Improvement the manufacturing quality of new generation heat-resistant nickel alloy products using wire electrical discharge machining

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 1 2025 35 TECHNOLOGY усложнению технологического процесса серийного изготовления. Обработка жаропрочных материалов механическими методами имеет ряд технологических и экономических недостатков. При механической обработке изделий из жаропрочных сплавов из-за их высокой твердости происходит образование проточин на резце, что приводит к снижению стойкости инструмента и снижению точности обработки. Другой проблемой в процессе обработки резанием является упрочнение и низкая теплопроводность обрабатываемого материала. В процессе резания при обработке жаропрочных материалов выделяется значительное количество теплоты, что приводит к интенсификации и локализации термического воздействия на режущую кромку резца и к его износу [4, 5]. Альтернативным методом изготовления изделий из жаропрочных сплавов нового поколения является проволочно-вырезная электроэрозионная обработка (ПВЭЭО) [6–10]. ПВЭЭО основана на разрушении материала с поверхности заготовки под действием электрических импульсов, возникающих между электродом-инструментом (ЭИ) и электродом-деталью (ЭД), которые выделяют тепло. Такая обработка не зависит от механической прочности, твердости, вязкости и хрупкости материала, и полностью отсутствует механическое воздействие на обрабатываемую поверхность [11–14]. При внедрении ПВЭЭО в производство необходимо исследовать вопрос обеспечения качества поверхности в процессе обработки. В процессе ПВЭЭО кратковременные единичные импульсы приводят к интенсивному локальному термическому и химическому влиянию на обрабатываемую поверхность заготовки. В результате образовывается наружный поверхностный слой, отличающийся от основного материала по физико-механическим свойствам. Этот слой обладает иными значениями твердости, нежели основной материал, на нем могут присутствовать трещины и другие поверхностные дефекты. Энергия каждого отдельно взятого импульса и время его воздействия на площадь заготовки определяют, в свою очередь, значение величины измененного слоя. Помимо поверхностных дефектов в данном слое активно интенсифицируются остаточные напряжения. Интенсивное термическое воздействие способствует возникновению в поверхностном слое заготовки остаточных напряжений. Величина и направление этих напряжений напрямую зависят от режимов обработки, а также от физических и химических свойств материала и поверхностного слоя [15–18]. Для минимизации величины измененного поверхностного слоя требуется исследование влияния режимов обработки на его формирование [19–21]. Режимы обработки влияют на показатель качества поверхности – шероховатости по Ra. Можно наблюдать неоднородности рельефа поверхности после ПВЭЭО, сформированной наложением большого количества лунок, которые образованы воздействием единичных импульсов на поверхность заготовки. Микрорельеф поверхности после ПВЭЭО отличается от поверхности, полученной лезвийным инструментом. Актуальной задачей является обеспечение качества поверхности при обработке жаропрочных никелевых сплавов нового поколения проволочно-вырезной электроэрозионной обработкой. Целью работы является экспериментальное исследование с проведением качественного и количественного анализа дефектов на поверхности образцов после проволочно-вырезной электроэрозионной обработки изделий из жаропрочного никелевого сплава ВВ751П. Задачи 1. Проанализировать величину дефектного (белого) слоя образцов, изготовленных в рамках исследования из жаропрочного сплава ВВ751П. 2. Проанализировать показатель качества поверхности изготовленных образцов – шероховатость по Ra, мкм. 3. Провести исследование поверхности на наличие микротрещин и структурных дефектов с применением лазерного сканирующего микроскопа и оценить температурное воздействие при формировании микрорельефа поверхности. 4. Провести циклические испытания образцов из жаропрочного сплава ВВ751П после ПВЭЭО. Методика исследований Эксперименты проводились на базе ЦКП «Центр аддитивных технологий» кафедры ИТМ

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1