Электроэрозионный ряд металлов для электроискрового легирования на основе решения задачи теплопроводности

Abstract

Экспериментально определена электрическая эрозия металлов: Zn, Al, Zr, Ti, V, Fe, Ni, Co, Cr, Nb, Mo, Cu, W. Впервые использовалась смесь гранул из перечисленных металлов, взятых в равных мольных соотношениях, которая выступала в качестве нелокализованного электрода, для электроискрового легирования стали 35. Предложена математическая модель расчета объема расплава металлов в условиях электрического разряда при электроискровом легировании на основе решения задачи теплового поля на электродах с использованием их теплофизических констант. Показано, что действующий источник тепла при разряде на порядок уже, чем эрозионная зона, и на три порядка мощнее, чем это предполагалось ранее. Рассчитаны объемы плавления на металлах за один разряд и построен соответствующий ряд электроэрозионной стойкости исследованных металлов. Показано, что разработанный теорети-ческий ряд электроэрозионной стойкости металлов лучше соответствует экспериментальным данным по сравнению с литературными.

The electrical erosion of Zn, Al, Zr, Ti, V, Fe, Ni, Co, Cr, Nb, Mo, Cu, and W was experimentally determined. For the first time a mixture of granules of the listed metals, taken in equal molar ratios, was used that acted as a non-localized electrode for the electric spark deposition of steel 35. A mathematical model is proposed so as to calculate the volume of molten metals under conditions of an electric discharge during electric spark deposition based on solving the problem of the thermal field on the electrodes using their thermophysical constants. Calculations for a wide range of metals that differ greatly in thermophysical properties allowed to conclude that the active heat source during a discharge is an order of magnitude narrower than the erosion zone and three orders of magnitude more powerful than previously theoretically assumed. The volumes of melting on metals per one discharge were calculated and the corresponding series of electrical erosion resistance of metals was constructed. It is shown that the developed theoretical series of electrical erosion resistance of metals better corresponds to experimental data in comparison with literature data.