Главная | Обратная связь

Физика процесса ЭИО

Формирование упрочненного поверхностного слоя и покрытия при ЭИО происходит в результате сложных плазмохимических, теплофизических и механотермических процессов, происходящих на локальных участках поверхности обрабатываемой детали под воздействием энергии искрового разряда.

Принцип действия ЭИО

При сближении легирующего электрода-анода с обрабатываемой поверхностью детали происходит искровой разряд длительностью 10^-6 - 10^-3 с. В результате, на поверхностях анода и катода возникают локальные очаги плавления и испарения материала, вызывающие их электрическую эрозию и взаимный массоперенос. В процессе обработки на поверхности детали формируется тонкое покрытие с определенными физико-механическими свойствами. Параллельно действующее импульсное тепловое воздействие вызывает ряд механотермических процессов, приводящих поверхностные слои электродов в сложнонапряженное состояние вплоть до их пластической деформации и хрупкого разрушения. Поскольку электроды при искровом разряде находятся между собой в кинематической связи, то наряду с тепловым воздействием обрабатываемая поверхность детали подвергается ударно-вибрационному воздействию. При каждом контактном взаимодействии электродов образуются и разрушаются микролокальные мостики сварки, вызывающие совместно с механическим ударно-вибрационным воздействием пластическую деформацию модифицируемых поверхностных слоев. Такое энергетическое воздействие с высокой плотностью мощности стимулирует развитие в условиях электроискровой обработки микрометаллургических процессов (термохимических, газодинамических, диффузионных).

Поверхностный слой, сформированный при ЭИО, представляет собой новую композиционную структуру. Верхний тонкий слой состоит из материала анода, модифицированного элементами материала катода и межэлектродной среды. Сплошность и толщина данного слоя зависят от структуры материала ЛЭ, режимов и времени обработки. Под верхним слоем располагается модифицированный упрочненный слой, состоящий из смеси материалов анода и катода, образующийся в результате конденсации ионно-плазменной и капельной фазы и диффузии химических элементов материала анода в материал катода. Под ним располагается самый нижний и наибольший по толщине слой, образованный в результате импульсного теплового воздействия (зона термического влияния). Его структура отличается от структуры материала обрабатываемой детали строением и зернистостью. С перемещением вглубь данная структура переходит в структуру основного материала.

Таким образом, модифицирование и упрочнение поверхностного слоя происходит благодаря следующим процессам:

· осаждение (конденсация) материала анода на поверхности катода;

· диффузия частиц материала анода в поверхностный слой материала катода; образование твердых растворов и химических соединений (оксиды, карбиды, интреметаллиды);

· образование зоны взаимной кристаллизации Ме₁ и Ме₂, неравновесных структур, фаз, а также мелкозернистой структуры.