The aim of the research is the choice of the powder environment kind and dispersion used for carburizing metalware through the electric current transmission and microarc discharge forming. The laboratory unit made-up of two containers — an external one including the electroconductive environment, and an internal one where a sample with the carburized powder is placed — is used. The application of the graphite, charcoal, coal coke, and coal (anthracite) powders is investigated. It is found that the best powder environment is the coal powder which provides both speeded heating of the diffusant and a steelwork, and the carbon oxide generation which intensifies the carburizing process. The effect of the coal and coke particle size on the specific electric resistance of powder environment, and the cementation process results are studied. With the particle size reduction, the electrical resistance of coal and coke powders rises sharply that is explained by the transient resistance increase because of the growth of the interparticle contacts number. In addition, the specific electric resistance of coal is by two orders of magnitude more than that of coke, irrespective of the fraction size. For the microarc carburizing, the powder environment with the particle size within the range of 0.3–0.6 mm is preferable. The obtained results can be used for the intensification of the metalware carburizing.
Целью исследования являлся выбор вида и дисперсности порошковой среды, используемой при цементации металлических изделий с помощью пропускания электрического тока и образования микродуговых разрядов. Использовалась лабораторная установка, состоящая из двух контейнеров — наружного, содержащего электропроводную среду, и внутреннего, в который помещался образец вместе с порошком диффузанта. Исследовалось применение порошков графита, древесного угля, каменноугольного кокса и каменного угля (антрацита). Установлено, что наилучшей порошковой средой является порошок каменного угля, который обеспечивает ускоренный нагрев диффузанта и стального изделия, а также генерацию оксида углерода, который интенсифицирует процесс науглероживания. Изучено влияние размера частиц каменного угля и кокса на удельное электрическое сопротивление порошковой среды и результаты процесса диффузионного насыщения. C уменьшением размера частиц электрическое сопротивление порошков каменного угля и кокса резко возрастает, что объясняется увеличением переходного сопротивления в связи с ростом числа межчастичных контактов, при этом, независимо от размера фракции, удельное электрическое сопротивление каменного угля на два порядка выше, чем у кокса. Для микродуговой цементации предпочтительна порошковая среда с размером частиц в интервале 0,3—0,6 мм. Полученные результаты могут быть использованы для интенсификации процесса цементации металлических изделий.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.