ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ УПРОЧНЕНИЕМ ВОЛНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

В данной работе проведены исследования повышения качества и эксплуатационных свойств деталей машин. При этом необходимо учитывать, что в процессе эксплуатации изделий всегда наиболее нагружен поверхностный слой. В настоящее время интенсивно развиваются методы и технические средства инженерии поверхности, позволяющие кардинально изменять свойства, структуру и фазовый состав поверхностного слоя. Описывается способ, использующий для упрочнения поток ударных импульсов - волну деформации, получивший название «статико-импульсная обработка». Отличительной особенностью упрочнения волной деформации является возможность адаптации формы ударных импульсов к физико-механическим свойствам нагружаемого материала, приведенной кривизне инструмента и нагружаемой поверхности с целью максимального использования кинетической энергии удара бойка по волноводу для упругопластического деформирования материала. В результате упрочнения волной деформации может быть создан глубокий упрочненный слой, достигающий 6-10 мм, а также степень упрочнения до 250 %. Высокая (акустическая) скорость распространения волны деформации в материале, возможность управления интенсивностью и длительностью силового воздействия на фрагменты поверхностного слоя позволяют отнести данный способ обработки к способам интенсивной пластической деформации. При упрочнении волной деформации установлено наличие наноструктурных зон - аналогичных, полученных интенсивной пластической деформацией, размеры которых изменяются от 30 до 90 нм. Кинематика способа позволяет регулировать равномерность упрочненного поверхностного слоя. В результате проведенных исследований установлено: гетерогенно упрочненная структура, полученная упрочнением волной деформации, обеспечивает повышение долговечности при действии контактных усталостных нагрузок до 7 раз.

упрочнение, поверхностное пластическое деформирование, шероховатость, ударный импульс, волна деформации, твердость, поверхностный слой, равномерность упрочнения

1. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: справочник. М.: Машиностроение, 1987. 328 с.

2. Лебедев В.А., Соколов В.Д., Давыдова И.В. Прогнозирование физико-механических характеристик качества поверхностного слоя, модифицированного ППД // Упрочняющие технологии и покрытия. 2018. № 2 (158). С. 54-58.

3. Лебедев В.А., Штынь С.Ю., Гомцян Г.С. Оценка предельно-эффективной упрочняемости деталей динамическими методами ППД // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации. 2015. Т. 1. С. 355-358.

4. Киричек А.В., Соловьев Д.Л., Лазуткин А.Г. Технология и оборудование статико-импульсной обработки поверхностным пластическим деформированием. Библиотека технолога. М.: Машиностроение, 2004. 288 с.

5. Kirichek A.V. and Soloviev D.L. Strain hardening of metal parts with use of impulse wave // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2016. No. 124. 012159.

6. Яшин А.В., Кандрушин В.А., Мурындин И.О., Головкин М.А. Оценка адекватности моделирования процесса деформационного упрочнения методом конечных элементов // Научный потенциал молодежи - будущее России. VI Всерос. науч. Зворыкинские чтения: сб. тез. докл. (г. Муром, 25 апреля 2014 г.). Муром, 2014. С. 546-549.

7. Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение структура, свойства. М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. 398 с.

8. Valiev R.Z., Zhilyaev A.P., Langdon T.G., Bulk Nanostructured Materials: Fundamentals and Applications, by John Wiley & Sons, Inc., 2014. 456 p.

9. Kirichek A.V., Soloviev D.L., Altuhov A.Yu. Production of Quasicomposite Surface Layer of a Metal Material by Shock Wave Strain Hardening // Journal of Nano and Electronic Physics. 2014. Vol. 6. No. 3. 03070.

10. Баринов С.В., Яшин А.В. Формирование гетерогенной структуры деформационным упрочнением статико-импульсной обработкой // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2014. № 4 (306). С. 86-89.

11. Баринов С.В., Медведев М.Н. Расчет требуемой глубины упрочнения для типовых деталей машин // Наука и образование в развитии промышленной, социальной и экономической сфер регионов России: сб. тез. докладов II Всерос. межвуз. науч. конф. (г. Муром, 5 февраля 2010 г.). Муром, 2010. С. 266-267.

12. Баринов С.В. Моделирование создания и испытаний гетерогенно упрочненного поверхностного слоя // Наука и образование в развитии промышленной, социальной и экономической сфер регионов России. V Всерос. науч. Зворыкинские чтения: сб. тез. докл. Всерос. межвуз. науч. конф. (г. Муром, 1 февраля 2013 г.). Муром, 2013. С. 649.

13. Баринов С.В. Повышение долговечности деталей машин созданием гетерогенной структуры деформационным упрочнением // Наука и образование в развитии промышленной, социальной и экономической сфер регионов России. VI Всерос. научные Зворыкинские чтения: сб. тез. докл. (г. Муром, 14 февраля 2014 г.). Муром, 2014. С. 379-380.

14. Kirichek A.V., Soloviev D.L. Nanostructure Changes in Iron-Carbon Alloys as a Result of Impulse Deformation Wave Action // Journal of Nano and Electronic Physics. 2013. Vol. 5. No. 4. 04009.

15. Altukhov A.Y., Kirichek A.V., Ageev E.V., Soloviev D.L. Nanostructuring and heterogeneous hardening of tool materials from high-speed steel powder (Conference Paper) // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM. 2017. Vol. 17. Issue 61. P. 263-270.