По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.793.09 DOI:10.33920/pro-2-2211-02

Влияние комбинированной обработки на структуру и свойства электроискровых покрытий на низкоуглеродистой стали самофлюсующимся спецэлектродом

Губанов О. М., канд. техн. наук, руководитель научных проектов, Новолипецкий металлургический комбинат (НЛМК), Липецк, 398040, Липецк, площадь Металлургов, д. 2, e-mail: gubanovoleg8@yandex.ru
Гадалов В. Н., д-р техн. наук, профессор, Юго-Западный государственный университет, Курск, 305040, Курск, ул. 50-летия Октября, д. 94, e-mail: Gadalov-VN@yandex.ru
Филонович А. В., д-р техн. наук, профессор, Юго-Западный государственный университет, Курск, 305040, Курск, ул. 50-летия Октября, д. 94, e-mail: filon8@yandex.ru
Широбоков П. В., аспирант, Юго-Западный государственный университет, Курск, 305040, Курск, ул. 50-летия Октября, д. 94

Представлены результаты исследования влияния комбинированной обработки на структуру и физико-механические свойства электрофизических покрытий после выглаживания специально разработанным инструментом и приспособлениями. После выглаживания на оптимизированном режиме и дополнительной термообработки композита авторы в структуре ПИС обнаружили полигональные структуры, положительно влияющие на усталостную прочность композита. В покрытии при незначительной нагрузке наблюдались линии скольжения, в которых дислокации перемещаются беспрепятственно. В выглаженном покрытии скольжение в этих плоскостях было затруднено в связи с образованием полигональных структур и закреплением дислокаций примесными атомами и их скоплениями, что будет способствовать повышению сопротивления усталости.

Литература:

1. Гадалов, В.Н. Металлография металлов, порошковых материалов и покрытий, полученных электроискровыми cпособами / В.Н. Гадалов, В. Г. Сальников, Д.Н. Романенко и др. // М.: ИНФРА-М, 2020. — 468 с.

2. Гадалов, В. Н. Инструмент для отделочно-упрочняющей обработки выглаживанием / В.Н. Гадалов, Е.В. Чернышова, В.В. Самойлов и др. // Технология металлов. — 2010. — №4. — С. 41–44.

3. Гадалов, В.Н. Методика оценки шероховатости поверхности электроискрового покрытия после выглаживания минералокерамикой [Текст] / В.Н. Гадалов, Д.Н. Романенко, В.В. Самойлов [и др. // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. — 2010. — №4. — С. 44–46.

4. Гадалов, В.Н. Приспособление для алмазного выглаживания / В.Н. Гадалов, Д.Н. Романенко, Е.А. Маркелов и др. // СТИН. — 2012. — №11. — С. 33–35.

5. Гадалов, В.Н. Применение износостойких минералокерамических и твёрдосплавных инденторов для повышения надёжности и качества деталей / В.Н. Гадалов, А.В. Гвоздев, И.В. Ворначёва и др. // Вестник машиностроения. — 2016. — №6. — С. 63–66.

6. Гадалов, В.Н. Изучение усталостной прочности ферромагнитных материалов неразрушающим экспресс-методом / В.Н. Гадалов, Е.В. Агеев, И.В. Ширин и др. // Современное материаловедение и нанотехнологии. Сб. материалов междунар. научно-техн. конф. — Комсомольск-на-Амуре: КНАГТУ, 2010. — Т. 1. — С. 196–202.

7. Губанов, О.М. Патент 2749009С1 РФ. Способ получения горячекатаного проката повышенной прочности / О.М. Губанов // Бюл. №16, опубл 02.06.2021.

8. Гадалов, B.H. Методика и исследования внутренних напряжений в покрытиях по методу М.М. Северина / В.Н. Гадалов, С.Б. Григорьев, Л. Г. Рагулина и др. // Материалы и упрочняющие технологии. — 2009. Сб. материалов. XVI Росс., науч.-техн. конф. с междунар. участием (21–23 апреля 2009 г.). — Курск: КурскГТУ, 2009. — Ч. 1. — С. 120–123.

9. Гадалов, В.Н. Методика потенциодинамических коррозионных испытаний / В.Н. Гадалов, Е.А. Вармунд, В.В. Самойлов и др. // Актуальные проблемы химической науки, практики и образования. Сб. статей межд. НПК (19–21 мая 2009 г.). — Курск: Курск ГТУ, 2009. — Ч. 1. — С. 66–68.

10. Гадалов, В. Н. Применение метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) для повышения эксплуатационных свойств деталей и инструмента / В.Н. Гадалов, Д.Н. Романенко, В. В. Самойлов и др. // Современные методы и технологии создания и обработки материалов. Книга 2. Высокоэнергетические технологии получения и обработки материалов. — Минск: ФТИ НАН Беларуси, 2010. — С. 85–89.

11. Бажин, П.М. Получение методом СВС-экструзии электродов для электроискрового легирования, свойства и перспективы применения / П.М. Бажин, А.М. Столин // Труды ГОСНИТИ. — 2010. — Т. 106. — С. 125–127.

12. Гадалов, В. Н. Идентификация размеров дефектов при вихретоковом контроле / В.Н. Гадалов О.М. Губанов, А.В. Филонович, И.В. Ворначева // Справочник. Инженерный журнал с приложением. — 2021. — № 11 (296). — С. 16–19.

13. Гадалов, В.Н. Исследование напряжений в неоднородных моделях наплавленных комбинированных покрытий поляризационно-оптическим методом для мониторинга их состояния [Текст] / В.Н. Гадалов, В.Р. Петренко, В.М. Рощупкин и др. // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2021. — Т. 17, №5. — С. 195–199.

14. Гадалов, В.Н. Металловедение сварки с лабораторным практикумом по технологии конструкционных материалов (ТКМ) специальными методами сварки и пайки, контролю качества сварных соединений / В.Н. Гадалов, В.Р. Петренко, О.М. Губанов и др. // М.:АРГАМАК-МЕДИА, 2021. — 400 с.

15. Гадалов, В.Н. Мониторинг кинетических закономерностей износа внутренних поверхностей технологического оборудования из конструкционных материалов, работающих в условиях интенсивной коррозии с применением различных рабочих сред / В.Н. Гадалов, А.Н. Горлов, И.В. Ворначёва [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2022. — Т. 18, №3. (207). — С. 106–109.

1. Gadalov, V. N. Metallografiya metallov, poroshkovyh materialov i pokrytij, poluchennyh elektroiskrovymi cposobami / V.N. Gadalov, V.G. Sal'nikov, D.N. Romanenko i dr // M.: INFRA-M. 2020.-468s.

2. Gadalov, V.N. Instrument dlya otdelochno-uprochnyayushchej obrabotki vyglazhivaniem / V.N. Gadalov, E.V. CHernyshova, V.V. Samojlov i dr. // Tekhnologiya metallov. 2010. №4. S. 41–44.

3. Gadalov, V.N. Metodika ocenki sherohovatosti poverhnosti elektroiskrovogo pokrytiya posle vyglazhivaniya mineralokeramikoj [Tekst] / V.N. Gadalov, D.N. Romanenko, V.V. Samojlov [i dr. // Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funkcional'nye pokrytiya. 2010. №4. S. 44–46,

4. Gadalov, V.N. Prisposoblenie dlya almaznogo vyglazhivaniya / V.N. Gadalov, D.N. Romanenko, E.A. Markelov i dr. // STIN. 2012. №11. S.-33–35.

5. Gadalov, V.N. Primenenie iznosostojkih mineralokeramicheskih i tvyordosplavnyh indentorov dlya povysheniya nadyozhnosti i kachestva detalej / V.N. Gadalov, A.V. Gvozdev, I.V. Vornachyova i dr. // Vestnik mashinostroeniya. 2016. №6. S.-63–66.

6. Gadalov, V.N. Izuchenie ustalostnoj prochnosti ferromagnitnyh materialov nerazrushayushchim ekspress-metodom / V.N. Gadalov, E.V. Ageev, I.V. SHirin i dr. // Sovremennoe materialovedenie i nanotekhnologii. Sb materialov mezhdunar. Nauchno-tekhn. konf. Komsomol'sk na Amure. — KNAGTU. 2010. T. 1. -S. 196–202.

7. Gubanov, O.M. Patent 2749009S1 RF. Sposob polucheniya goryachekatanogo prokata povyshennoj prochnosti / O.M. Gubanov // Byul. №16, opubl 02.06.2021.

8. Gadalov, B. H. Metodika i issledovaniya vnutrennih napryazhenij v pokrytiyah po metodu M.M. Severina / V.N. Gadalov, S.B. Grigor'ev, L.G. Ragulina i dr.] // Materialy i uprochnyayushchie tekhnologii — 2009. Sb. materialov. XVI Ross, nauch.-tekhn. konf. s mezhdunar. uchastiem (21—23aprelya 2009g.). — Kursk: KurskGTU, 2009. — CH. 1. — S. 120–123.

9. Gadalov, V.N. Metodika potenciodinamicheskih korrozionnyh ispytanij / V.N. Gadalov, E.A. Varmund, V.V. Samojlov i dr. // Aktual'nye problemy himicheskoj nauki, praktiki i obrazovaniya. Sb. statej mezhd. NPK (19–21 maya 2009g.). — Kursk; Kursk GTU, 2009. -CH. 1. — S. 66–68.

10. Gadalov, V.N. Primenenie metoda samorasprostranyayushchegosya vysokotemperaturnogo sinteza (SVS) dlya povysheniya ekspluatacionnyh svojstv detalej i instrumenta / V.N. Gadalov, D.N. Romanenko, V.V. Samojlov [i dr.] // Sovremennye metody i tekhnologii sozdaniya i obrabotki materialov. Kniga 2. Vysokoenergeticheskie tekhnologii polucheniya i obrabotki materialov. Minsk: FTI NAN Belarusi. 2010. — S. 85–89.

11. Bazhin, P.M. Poluchenie metodom SVS — ekstruzii elektrodov dlya elektroiskrovogo legirovaniya, svojstva i perspektivy primeneniya / P. M. Bazhin, A. M. Stolin // Trudy GOSNITI. 2010. T. 106. — S.125–127.

12. Gadalov, V.N. Identifikaciya razmerov defektov pri vihretokovom kontrole. / V.N. Gadalov O.M. Gubanov, A.V. Filonovich, I.V. Vornacheva // Spravochnik. Inzhenernyj zhurnal s prilozheniem. 2021. № 11 (296). S. 16–19.

13. Gadalov, V.N. Issledovanie napryazhenij v neodnorodnyh modelyah naplavlennyh kombinirovannyh pokrytij polyarizacionno-opticheskim metodom dlya monitoringa ih sostoyaniya [Tekst] / V.N. Gadalov, V.R. Petrenko, V.M. Roshchupkin [i dr.] // M.: Uprochnyayushchie tekhnologii i pokrytiya. 2021. T. 17. №5.-S. 195–199.

14. Gadalov, V.N. Metallovedenie svarki s laboratornym praktikumom po tekhnologii konstrukcionnyh materialov (TKM) special'nymi metodami svarki i pajki, kontrolyu kachestva svarnyh soedinenij / V.N. Gadalov, V.R. Petrenko, O.M. Gubanov, [i dr.] // M.:ARGAMAK-MEDIA. 2021.-400s.

15. Gadalov, V. N. Monitoring kineticheskih zakonomernostej iznosa vnutrennih poverhnostej tekhnologicheskogo oborudovaniya iz konstrukcionnyh materialov, rabotayushchih v usloviyah intensivnoj korrozii s primeneniem razlichnyh rabochih sred / V. N. Gadalov, A. N. Gorlov, I.V. Vornachyova [i dr.] // M.: Uprochnyayushchie tekhnologii i pokrytiya. 2022. T. 18. №3. (207) — S. 106–109.

Одним из прогрессивных и известных методов упрочнения деталей машин и инструмента является метод поверхностно-пластического деформирования (ППД). В частности, ППД может успешно применяться для повышения эффективности покрытий, полученных электрофизическими методами, такими как локальное электроискровое нанесение покрытий (ЛЭНП). Для реализации ППД использовался метод ротационного выглаживания, специально разработанный инструмент (выглаживатели, гладилки) и приспособления [2–5]. Оценку комбинированной обработки проводили по критериям эксплуатационных свойств износои коррозионной стойкости [8, 9, 13–15] и усталостной прочности [6], параметром качества обработанных поверхностей: Ra и по комплексному параметру шероховатости ∆ [3]:

где Rmax — наибольшая высота профиля; г — средний радиус кривизны вершин выступа; b и v — параметры начального участка опорной кривой, построенной в абсолютных координатах, которые определяются следующим образом:

где Ra — среднее арифметическое отклонение профиля; tRp — относительная опорная длина профиля на уровне Rp — расстояние от линии выступов по линии, разделяющей площадь профиля на две равные части.

Профилометр «Абрис-П7» с информационно-вычислительным комплексом применяли для анализа результатов изменения параметров шероховатости поверхности детали. Электрическая часть прибора реализована в виде платы расширения, встраиваемой в персональный компьютер (ПК). Пределы измерения шероховатости — (0,02…100) мкм, длина трассы сканирования до 12мм, скорость трассирования — 0,5, 1,0 и 2,0мм/с. Программное обеспечение позволяет управлять процессом измерения, выбирая оптимальные режимы, вычислять параметры шероховатости, выводить на экран монитора и анализировать геометрические особенности микропрофиля. Результаты измерений сохраняются в памяти ПК и могут быть распечатаны в виде протокола на принтере.

Объектами изучения в работе являлись:

1. Подложка покрытия — горячекатаная низкоуглеродистая сталь с содержанием (С 0,75; Mn l,3; Si 0,1; Р 0,04; Сг 0,5; Аl 0,05; Nb 0,04, остальное Fe и неизбежные примеси) % по массе.

Для Цитирования:
Губанов, Гадалов, Филонович, Широбоков, Влияние комбинированной обработки на структуру и свойства электроискровых покрытий на низкоуглеродистой стали самофлюсующимся спецэлектродом. Главный механик. 2022;11.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: