Model of Electroerosion Destruction of Composite Electroexplosive Coatings in the Conditions of Spark Erosion

Abstract

Сибирский государственный индустриальный университет (654007, Россия, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42) Аннотация. Предложена модель электроэрозионного разрушения композиционных электровзрывных покрытий систем W-Cu, Mo-Cu, W-C-Cu, Mo-C-Cu, Ti-B-Cu и TiB 2-Cu в условиях искровой эрозии, происходящей при размыкании электрических контактов. Модель рассматривает испарение электродов под действием теплового потока, который возникает вследствие искрообразования при размыкании электрических контактов. При построении этой модели сопротивление электрических контактов во время испытаний находилось в интервале 40-50 мкОм. Модель строится в рамках задачи нагрева полупространства поверхностным нормальным импульсным источником тепла, равномерно распределенным по площади определенного радиуса и с определенной длительностью воздействия. Распределение энергии импульса во времени аппроксимировали прямоугольным импульсом. Решали уравнение теплопроводности в цилиндрической системе координат для плоского мгновенного источника тепла с учетом конечного времени импульса. По температуре поверхности определяли давление паров металла. В расчетах принимали напряжение на контактах 380 В, силу тока 3 А, время искрового разряда 150 мкс, радиус пятна контакта искрового разряда с поверхностью 152 мкм. В результате расчета определены температура поверхности электродов из чистого материала, температура поверхности электродов из композиционных покрытий, глубина слоя испарения электродов из чистых материалов, потеря массы композиционного покрытия после единичного импульса разряда, относительное изменение объемной электроэрозионной стойкости электродов из чистых материалов, относительное изменение массовой электроэрозионной стойкости электродов из чистых материалов, относительное изменение объемной электроэрозионной стойкости электровзрывных композиционных покрытий, относительное изменение массовой электроэрозионной стойкости электровзрывных композиционных покрытий. Произведен расчет парциального состава элементов, входящих в композиционное покрытие. Полученные результаты хорошо совпадают с экспериментальными, особенно в тройных системах W-C-Cu, Mo-C-Cu и Ti-B-Cu. При сравнении с литературными данными наблюдается достаточно хорошая корреляция. Для двойных систем W-Cu, Mo-Cu причины отклонения состоят в приближениях модели.