Распределение температурных зон при электролитно-плазменном нагреве титановых сплавов

Abstract

Электролитно-плазменная обработка (ЭПО) является перспективным методом повышения эксплуатационных характеристик металлических материалов. Разновидностью ЭПО является анодное электролитно-плазменное упрочнение. Данная технология позволяет насыщать поверхность обрабатываемых деталей атомами легких неметаллических элементов, входящих в состав используемого электролита. Ограничения к широкому применению электролитно плазменного упрочнения в промышленности связаны с рядом особенностей процесса, выраженных в неравномерности нагрева обрабатываемых деталей, а также с необходимостью их медленного погружения в электролит для избежания срыва процесса нагрева. В работе представлены результаты исследования влияния рабочего напряжения на максимальную температуру нагрева и распределение температурных зон в процессе электролитно-плазменного нагрева образцов цилиндрической формы из титанового сплава ВТ6. Установлено, что электролитно-плазменная обработка в растворе хлорида аммония при величине рабочего напряжения от 200 до 260 В обеспечивает нагрев образцов до температуры 1200 °С. Наибольшая температура нагрева наблюдается при напряжении 260 В, а наименьшая – при 200 В. При этом для образцов, подвергающихся обработке, характерно наличие градиента температур по высоте (максимальный нагрев наблюдается в наиболее погруженной части образца). В процессе ЭПО выделяются до шести ярко выраженных температурных зон, однако одновременно существует не более пяти таких зон. Уменьшение длины и диаметра образцов приводит к их более равномерному нагреву. При этом происходит увеличение размеров наиболее высокотемпературных зон за счет уменьшения или исчезновения наименее низкотемпературных зон. При увеличении длины образцов наблюдается обратная закономерность.