Структура поверхностного слоя после ЭЭО

Состояние поверхностного слоя определяет износостойкость, прочность и другие

свойства детали в механизме. После ЭЭО поверхностный слой приобретает свойства,

по разному влияющие на эксплуатационные характеристики деталей. Положительными

являются повышение твердости поверхности при сохранении вязкости середины, большое количество лунок на поверхности, плавное их сопряжение. К недостаткам

следует отнести возможность появления трещин, растягивающих напряжений,

трудность получения поверхности с малой шероховатостью.

Качество поверхности после электроэрозионной обработки характеризуется, кроме шероховатости поверхности, и теми изменениями, которые произошли в поверхностном слое. Это структурные и химические превращения, изменения микротвердости и остаточных напряжений, обусловленных тепловыми процессами на поверхности заготовки.

Поверхностный слой формируется за счет части расплавленного металла, оставшегося на поверхности лунки и прилегающего к нему слоя металла, подвергнутого структурным превращениям.

Поверхностный слой детали при ЭЭО локально, кратковременно и весьма интенсивно нагревается и плавится. Большая часть расплавленного металла удаляется из зоны обработки, а оставшаяся часть на поверхности лунки активно вступает в химическое взаимодействие с продуктами распада диэлектрической жидкости и парами ЭИ, образующими в рабочей зоне под действием высоких температур. В результате такого взаимодействия поверхность обрабатываемого материала будет насыщена веществом, содержащимся в жидкой фазе и входящим в состав ЭИ. Интенсивный отвод тепла через рабочую жидкость и прилегающий в зоне разрушения холодный металл создаются условия сверхскоростной закалки. В результате одновременного действия двух факторов образуется поверхностный слой с измененной структурой и хим. составом. В большинстве случаев такой слой надо удалять. При обработке твердых сплавов протекающие в поверхностном слое металла термические процессы могут привести к образованию микротрещин и увеличению пористости.

1) поверхн. слой претерпевает хим.- термические превращения

2) поверх. слой – структурно измененный слой (был мартенсит-стал перлит или наоборот).

3) основной материал

h_д- превышает шероховат., поэтому необходимо рассматривать обязательно.

Поверхностный слой образуется остатками расплавленного материала, поэтому отличается насыщением углерода, и элементами ЭИ – т.к. быстро охлаждается, то происходит поверхностная закалка.

Второй слой быстро нагревается и охлаждается, то вторичная закалка.

Третий слой характеризуется начальным отпуском.

Т. к. скорость нагрева и охлаждения большие, то в основном материале возникают трещины, особенно у твердых сплавов. Поэтому в чистовой обработке необходимо снимать дефектный слой.

h_д= k_д (U_срI_ср/f_и)^Xд

Сталь- Х_Д = 0,4 kд = 0, 13 – 0, 15

Тв. Сплав Х _Д = 0,4 kд = 0, 03 – 0, 5

Жаропроч. Спл.

На никелев. Основе X_д =0,38-0,4 kд =0,04-0,06

ЭИсО для чистового режима h _д = 0, 002 - 0, 005мм

ЭИмО h _д = 0, 1- 0, 4мм

ЭКО h _д = до 5 мм.

Зоны измененной структуры распологаются по обработанной поверхности неравномерно. Глубина и состав этих зон зависит от обрабатываемого материала, электрического режима, размеров обрабатываемой поверхности, рабочей жидкости. Наибольшая глубина при режиме обеспечивающем наивысшую производительность. Для сталей на чистовом режиме глубина измененного слоя примерно равна высоте неровностей, а на черновом превышает в 1,5 раза. У жаропрочных сплавов на никелевой основе пониженной теплопроводности глубина измененного поверхностного слоя в 1,5 – раза меньше чем у сталей.

Глубина дефектного слоя необходима нам для расчета минимального припуска на обработку Zмин. Эта формула давалась в ТМ.