Regularities in the formation of wear-resistant coatings on steel samples when machining them with electrical discharge

Abstract

У статті розглянуто технологію електророзрядної обробки сталевих пар тертя та наведено результати експериментальних досліджень. Аналіз експериментальних досліджень показав, що збільшення напруги «анод-катод» призводить до різкого зниження мікротвердості поверхневого шару. Дослідження також дозволило визначити характерні розміри елементів конструкції, висотні параметри шорсткості поверхні. Елементний склад отриманої поверхні зразка сталі 15ХГН2ТА відрізняється від складу покриттів і поверхневих шарів зразків, модифікованих електророзрядною обробкою з використанням різних електродів. У режимі роботи системи «анод-катод» на поверхні катода внаслідок дисипативних процесів утворюється тонкий шар покриття зі стабільною модифікованою структурою. Показано, що висота нерівностей поверхні на ділянках після тертя вища, ніж на ділянках поверхні поза потоком тертя, що пов’язано з утворенням плівки перенесення тертя на поверхні зразків. Встановлено, що при взаємодії тертя сталевих зразків, оброблених електророзрядною обробкою, на поверхні тертя сталевих зразків утворюється тонка плівка, що призводить до зміни рельєфу поверхонь зі збільшенням висоти мікровиступів. , а також структурування переносної плівки в напрямку ковзання. Встановлено вплив обробки сталевих поверхонь електричним розрядом на зносостійкість металополімерної трибосистеми. Впровадження розробленої технології дозволило б суттєво підвищити зносостійкість металополімерних триз'єднань.

This paper considers the technology of electrical dis¬charge machining of steel friction pairs and reports the results of experimental studies. Analysis of the experimental stud¬ies has shown that increasing the “anode-cathode” voltage leads to a sharp decrease in the micro-hardness of the sur-face layer. The study has also made it possible to determine the characteristic dimensions of the structural elements, the height parameters of surface roughness. The elemental com¬position of the resulting surface of a steel 15KHGN2TA sam¬ple differs from the composition of coatings and the surface layers of samples modified by electrical discharge machin¬ing involving various electrodes. Under the “anode-cathode” system operation mode, a thin layer of coating with a stable modified structure forms on the surface of the cathode due to dissipative processes. It is shown that the height of surface irregularities on sections after friction is higher than on the surface sections outside the friction flow, which is associated with the formation of a friction transfer film on the samples’ surface. It was established that the interaction of friction of steel samples treated by electrical discharge machining forms a thin film on the surface of friction of steel samples, which leads to a change in the relief of surfaces with an increase in the height of the micro-protrusions, as well as the structur¬ing of the transfer film in the direction of sliding. The effect of machining steel surfaces by electrical discharge on the wear resistance of metal-polymer tribosystem was established. The implementation of the devised technology could provide a sig¬nificant increase in the wear resistance of metal-polymer tri¬bojunctions