Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 3

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 20 No. 3 2018 19 TECHNOLOGY ______ *Адрес для переписки Довгалев Александр Михайлович, к.т.н., доцент Белорусско-Российский университет, пр. Мира, 43, 212030, г. Могилёв, Республика Беларусь Тел.: +375 222 25 36 03 , e-mail: rct@bru.by Для цитирования: Довгалев А.M. Повышение эффективности упрочнения поверхностей ферромагнитных деталей совмещенным магнитно-динамическим накатыванием // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2018. – Т. 20, № 3. – С. 18–35. – doi: 10.17212/1994-6309-2018-20.3-18-35. Введение Большинство выходов из строя современных машин и механизмов связано с износом поверх- ностей входящих в них ответственных деталей. Анализ напряженно-деформированного состо- яния деталей машин показывает, что основную эксплуатационную нагрузку воспринимает их поверхностный слой. В связи с этим эксплуата- ционные свойства, в том числе износостойкость деталей, зависят от качественных характеристик их поверхностного слоя. Это определяет акту- альность разработки и применения новых эф- фективных технологий поверхностного упроч- нения деталей, обеспечивающих повышение надежности и долговечности технических си- стем [1–3]. В настоящее время создано достаточно боль- шое количество методов поверхностного упроч- нения деталей машин, каждый из которых имеет свои особенности, определяющие область его технологического применения. К их числу от- носятся методы упрочнения поверхностей дета- лей концентрированным потоком энергии (ион- но-плазменное упрочнение, электронно-лучевая обработка, ионно-диффузионное насыщение, плазменное напыление покрытий и др.), терми- ческой и химикотермической обработкой (по- верхностная индукционная и лазерная закалка, ионное азотированое, борирование, силицирова- ние), магнитным полем (постоянным, перемен- ным, импульсным) и др. [4–15]. Многие из указанных методов поверхност- ной упрочняющей обработки имеют свою узкую область применения и для своей реализации требуют специального дорогостоящего оборудо- вания, другие не доведены до стадии широкого практического применения или исчерпали свои технологические возможности. В связи с этим предпочтительными являются динамические методы поверхностного пласти- ческого деформирования (ППД), применяемые для обработки как мелких, так и крупногаба- ритных деталей, являющихся универсальны- ми и экологически безопасными, позволяющие обеспечить упрочнение поверхностного слоя, получить микрорельеф с низкой шероховато- стью, сформировать благоприятные остаточные напряжения, повысить усталостную прочность, контактную выносливость и износостойкость упрочняемых поверхностей [16–18]. Однако и у динамических методов ППД (обработка дробью, вибронакатывание, ультразвуковая, центробеж- но-ударная, пневмоцентробежная, пневмови- бродинамическая и другие), используемых для упрочнения поверхностного слоя деталей (вклю- чая нежесткие), существуют недостатки, связан- ные с применением достаточно сложных тех- нологических систем, они имеют относительно низкую производительность, не предусматрива- ют комплексного энергетического воздействия на поверхностный слой упрочняемой детали, позволяющего обеспечить формирование нано- структурированной упрочненной поверхности с высокими трибологическими свойствами. В связи с этим актуальной является разработ- ка инновационных методов ППД, позволяющих обеспечивать комплексное энергетическое воз- действие на поверхностный слой детали, повы- шающее эффективность процесса упрочнения. В соответствии с поставленной задачей раз- работан метод совмещенной упрочняющей об- работки поверхностей ферромагнитных деталей концентрированным потоком энергии вращаю- щегося магнитного поля и колеблющимися де- формирующими шарами, осуществляющими многократное импульсно-ударное деформиро- вание (далее метод совмещенного магнитно-ди- намического накатывания). Величину индукции магнитного поля, действующего на поверхность ферромагнитной детали, следует выбирать в пределах от 0,10 до 1,20 Тл [19–21]. Гипотеза исследований – комплексное маг- нитно-силовое воздействие на поверхностный слой ферромагнитной детали способствует из- мельчению зерен деформируемого металла до наноразмерной величины и обеспечивает увели-