Изобретение относитс к электроф зическим и электрохимическим методам обработки, в частности к электроэрозионному легированию. Известен способ нанесени покрыг тий, в котором между вибрирующим вдоль оси электродом-инструментом и обрабатываемой деталью за счет контактировани возбуждаетс импульсны элек1рический разр д в газообразной среде ClK Однако данный способ характеризу етс наличием микронеровностей обра батываемой поверхности ипо влением трещин из-за перегрева металла в зо не обработки. Известен способ электроэрозионно го нанесени покрытий вибрирующим электродом, в котором в цепь источника питани включают дополнительны электрод и с его помощью возбуждают дополнительный разр д, воздействие которого на обрабатываемую поверхность позвол ет улучшить технологические услови дл нанесени покрыти при действии основного импульса Г2. Применение указанного способа по вол ет получить лучшее качество поверхности и сплошность нанесени по крытий, о образование микронеровнбстей , вследствие поверхностной эр 1зии, и микротрещин, вследствие ре.зких перепадов температурного пол , также имеет место. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению вл етс способ электроэрозионного легировани материалов в котором между электродом и деталью возбуждают электрические разр ды малой энергии и длительности. Обработку провод т короткими маломощными импульсами длительностью 1,0-10 мкс при сохранении посто нной величины межэлектродного зазора. Этим создаютс услови дл прохождени тока с большой плотностью, что увеличивает производительность и эффективность нанесени покрытий СЗ. Недостатками известного способа вл ютс ; увеличение величины микронеровностей поверхности из-за прижогов и неуправл емых газодинамических процессов под обрабатываемой поверхностью , привод щих к разбрызгиванию металла; невысока производительность из-за невозможности исполь зовани импульсов большой мощности/ невозможность использовани в качест ве финишной операции при обработке прецизионных деталей, Кроме.того, способ не позвол ет производить.термообработку и азотирование без оплавлени поверхностного сло . Цель изобретени - улучшение качества обрабатываемой поверхности. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу электроэрозионного легировани матер)иалов, при котором между электродом и обрабатываемой деталью возбуждают электрические разр ды малой энергии и длительности , обработку производ т парными импульсами, причем длительность и энергию лидирующего импульса устанавливают соответственно в пределах 0,1-0,3 и 0,05-0,2 ог этих параметров основного импульса пары, длительность паузы между лидирующим и основным импульсами устанавливают в пределах 1-10 мкс и ввод т задержку нарастани фронта основного импульса в пределах 0,4-0,6 от длительности всего импульса. Подача маломощного лидирующего импульса перед основным обусловливает возникновение послепробойных газодинамических процессов в межэлектродном промежутке, привод щих к местньтм изменени м давлени среды в зоне разр да и ее нагреву. Основной импульс подаетс в момент спада давлени в нагретой области. Так как температура этой области высока , а объем достаточно велик, основной импульс не может вызвать значительный перепад давлени . Вследствие этого разбрызгивани и выжимани расплавленного металла не происходит . Особенно сильно этот эффект наблюдаетс дл силовых импульсов с пологим передним фронтом. В результате по вл етс возможность обработки детали с незначительным оплавлением поверхности или вообгае без оплавлени производить термообработку, а в случае использовани азотосодержай1ей атмосЛеры - и азотирование поверхности . Достигаемое уменьшение плотности мощности теплового потока позвол ет оплавл ть гребешки микронеровностей, Т.е. производить выглаживание поверхности . На чертеже изображена схема устройства дл осуществлени предлагаемого способа. Устройство содержит обрабатываемую деталь 1, закрепленную на рабочем столе 2, подвижный электрод-инструмент 3, помещенный в камеру 4 дл подачи газа. К электроду и детали подключен генератор 5 лидируютих вспомогательных импульсов и генератор б основных импульсов. Рабоча зона может иметь защитный кожух 7. Способ реализуетс следующим образом . Деталь 1 устанавливают в приспособлении 2 с зазором относительно электрода-инструмента 3, который перемещаетс над поверхностью детали с посто нной скоростью (рабоча подача ). Между электродом и деталью от генератора 5 возбуждают лидирующий вспомогательный импульс. Происходит пробой межэлектродной среды, который вызывает быстрый ее нагрев в области разр да, а также нагрев поверхности инструмента и детали. Этот процесс сопровождаетс повыиюнием давлени межэлектродной среды в зоне разр да, поскольку за врем лидирующего импульса объем, зан тый искровым разр дом, не успевает расширитьс . Избыточное давление в указанном объеме вызывает его расши рение со скоростью, равной или- боль шей скорости звука (слышен хлопок). Вследствие расширени зоны происходит падение давлени в ней до атмос ферного . Этот процесс вызывает допо нительную очистку поверхности. В мо мент, когда давление упало, а межэлектродна среда не успела достато но охладитьс , на деталь и инструмент подают основной импульс (через 1-10 МКС ), который осуществл ет перенос материала инструмента на поверхность летали. Так как межэлектродна среда подогрета, не возникает значительного перепада давлени , не происходит разбрасывани и выжимани расплавленного металла с поверхности детали. В результате прак тически не увеличиваетс величина микронеровностей поверхности. Длительность и энергию вспомогательног импульса дл осуществлени такого решени выбирают -соответственно в пределах 0,1-0,3 и 0,05-0,2 от основного импульса. Выбор указанных диапазонов величины паузы между импульсами и значе ний параметров импульсов осуществле экспериментально. При временах задержки менее 1 мк 1не успевает упасть давление в зоне разр да. В этом случае лидирующий импульс не выполн ет своей роли. На блюдаетс ухудшение шероховатости поверхности и .разбрызгивание металл При временах задержки более 10 мк межэлектродна среда возвращаетс в исходное состо ние, т.е. основной им пульс в этом случае воздействует на деталь практически без вли ни на нее лидирующего импульса. i . При энерги х лидирующего импульса меньше 0,05 по -отношению к энергии основного и его длительности меньше 0,1 по отндшению. к длительности основного лидирующий импульс не обеспечивает вьшеописанный газодинамический процесс. При энергии и длительности вспомогательного импульса соответственно более 0,2 и 0,3 относительно этих параметров основного импульса лидирующий импульс оставл ет следы эрозии на поверхностей детали, ухудшаетс шероховатость поверхности. Наилучшие технологические показатели достигаютс , если на деталь и электрод подают импульс с пологим передним Фронтом, длительность которого составл ет 0,4-0,6 длительности всего импульса. Пологий передний фронт обеспечивает подогрев межэлектродной среды и соответственно обеспечивает протекание описанного газодинамического процесса. Практически полностью устран етс разбрызгивание и выжимание расплавленного металла с поверхности детали. Использование переднего фронта импульса длительностью менее 0,4 от длительности всего импульса не обеспечивает завершени протекани газодинамического процесса , соответственно происходит увеличение микронеровностей поверхности. При длительности переднего фронта более 0,6 происходит уменьшение производительности , так как основна часть импульса не обладает достаточной мощностью дл распылени материала инструмента . Результаты сравнени технологических показателей по базовому способу и согласно изобретению представлены в таблице. Результаты экспериментов, сведенные в таблицу, подтверждают правильность выбора режимов. По сравнению с базовым объектом при использовании оптимальных режимов наблюдаетс существенное улучшение шероховатости поверхности. При равных энерги х импульсов параметр R уменьшаетс в 1,5-2 раза. Применив азотосодержащую атмосферу , можно азотировать поверхность, а также напыл ть нитриды различных металлов, например нитриды титана. Увеличение межэлектродного зазора, вызванное дополнительным разр дом, и расишрение канала разр да способствует протеканию плазмохимических реакций . Например, при использовании электрода-инструмента из титановой проволоки нри продувке азотом получено покрнтаие из нитрида титана толщиной 6 мкм и азотированный слой на стали Р6М5 глубиной 27-30 мкм. Таким образом, применение предлагаемого .способа позвол ет улучшить технологические показатели электроэрозионного легировани в рассмотренном диапазоне режимов.This invention relates to electrophysical and electrochemical treatment methods, in particular, to electroerosive doping. There is a known method of applying coatings, in which a pulsed electric discharge in the ClK gaseous medium is generated by contact between the vibrating along the axis of the electrode tool and the workpiece. However, this method is characterized by the presence of micro-asperities of the surface being treated and the cracking due to overheating of the metal in not processing. There is a known method of electroerosive coating with a vibrating electrode, in which an additional electrode is inserted into the power supply circuit and it is used to excite an additional discharge, the effect of which on the surface to be treated makes it possible to improve the technological conditions for applying the coating under the action of the main pulse G2. The application of this method will make it possible to obtain a better surface quality and continuity of coating, the formation of micronerosities due to surface errism, and microcracks, due to the rapid changes in the temperature field, also takes place. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is the method of electroerosive doping of materials in which electric discharges of low energy and duration are excited between the electrode and the workpiece. The treatment is carried out with short low-power pulses with a duration of 1.0–10 µs while maintaining a constant interelectrode gap. This creates conditions for the passage of current with a high density, which increases the performance and efficiency of the NW coatings. The disadvantages of this method are; an increase in the surface irregularities due to burns and uncontrolled gas-dynamic processes under the surface being treated, leading to splashing of the metal; low productivity due to the impossibility of using high-power pulses / impossibility of using as a finishing operation in the processing of precision parts, moreover, the method does not allow for thermal processing and nitriding without melting the surface layer. The purpose of the invention is to improve the quality of the treated surface. The goal is achieved by the fact that, according to the method of electroerosive doping of materials), in which electric discharges of low energy and duration are excited between the electrode and the workpiece, the processing is performed by pair pulses, and the duration and energy of the leading pulse are set respectively within 0.1- 0.3 and 0.05-0.2 Og of these parameters of the main pulse of the pair, the duration of the pause between the leading and the main pulses is set within 1-10 microseconds and a delay in the rise of the front is introduced SIC 0.4-0.6 pulse within the duration of the entire pulse. The supply of a low-power leading pulse to the main one causes the appearance of post-breakdown gas-dynamic processes in the interelectrode gap, leading to local changes in the pressure of the medium in the discharge zone and its heating. The main impulse is given at the time of the pressure drop in the heated region. Since the temperature of this area is high and the volume is large enough, the main pulse cannot cause a significant pressure drop. As a result of this splashing and squeezing the molten metal does not occur. This effect is especially pronounced for power pulses with a gentle leading edge. As a result, it is possible to treat the part with a slight fusing of the surface or in the surface without melting to perform heat treatment, and in the case of using nitrogen-containing atmosphere, the surface is nitrided. The achieved reduction in the power density of the heat flux allows the scallops of asperities to be melted, i.e. to smooth the surface. The drawing shows a diagram of an apparatus for carrying out the proposed method. The device contains the workpiece 1, mounted on the working table 2, the movable electrode-tool 3, placed in the chamber 4 for supplying gas. To the electrode and parts connected to the generator 5 leading auxiliary pulses and the generator b of the main pulses. The working area may have a protective cover 7. The method is implemented as follows. Part 1 is mounted in tool 2 with a gap relative to the electrode tool 3, which moves over the surface of the part at a constant speed (working feed). Between the electrode and the part from the generator 5 excite the leading auxiliary pulse. There is a breakdown of the interelectrode medium, which causes its rapid heating in the area of the discharge, as well as the heating of the surface of the tool and the part. This process is accompanied by an increase in the pressure of the interelectrode medium in the discharge zone, since during the lead pulse the volume occupied by the spark discharge does not have time to expand. Excessive pressure in the specified volume causes it to expand at a speed equal to or greater than the speed of sound (you can hear cotton). Due to the expansion of the zone, a pressure drop in it to the atmosphere occurs. This process causes additional surface cleaning. At the moment when the pressure dropped, and the interelectrode medium did not have time to cool enough, the main impulse (through 1-10 ISS) is fed to the component and the instrument, which carries the transfer of the tool material to the surface. Since the interelectrode medium is heated, there is no significant pressure drop, there is no scattering and squeezing of the molten metal from the surface of the part. As a result, the surface asperities practically do not increase. The duration and energy of the auxiliary impulse for the implementation of this solution is chosen, respectively, in the range of 0.1-0.3 and 0.05-0.2 of the main pulse. The choice of the specified ranges of the pause between pulses and the values of the parameters of the pulses was carried out experimentally. When the delay times are less than 1 micron, the pressure in the discharge zone does not have time to drop. In this case, the leading impulse does not fulfill its role. Surface roughness deterioration and metal spattering are observed. At lag times longer than 10 µm, the interelectrode medium returns to its original state, i.e. the main pulse in this case affects the part practically without affecting the leading pulse on it. i. When the energy x of the leading pulse is less than 0.05 in relation to the energy of the main and its duration is less than 0.1 in respect to the one. to the duration of the main leading impulse does not provide the above gas-dynamic process. When the energy and duration of the auxiliary impulse are respectively more than 0.2 and 0.3 relative to these parameters of the main impulse, the leading impulse leaves traces of erosion on the surfaces of the part, and the surface roughness deteriorates. The best technological performance is achieved if a pulse with a gentle front front is applied to the workpiece and the electrode, the duration of which is 0.4-0.6 the duration of the entire pulse. A gentle forefront provides heating of the interelectrode medium and, accordingly, ensures the flow of the described gas-dynamic process. Spraying and squeezing the molten metal from the surface of the part is almost completely eliminated. The use of the leading edge of a pulse with a duration of less than 0.4 of the duration of the entire pulse does not ensure the completion of the gas-dynamic process, respectively, an increase in the surface asperities. With a leading edge duration of more than 0.6, there is a decrease in productivity, since the main part of the pulse does not have enough power to spray the tool material. The results of the comparison of technological indicators for the basic method and according to the invention are presented in the table. The results of the experiments, summarized in the table, confirm the correctness of the choice of modes. Compared to the base object, a significant improvement in surface roughness is observed when using optimal modes. At equal pulse energies, the parameter R decreases 1.5-2 times. By applying a nitrogen atmosphere, the surface can be nitrated, and nitrides of various metals, such as titanium nitrides, can be sprayed on. The increase in the interelectrode gap caused by the additional discharge, and the discharge channel dilution promotes the flow of plasma-chemical reactions. For example, when using an electrode tool made of titanium wire on a nitrogen purge, a coating of titanium nitride with a thickness of 6 μm and a nitrated layer on steel R6M5 27-30 μm in depth were obtained. Thus, the application of the proposed method makes it possible to improve the technological indicators of electroerosive doping in the considered range of modes.
- Способ с параметрами, вэ тьоми за граничными значени ми- Method with parameters, ve tomi beyond the boundary values