Comparison of surface layer quality and performance characteristics of parts reinforced by various methods of surface plastic deformation

The purpose of this work is comparison of the surface layer quality of samples treated by new hardening methods and by traditional rolling with a roller. The obtained results of the work are based on experimental studies where it was found out that the quality of the surface layer obtained by oscillating burnishing is higher than the one obtained by rolling but lower than the one obtained by transverse rolling with flat plates. Grain sizes change only in the surface layer, the central region practically is not subjected to plastic deformations and the grains do not change their sizes. The area of significant grain distortion extends to the depth of 0.1-0.2 mm with transverse rolling with flat plates and oscillating burnishing and to 0.1 mm under rolling with a roller. The microhardness and hardness obtained under oscillating burnishing is more than under rolling with a roller, but less than under transverse rolling with flat plates. The smallest deviation from roundness of cylindrical parts was obtained under transverse rolling with flat plates (2.9 times), and under rolling with a roller it is 2.1 times. The maximum axial residual stress is obtained under oscillating burnishing, then under rolling with a roller and transverse rolling with flat plates (1.8 times). However, the greatest tangential stress is formed under transverse rolling with flat plates, and the minimum stress under oscillating burnishing (1.3 times). Wear resistance of hardened samples is several times higher than the wear resistance of samples without hardening. The maximum wear resistance is characteristic of the parts reinforced by transverse rolling with flat plates, and the minimum wear resistance - of parts reinforced by rolling with a roller.

oscillating burnishing, roughness, microhardness, microstructure, residual stress, working tool oscillation

1. Bobrovskij I.N. Burnishing Systems: а Short Survey of the State-of-the-art ATCES 2017 IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 302 012041. 2018.

2. Grigoriev S.N., Bobrovskij N.M., Melnikov P.A. and Bobrovskij I.N. 2017 Research of Tool Durability in Surface Plastic Deformation Processing by Burnishing of Steel Without Metalworking Fluids IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 2013. 66 (1). 01.

3. Жасимов М.М. Управление качеством деталей при поверхностном пластическом деформировании. Алма-Ата: Наука, 1986. 208 с.

4. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1987. 152 с.

5. Блюменштейн В.Ю., Смелянский В.М. Механика технологического наследования на стадиях обработки и эксплуатации деталей машин. М.: Машиностроение-1, 2007. 400 с.

6. Lebedko A.I. Increase in the endurance of textile equipment parts by surface plastic deformation // Metal Science and Heat Treatment. 1982. Т. 24. № 4. C. 295-297.

7. Зайдес С.А., Нго К.К. Поверхностное деформирование в стесненных условиях. Иркутск: Изд-во Иргту, 2018. 236 с.

8. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 2002. 299 с.

9. Поляк М.С. Технология упрочнения. Техно. методы упрочнения; 2 т. М.: Машиностроение, 1995. Т. 2. 688 с.

10. Чепа П.А. Технологические основы упрочнения деталей поверхностным деформированием. Минск: Наука и техника, 1981. 128 с.

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

12. Зайдес С.А., Нгуен Ван Хинь Влияние параметров осциллирующего выглаживания на шероховатость упрочненных поверхностей // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. № 4. С. 22-29. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2017-4-22-29

13. Зайдес С.А., Нгуен Ван Хинь. Влияние параметров осциллирующего выглаживания на образование регулярнного микрорельефа поверхностного слоя // Упрочняющие технологии и покрытия. 2017. № 12. С. 62-69.

14. Зайдес С.А., Фам Дак Фыонг. Оценка качества цилиндрических деталей после поперечной обкатки плоскими плитами // Вестник Упрочняющие технологии и покрытия. 2016 № 7. С. 14-18.

15. Соколов И.А., Уральский В.И. Остаточные напряжения и качество металлопродукции. М.: Металлургия, 1981. 288 c.

16. Терещенко А.В. Влияние микрогеометрии поверхности на ее износостойкость - планирование эксперимента // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2008. № 48. C. 108-112.

17. Драчев О.И. Управление технологической наследственностью деталей малой жесткости. Ирбит: ОНИКС, 2011. 192 c.

18. Драпкин Б.М., Кононенко В.К., Безъязычный В.Ф. Свойства сплавов в экстремальном состоянии. М.: Машиностроение, 2004. 256 c.