7.2. Формування і властивості покриттів

Процес формування покриттів при ЕІЛ залежить від таких основних факторів: природи матеріалів анода і катода, їх поведінки при електроіскровому розряді, електричних параметрів процесу, складу навколишнього середовища, часу обробки. Формування покриттів характеризується низкою закономірностей.

Характерним є явище, коли при формуванні шару збільшення часу обробки приводить не до зростання товшини, а навпаки, починаючи з певного моменту, — до її зменшення. Це пояснюється тим, що в процесі ЕІЛ змінюються хімічний склад катода і його фізико-механічні властивості, характер тепло- і масообміну між матеріалами анода і катода. Найбільш повно вивчені закономірності формування шарів при легуванні сталевих катодів тугоплавкими металами, насамперед металами IV—VI груп, а також їхніми карбідами, боридами, твердими сплавами, композиційними матеріалами. Процес легування в часі можна поділити на два етапи: протягом першого етапу спостерігається безперервне збільшення маси катода, протягом другого — відбувається періодичне зменшення і збільшення його маси.

За характером взаємодії із залізом і вуглецевими сталями (катодом) тугоплавкі метали (анод) можна умовно поділити на дві основні групи: метали, що утворюють необмежені тверді розчини — V, Сг, Со, №, і метали, які утворюють обмежені розчини - Ті, Ък, N6, Та, Мо, XV, Н£

У табл. 7.2 наведені результати взаємодії анода (тугоплавких металів) і катода (сталі 3) залежно від режимів легування.

Як бачимо, від природи матеріалу анода істотно залежить його взаємодія з матеріалом катода, тобто від його електронного стану, структури, фізико-хімічних властивостей. Практично в усіх випадках максимальний вміст матеріалу анода в катоді значно (в десятки разів) вищий, ніж катода в аноді. Особливо чітко це спостерігається при легуванні сталі 3 (катода) такими металами, як цирконій, тантал, молібден, вольфрам.

Як правило, на аноді існують дві зони. Перша зона створена сумісною кристалізацією матеріалів анода і катода і простягається від робочої поверхні анода до тієї ділянки, в якій вміст заліза (матеріалу катода) мінімальний. У цій зоні внаслідок інтенсивного перемішування в мікрованні спостерігається різка зміна вмісту тугоплавкого металу на глибині шару. Крім того, тут наявні значні кількості оксидів цих елементів.