Решению задачи повышения ресурса и восстановления деталей машин и механизмов посвящены многие исследования отечественных и зарубежных специалистов крупных фирм-производителей и научно-исследовательских организаций разных отраслей. В этой статье на примере одной из областей применения приведены результаты исследований и практического использования одного из наиболее универсальных методов нанесения металлопокрытий — электроискрового, широко известного в России и за рубежом под названием «электроискровое легирование» (ЭИЛ) [1].
Проводимые в настоящее время работы посвящены дальнейшему изучению явлений на контакте «анод — катод» при ЭИЛ, улучшению свойств электроискровых покрытий оптимизацией параметров разрядных импульсов, исследованию силового воздействия электрода на деталь в процессе обработки, улучшению электродных материалов путем предварительной обработки их методом ЭИЛ, применению этого метода [2–7]. Системные исследования, направленные на создание экономичных технологий применения метода ЭИЛ для повышения ресурса деталей и восстановления их работоспособности ведутся в ФГБНУ ФНАЦ ВИМ (Москва).
Согласно разработанной классификации [8], все объекты, обрабатываемые методом ЭИЛ, объединены в 8 классов. В этой работе рассмотрены преимущественно объекты, контактирующие в процессе эксплуатации с металлами. Это поверхности скольжения пар трения различных механизмов и агрегатов, которые можно назвать малонагруженными, т. е. р < 0,2σs (класс 1-й), и поверхности неподвижных соединений (посадочные поверхности под подшипники качения и т. п.) валов, осей и корпусных деталей — средненагруженные, 0,2σs < р < 0,5σs (2-й класс).
Общими преобладающими факторами, инициирующими износ рабочих поверхностей объектов этих двух классов, являются силовое нагружение и наличие между контактирующими поверхностях твердых элементов. Кроме того, объектам 1-го класса характерно адгезионное взаимодействие материалов пары трения и наличие на поверхности контакта химически активных веществ, а объектам 2-го класса — циклические микроперемещения, способствующие фреттинг-коррозии. Эти факторы являются причиной появления на рабочих поверхностях деталей характерных дефектов: изменение размеров (уменьшение диаметра вала и увеличение диаметра отверстия); вырывы; задиры; царапины; до 85 % деталей имеют износ до 150 мкм на сторону.