Эксплуатационная надежность деталей машин и механизмов, инструментов различного назначения зависит в значительной степени от качества поверхности и свойств поверхностного слоя этих изделий.
В промышленно развитых странах для модификации рабочих поверхностей деталей и формирования на них поверхностных слоев с требуемыми эксплуатационными свойствами применяются различные методы, в том числе электроискровая обработка (ЭИО). Родоначальником новой революционной технологии обработки металлических материалов методом ЭИО является Б. Р. Лазаренко [1].
Метод электроискровой обработки металлических поверхностей основан на использовании действия электрического разряда, проходящего между электродами в газовой среде. В результате искрового разряда между электродом-анодом и деталью-катодом происходит преимущественное разрушение материала электрода и перенос продуктов эрозии на поверхность детали. Высокая температура в зоне разряда (5000–11000 оС) и кратковременность его действия (10–2000 мкс) способствуют протеканию микрометаллургических процессов на поверхности детали, диффузии элементов материала электрода вглубь поверхностного слоя детали без существенного ее нагрева. Многократное воздействие на обрабатываемую деталь искровыми разрядами приводит к изменению рельефа поверхности, а также состава, структуры и свойств ее поверхностного слоя.
Одним из многих достоинств ЭИО является его универсальность. В таблице 1 [2] приведены значения некоторых характеристик электроискровых покрытий, изменяемые в широких пределах. Во вновь образованном рельефе отсутствуют протяженные выступы клинообразной в поперечном сечении формы, образованные обработкой резанием, которые заменяются выступами ограниченной длины, по форме близкими к шаровому сегменту, обладающими высокой несущей способностью; рельеф приобретает выпукло-вогнутый характер, и его параметры одинаковы во всех направлениях.
Микроструктура слоя покрытий, в значительной степени влияющая на прочностные свойства материала и зависящая от состава материала электрода и режимов его нанесения, состоит из блоков, размеры которых принимают очень малые значения, исчисляемые нанометрами [3, 4].