Електроіскрове легування (ЕІЛ) відноситься до технологій зміцнення, які базуються на взаємодії матеріалів з висококонцентрованими потоками енергії і речовини. Освіта зміцненого шару відбувається в результаті складних плазмохимических, теплофізичних і механотерміческіх процесів, що реалізуються на мікролокальних ділянках взаємодії матеріалу з одиничним іскровим розрядом.
Процес ЕІЛ включає наступні етапи:
1. Оплавлення. При зближенні на певну відстань електрода-інструменту з зміцнюючих металевою поверхнею відбувається імпульсний електричний розряд тривалістю 10 ^ -6-10 ^ -3 с. В результаті на поверхнях анода (легуючий електрод) і катода (зміцнюючих деталь) утворюються локальні вогнища електроерозійного руйнування.
2. Електрична ерозія. Являє собою комплексний процес руйнування, що включає в себе оплавлення, випар, термохрупкое руйнування і інші механізми. Еродований маса легирующего електрода, маючи надлишкову позитивний розряд і потрапляючи в міжелектродному простір, спрямовується до поверхні катода-деталі, прискорюючись і нагріваючись за рахунок електричного поля анода і катода.
3. Фізико-хімічну взаємодію. При русі анодная еродований маса вступає в фізико-хімічну взаємодію з Міжелектродні середовищем і летючими продуктами ерозії катода-деталі. До моменту осадження фрагменти еродованих маси несуть в собі електричну, кінетичну і теплову енергії, які при взаємодії з зміцнюючих поверхнею виділяються у вигляді теплового імпульсу великої потужності.
Слідом за осадженням еродованих маси зміцнюючих поверхню піддається контактно-деформаційного впливу вібраційного характеру. Енергетичний вплив високої концентрації стимулює перебіг супутніх ЕІЛ мікрометалургійних конвекційно - дифузійних процесів енергомасопереносу.
Зміцнена поверхня являє собою складну композиційну структуру. Самий верхній шар складається з тонкоплівкових «острівцевих» або суцільних формувань, утворених з матеріалу анода, і Міжелектродні середовища. Суцільність цього шару залежить від режимів і умов зміцнення. Під верхнім шаром розташовується зона, що представляє собою суміш матеріалів анода і катода, утворену в результаті конденсації іонно-плазмової і крапельної фаз на зміцнюючих поверхні. Далі йде шар, сформований за рахунок дифузії елементів легуючого електрода в зміцнюючих матриці катода-деталі. Під ним розташовується зона термічного впливу, що представляє собою трансформовану структуру вихідного матеріалу зі зміненою щільністю дефектів кристалічної будови через імпульсного теплового впливу. З переміщенням вглиб структура зони термічного впливу плавно переходить в структуру основного матеріалу. Залежно від режимів електроіскрового легування величина і ступінь зміцнення кожного шару можуть варіюватися в широкому діапазоні, але найбільшу товщину завжди має зона термічного впливу, яка в більшості випадків і визначає експлуатаційні властивості поверхні.
Наявність тісного зв'язку між щільністю дефектів кристалічної будови, дифузійно-адгезійної активністю модифікованої структури і коефіцієнтом переносу є основою для розробки оригінальних технологій підвищення якості зміцнення при ЕІЛ. До таких, зокрема, можна віднести послідовну комбінацію поверхнево-пластичного деформування з електроіскровим легуванням, що дозволяє підвищити товщину легованого покриття до декількох десятих часток міліметра, знизити рівень залишкових напружень і стабілізувати структуру за рахунок зменшення пористості.