ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 4 2023 246 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Режимы ЭИЛ Modes of electric discharge alloying Обозначение образцов МС50 МС150 МС450 Скважность 50 150 450 Период, мкс 2,5 7,5 22,5 Длительность, мкс 50 50 50 Число импульсов 144 000 48 000 16 000 диска из быстрорежущей стали М45 (65 HRC) на скорости 0,47 м/с при нагрузке 25 Н. Тесты на циклическую жаростойкость проводили в муфельной печи при температуре 700 °С на воздухе. Образцы в виде куба с ребром 6 мм с покрытием на каждой грани выдерживали при заданной температуре в течение примерно 6 часов, затем охлаждали в эксикаторе до комнатной температуры. Общее время тестирования составляло 100 часов. Во время испытания на жаростойкость образцы помещали в керамические тигли для учета массы образовавшихся оксидов. Краевой угол смачивания определяли методом «сидячей капли» [23]. Свободную поверхностную энергию определяли по смачиванию дистиллированной водой, этанолом (C2H5OH), раствором хлорида натрия (6M NaCl) и муравьиной кислотой (CH2O2). Свободная поверхностная энергия рассчитывалась с использованием теоретической модели [24]: SL S L Y Y Y 2 1 2 1 ( ) , S L L S Y Y Y Y β (1) что в сочетании с уравнением Юнга дает (1 cos ) L Y Θ 2 1 2 1 ( ) , S L L S Y Y Y Y β (2) где β1 = 0,0001057 (м/мН) 2; тогда уравнение (2) позволяет с некоторым допущением оценить свободную поверхностную энергию (YS) по измерению угла контакта жидкости с известным поверхностным натяжением YL. Результаты и их обсуждение Изучение массопереноса при ЭИЛ имеет значение для установления факта положительного привеса катода и величины удельного привеса, особенно при использовании новых электродных пар анод-катод, поскольку толщину покрытия можно рассматривать как функцию от привеса катода [25]. На рис. 1 показаны зависимости эрозии анода, привеса катода и суммарного коэффициента массопереноса от времени ЭИЛ. Кривые электрической эрозии анодов линейно возрастали во время ЭИЛ (рис. 1, а), наибольшая эрозия анода наблюдалась при наименьшей скважности импульсов. С увеличением скважности в 3 и 9 раз значения величин эрозии уменьшались соответственно в 1,2 и 5 раз. Таким образом, эрозия анода нелинейно зависит от числа импульсов, посылаемых генератором. С ростом скважности из-за сокращения числа разрядных импульсов значения величин привеса уменьшались соответственно в 1,5 и 2,2 раза (рис. 1, б). Привес катода за первые 4 минуты ЭИЛ монотонно возрастал, а в последующие 5–6 минут наблюдалось замедление привеса изза приближения к порогу хрупкого разрушения [21]. В соответствии с этим коэффициент массопереноса (Kп) постепенно снижался с ростом времени ЭИЛ для всех режимов. При скважности импульсов 450 Kп был вдвое большим по сравнению с другими режимами (рис. 1, в). Это объясняется уменьшением количества разрядов, приходящихся на единицу обрабатываемой поверхности в единицу времени, при котором электроды остывают до более низких температур. При снижении начальной температуры анода уменьшается объем микрованны расплава и соответственно снижается эрозия при единичном разряде. Рентгенофазовый анализ показал, что в составе анода композиции Fe31W10Cr22Mo7B12C18
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1