Метод анодного электролитного нагрева металлов в водных растворах нашел свое применение для повышения комплекса физико-химических свойств внешних поверхностей малогабаритных деталей. В данной работе рассматривается упрочнение внутренней поверхности втулки-вкладыша из стали 45, используемой для повышения срока службы шаблонов при сборке корпусной мебели (рис.). Нагрев проводился на установке с вертикальной подачей струи электролита спрейером. Зазор между обрабатываемой деталью и катодом составлял 5 мм. Расход электролита контролировался с помощью расходомера РМ-0,6ЖУЗ. Для обработки применялись два электролита: 1) 10 % масс. хлорида аммония; 2) 10 % масс. хлорида аммония и 10% карбамида. Распределение температуры в образце определялось с помощью системы термопар в глухих отверстиях, сделанных в образце на равных расстояниях друг от друга. Глубина отверстий составляла от 3 мм от нижнего торца до 19 мм с равным шагом. Диаметр струи – 7 мм. Диаметр внутреннего отверстия втулки – 5 мм. В данной работе нагреву подвергалась только нижняя часть отверстия, так как повышение расхода электролита свыше 1,7 л/мин приводило к срыву режима анодного нагрева из-за вскипания электролита внутри втулки. Разогрев всей внутренней поверхности оказался невозможным из-за её большой площади. Средний градиент температуры по всему образцу составил 6 °С/мм для всего рабочего диапазона напряжений. Максимальная температура в нижней точке достигается при напряжении 260 В. Увеличение расхода электролита с 1,3 до 1,7 л/мин приводило к росту температуры детали в среднем на 40 °С. Достигаемые при нагреве температуры оказалось достаточными для закалки нижней части детали. Были испытаны три варианта обработки: 1) закалка только нижнего широкого торца; 2) закалка сначала широкого, а потом узкого торца; 3) закалка сначала узкого торца, поворот детали, обработка с закалкой широкого торца. Максимальная твердость края достигается при закалке по первому варианту. В этом случае толщина прокаленной зоны достигает 3 мм с микротвердостью не ниже 6,7±0,3 ГПа. Такая же микротвердость получается при объемной закалке от 850 °С, однако в этом случае деталь имеет склонность к хрупкому разрушению. Для устранения этого использован высокий отпуск от 650 °С, снижающий значение микротвердости в два раза. При закалке в электролите в данном случае незакаленная сердцевина приобретает твердость 3±0,5 ГПа. При закалке по варианту 2 и 3 в обоих растворах во время обработки второго торца происходит отпуск поверхности, обработанной в первую очередь. Поэтому максимальное значение микротвердости составляло 5,2±0,5 ГПа. Применение электролита с карбамидом приводит к изменению распределения микротвердости на упрочняемой поверхности. При закалке по первому варианту твердость на краю составляет 5,5 ГПа, максимальная твердость 7,8 ГПа достигается на расстоянии 2,5 мм от края. Такое распределение микротвердости, вероятно, связано с диффузией азота. Кроме того, толщина закаленной зоны увеличивается до 7 мм. Ожидается, что достигнутое повышение твердости внутренней поверхности втулки-вкладыша увеличит ее ресурс без снижения прочности.figureРис. Форма обрабатываемой втулки.