ISSN (print) 1995-2732
ISSN (online) 2412-9003

 

скачать

Аннотация

В настоящей работе проведено экспериментальное исследование процесса пластического деформирования поверхностного слоя бойком перфоратора.

Для наноструктурирования поверхности могут быть использованы различные методы интенсивной пластической деформации (ИПД), в том числе ударное поверхностное пластическое деформирование (ППД). ППД может производиться чеканкой, которая осуществляется при возвратно-поступательном относительном перемещении инструмента (бойка). Известны различные приспособления и устройства для упрочнения динамическим поверхностным наклепом крупногабаритных пластинчатых и круглых деталей. Они достаточно сложны по конструкции и громоздки. Представляется целесообразным использовать для динамического наклепа ручной электрический перфоратор. Номинальное число ударов – 4000 уд./мин, энергия удара – 3,5 Дж, номинальная скорость рабочего шпинделя – 700 об/мин. Обработка поверхности образцов проводилась зубилом пикообразным из высокоуглеродистой легированной стали и буром диаметром 10 мм с твердосплавным наконечником. Перфоратор позволяет работать в режимах: удар или удар с кручением. При обработке зубилом использовались оба режима. Исследование показало, что использование перфоратора, даже с небольшой энергией удара 3,5 Дж, позволяет весьма эффективно упрочнять поверхностный слой. Максимальное упрочнение стали 20 достигало 83%, глубина упрочненного слоя – до 350 мкм. В поверхностном слое происходит формирование волокнистой структуры с толщиной волокон от 0,13 до 0,23 мкм и развиваются процессы фрагментации. Поверхностный слой с такими размерами фрагментов подобен наноструктурированному, получаемому в процессах ИПД. При режиме обработки «удар с кручением» размер фрагментов меньше, чем при ударе, что свидетельствует о более интенсивной пластической деформации. Наибольшее упрочнение как по уровню твердости, по глубине упрочненного слоя, так и измельчению микроструктуры достигается деформацией ударом бойка с наконечником из твердого сплава. Деформация бойками может быть использована для упрочнения галтелей, шпоночных пазов, сварных швов, наклепа с рифлением и других операций. Рассмотренный вариант динамического наклепа имеет свою технологическую нишу и его практическое применение требует научно-исследовательской подготовки.

Ключевые слова

Динамический наклеп, электрический перфоратор, боек, удар, деформационное упрочнение, наноструктурирование.

 

Белевский Л.С., Белевская И.В., Ефимова Ю.Ю. Магнитогорский государственный технический университет, Магнитогорск, Россия

1. Лякишев Н.П., Алымов М.И. Наноматериалы конструкционного назначения // Российские технологии. 2006. Т. 1–2. С. 71–81.

2. Макаров А.В., Коршунов Л.Г. Прочность и износостойкость нанокристаллических структур поверхностей трения сталей с мартенситной основой // Изв. вузов. Физика. 2004. № 8. С. 65–80.

3. Чукин М.В., Корчунов А.Г., Голубчик Э.М., Полякова М.А., Гулин А.Е. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2012. № 4. С. 61–65.

4. Ударно-фрикционная комбинированная обработка гибким инструментом / Белевский Л.С., Белевская И.В., Ефимова Ю.Ю., Копцева Н.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 4. С. 53–57.

5. Белевский Л.С., Белевская И.В., Ефимова Ю.Ю. Фрикционная наноструктурирующая обработка металлических поверхностей и нанесение функциональных покрытий гибким инструментом // Порошковая Металлургия и Функциональные Покрытия. 2014. № 1. С. 70–76.

6. Кудрявцев И.В., Наумченков Н.Е., Савина Н.М. Усталость крупных деталей машин. М.: Машиностроение, 1981. 240 с.

7. Кургузов Ю.И., Папшев Д.Д. Технологическое обеспечение качества поверхности при упрочнении механическими щетками // Вестник машиностроения. 1986. №4. С. 54–58.

8. Перепичка Е.В. Очистно-упрочняющая обработка изделий щетками. М.: Машиностроение, 1989.