ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 3 2023 74 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Изучая график распределения микротвердости поверхностного слоя (рис. 10, а, б), можно выделить три характерные области. Первая область, обозначенная как зона I, характеризуется стабильным средним значением микротвердости. Вторая область, или зона II, является переходной зоной. Наконец, третья область, или зона III, не претерпевает структурно-фазовых изменений. Глубину закаленного слоя определяют как расстояние от поверхности до области, содержащей 50 % мартенсита. Переходный слой представляет собой область между поверхностным слоем закаленного металла с постоянным средним значением микротвердости и зоной материала, не подвергшегося структурно-фазовым превращениям. Основной металл представляет собой пластинчатый перлит (рис. 10, в). Кроме того, в основном металле наблюдается глобулярный цементит размерами от 1 до 5 мкм. Переходная зона, величина которой при данных режимах обработки составляет 0,172 мм (рис. 10, а, б), состоит из мартенсита (светлый), перлита (темный) и глобулярного цементита (рис. 10, в). Наличие перлита и глобулей цементита говорит о том, что температуры нагрева этого участка не превышали температуры Ас3 и время выдержки при этой температуре было незначительно. В упрочненном слое наблюдается мартенсит с разно протравленными пластинами и остаточный аустенит (рис. 10, г). По мере удаления от основного металла количество глобулярного цементита уменьшается. Упрочненный слой исследуемой марки стали, полученный при ВЭН ТВЧ на глубине закалки 0,52 мм, обладает микротвердостью 910 HV. Кроме того, максимальное значение остаточных напряжений сжатия на рабочей поверхности пуансона примерно равно C max σ ≈ –700 МПа. Заключение На основании проведенных исследований разработаны рекомендации, которые направлены на модернизацию многоцелевого пятикоординатного обрабатывающего центра МС 032.06. Их исполнение позволит осуществить высокоэнергетический нагрев токами высокой частоты (ВЭН ТВЧ) на стандартной станочной системе и сформировать наукоемкое технологическое оборудование с расширенными функциональными возможностями. Было экспериментально подтверждено, что внедрение предложенного гибридного станка и применение разработанных рекомендаций для установления рациональных режимов ВЭН ТВЧ в процессе интегральной обработки деталей типа «пуансон» может значительно увеличить производительность поверхностной закалки – в 36–40 раз по сравнению с используемой заводской технологией. Одновременно с этим энергозатраты сокращаются в шесть раз. Выполнение представленной работы позволило получить информацию, которая может быть использована для решения актуальной проблемы в сфере машиностроения. Эта задача связана с обеспечением высокого качества продукции, сокращением времени производственного цикла, минимизацией себестоимости выпускаемых изделий и созданием новых поверхностных характеристик обрабатываемых деталей. Таким образом, результаты работы предоставляют ценные рекомендации и подходы для решения всех этих аспектов и улучшения процесса производства в области машиностроения. Список литературы 1. Optimization of machining parameters for green manufacturing / Y. Anand, A. Gupta, A. Abrol, Ayush Gupta, V. Kumar, S.K. Tyagi, S. Anand // Cogent Engineering. – 2016. – Vol. 3, iss. 1. – P. 1153292. – DOI: 10.1080/23311916.2016.1153292. 2. Experimental study on energy consumption of computer numerical control machine tools / J. Lv, R. Tang, Sh. Jia, Y. Liu // Journal of Cleaner Production. – 2016. – Vol. 112, pt. 5. – P. 3864–3874. – DOI: 10.1016/j. jclepro.2015.07.040. 3. Martino J.P. Technological forecasting – An overview // Management Science. – 1980. – Vol. 26, N 1. – P. 28–33. 4. Рыжикова Т.Н., Боровский В.Г. Исследование стратегических перспектив модернизации станкостроения // Экономический анализ: теория и практика. – 2017. – Т. 16, № 5 (464). – С. 835–850. – DOI: 10.24891/ea.16.5.835. 5. Ghani J.A., Rizal M., Haron C.H.C. Performance of green machining: a comparative study of turning ductile cast iron FCD700 // Journal of Cleaner Production. – 2014. – Vol. 85. – P. 289–292. – DOI: 10.1016/j. jclepro.2014.02.029. 6. FernandoW.L.R.,KarunathilakeH.P.,GamageJ.R. Strategies to reduce energy and metalworking fl uid consumption for the sustainability of turning operation: A
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1