Среди разнообразия деталей машин более 30% составляют детали типа тел вращения, которые делят на три типа в зависимости от соотношения длины к наибольшему диаметру.
Особенно к трудоемким при изготовлении относятся детали с малой жесткостью, в частности нежесткие валы, у которых отношение длины к диаметру превышает 12.
В процессе эксплуатации детали вал возможен сценарий возникновения повреждений из-за коррозии, ударов или дефектов металла. Таким образом, усталостное разрушение является основной причиной разрушения деталей такого типа [1].
Технология пластического деформирования (ППД) предотвращает образование трещин, замедляет их распространение, повышает коррозионную стойкость и даже улучшает износостойкость [2]. Классификация методов ППД продемонстрирована на рисунке 1.
Из всех методов обработки поверхности особенно привлекательным является подход, использующий энергию ультразвуковых колебаний [4], которое позволить повысить микротвердость поверхностного слоя до 475HV, повысить износостойкость в 1,5 раза, уменьшить шероховатость до 0,16 мкм.
Рисунок 1. Классификация способов ППД [3]
При работе детали «Вал» в условиях трения все более популярным становится применение технологии лазерного упрочнения. Развитие различных технологий упрочнения создало новые возможности для локального формирования областей с уникальными свойствами в материалах и улучшения качества всего продукта. В работе [5] представлен обзор влияния нанесения покрытий различных составов на свойства деталей из конструкционной стали. В качестве наиболее оптимального было выбрано покрытие Ni60-Ti-B4C, которое показало наибольшую микротверлость (в 7 раз выше по сравнению с исходной сталью) и минимальный износ.
Библиографический список
-
Технологические остаточные напряжения и их влияние на долговечность и надежность металлоизделий /Г.Л. Колмогоров, Е.В. Кузнецова, В.В. Тиунов – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012, с.226.
-
Смелянский, В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием / Смелянский В.М. – М.: Машино-строение, 2002. – 300 с.2. Лутьянов, А. В. Способы повышения эффективности растачивания основных отверстий корпусных деталей / А.В. Лутьянов, А.С. Краско// Евразийский Союз Ученых. 2016. №4-2 (25).
-
Справочник по процессам поверхностного пластического деформирования / Министерство науки и высшего образования РФ, Иркутский национальный исследовательский технический университет ; под ред. С. А. Зайдеса. – Иркутск : Изд-во ИРНИТУ, 2021. Т. 1. – 504 с. : ил., табл.; ISBN 978-5-8038-1615-7
-
Симонов, Дмитрий Сергеевич. Повышение эффективности поверхностного пластического деформирования нежестких валов комбинированными ультразвуковыми технологиями : автореферат дис. … кандидата технических наук : 2.5.5. ; 2.5.6. / Симонов Дмитрий Сергеевич; [Место защиты: ФГБОУ ВО «Брянский государственный технический университет» ; Диссовет Д 212.021.XX (24.2.277.01)]. – Москва, 2024. – 20 с.
-
Meng, Lingyu & Hu, Ming & Zhao, Hanqing & Khan, Irfan. (2024). Microstructure and wear resistance of laser-clad Ni60-Ti-B4C coatings. Journal of Materials Science. 59. 1-14. 10.1007/s10853-023-09330-5.