Учитывая полученные многими исследователями (Трофимов Г.А., Киселев В.А., Сазонов Е.К. и др.) положительные результаты экспериментов по применению электрогидроимпульсной обработки для снятия внутренних напряжений в отливках, специалистами Центра были осуществлены (совместно с ФТИМС НАН Украины) исследования по определению влияния электрогидроимпульсной обработки на стабилизацию геометрических размеров отливок (см. статью Горенко В.Г., Приходько В.В. Бинарный процесс выбивки стержней и стабилизации геометрической точности отливок с использованием электрогидроимпульсного эффекта. // Металл и литье Украины. -1994. -№3). По результатам которых был разработан бинарный технологический процесс выбивки стержней и стабилизации геометрических размеров отливок и определены исходные требования для разработки электрогидроимпульсного оборудования. В частности, было установлено, что:

• влияние микроструктуры материала отливки на процесс снятия внутренних напряжений посредством ЭГ обработки описывается теми же законами, что и для других видов импульсной обработки;
• максимально возможная величина остаточных напряжений (s ₀) в чугунной отливке не зависит от ее сложности и определяется величиной предела прочности материала отливки (s _B). Эта связь может быть описана следующей эмпирической зависимостью:
  s ₀/s _B =K s _B+0,064
  
  где К = 0,00168 МПа-1 однако, чем сложнее отливка, тем сложнее поле остаточных напряжений;
• уровень снятия остаточных напряжений ЭГ способом соответствует уровню, достигаемому при термообработке и значительно превышает уровень, который достигнут при виброобработке (см.табл.);
• определяющий вклад в изменение напряженно-деформированного состояния отливки при ЭГ обработке вносит импульс давления канала разряда;
• для нормального протекания бинарного процесса необходимо соблюдение следующей зависимости:
  s_ЭГИ +s₀> (0,8 - 0,85) s _Т,
  
  где s _ЭГИ - напряжения, возникающие в отливке при электрогидроимпульсной обработке; s ₀ - остаточные напряжения в обрабатываемой зоне отливки; s _T - предел текучести материала.
• при ЭГ обработке скорость деформации от воздействия канала разряда на отливку составляет ~100 сек^-1, при этом динамический коэффициент предела текучести не превышает 2;
• из-за наличия большого количества факторов влияющих на процесс кристаллизации материала отливки величина внутренних напряжений в конкретной точке одинаковых отливок может изменяться в очень широких пределах, что не позволяет на основе статистических данных прогнозировать поле остаточных напряжений в конкретной отливке;
• допускаемая начальная величина запасаемой энергии в импульсе определяется зависимостью:
  [W]=[ W₀](1- s ₀/ s _B)
  
  где s ₀ - максимальная величина остаточных напряжений в отливке; s _B-предел прочности материала отливки; W₀ - допускаемая величина энергии в импульсе при ЭГ обработке ненапряженной отливки;
• энергоемкость бинарного электрогидроимпульсного технологического процесса выбивки стержней и стабилизации геометрических размеров отливок на порядок ниже, чем у традиционных и не превышает 16 кВт / т.

В настоящее время Научно-технический центр "ВЕГА" ИИПТ НАН Украины приступил к разработке гаммы электрогидроимпульсного оборудования для выбивки стержней и стабилизации геометрических размеров отливок.

Применение бинарного электрогидроимпульсного технологического процесса и оборудования позволит объединить две финишные операции - выбивку стержней и стабилизацию геометрических размеров отливок в одну отказавшись при этом от энергоемкой операции - термообработки, при этом обеспечить:

• повышение производительности в 2...3 раза;
• снижение энергоемкости в 8...10 раз;
• уменьшение занимаемых площадей в 2...2,5 раз.

Уровень снятия остаточных напряжений различными способами

Следующий материал