05.02.04. Хмельницький : ХНУ. 2018. 358 с.
Афанасьєва О.В., Лалазарова Н.О., Федоренко Є.П. Лазерна поверхнева обробка матеріалів. Монографія: Харків: ХНУР, ХНАДУ. 2020. 100 с.
Єрко О.О., Копилов В.І. Абразивна зносостійкість електроіскрових композицій-них покриттів на основі ZrB2. Матеріали конференції, VI всеукраїнська науково-технічна конференція cтудентів, аспірантів та наукових співробітників. Київ. 2018. С.5-6.
Лабунець В.Ф. Присяжнюк В.В., Ме-льник О.В. Електроіскрове легування конс-трукційної легованої сталі 30ХГСНА для деталей вузлів тертя. Вісник Вінницького по-літехнічного інституту. 2019. №5. С. 81-84.
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2019-146-5-81-84
Гапонова О.П., Тарельник Н.В., Охріменко В.О. Вплив енергетичних параме-трів і часу легування на якість алітованих покриттів, отриманих методом електроіскро-вого легування. Комплексне забезпечення якості технологічних процесів та систем (КЗЯТПС – 2023) тези доповідей XІІІ Між-народної науково-практичної конференції. 2023. С. 57-58.
Мазурик А.О., Мелашенко К.В., Ло-бачова Г. Г. Електроіскрове легування сталі ст.3 нікелем, вольфрамом та вуглецем. Ма-теріали IV Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів. Актуальні задачі сучасних технологій. 2015. C.62.
Xie Y.J., Wang M.C. Epitaxial MCrAlY coating on a Ni-base superalloy produced by electrospark deposition. Surface and Coatings Technology. 2006. № 201. P. 3564–3570.
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.08.107
Umanskyi O., Poliarus O., Ukrainets M., Antonov M. Physical-Chemical Interaction in NiAl-MeB2 Systems Intended for Tribological Applications. Welding Journal. 2015. №94. P. 225– 230.
Коновал В.П., Уманський О.П., Па-насюк А.Д., Лук'янчук О.Ф. Вплив хімічного складу електродних матеріалів та режимів легування на властивості електроіскрових покриттів. І. Інтенсивність масопереносу та склад покриттів. Порошкова металургія. 2014 №01/02. С. 41-51.
Завойко О.С. Теоретичні основи еле-ктротехнології зміцнення металів: Навч. по-сібник. Ч: Рута. 2003. С. 123.
Завойко О.С. Теорія міжатомних пе-ретворень покриттів, металів і сплавів фізич-ного матеріалознавства, т. 1. Ч: Рута. 2009. С. 183.
Завойко О.С. Теоретичне матеріалоз-навство в теоріях міжатомних перетворень покриттів, металів, сплавів. т. 4. Ч: Рута. 2012. С. 103
