Obrabotka Metallov 2013 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (59) 2013 5 ТЕХНОЛОГИЯ а б Рис. 1. Поверхность детали после абразивно-струйной обработки Рис. 2 . Шероховатость поверхности после абразивно-струйной обработки нанесением детонационных покрытий. Тради- ционным методом, обеспечивающим требуемую шероховатость, является абразивно-струйная обработка. В качестве альтернативы предлагает- ся использовать ультразвуковое поверхностное пластическое деформирование (УЗПД). Рассма- триваются вопросы обеспечения требуемого ге- ометрического состояния обработанных поверх- ностей деталей и свойства их поверхностного слоя. Методики экспериментальных исследований Исследование геометрических свойств по- верхности после абразивно-струйной обработки проводилось на образцах из сплава ВТ-3 (ГОСТ 19807–91) и стали Ст. 3 (ГОСТ 380–94). Образцы обрабатывались на следующих режимах: давле- ние 5 атм, размер частиц абразива 0,4...1 мм, ма- териал частиц – электрокорунд, продолжитель- ность обработки 1 мин. Геометрия поверхности после абразивно- струйной обработки исследовалась по попереч- ным шлифам образцов с использованием опти- ческого микроскопа отраженного света Zeiss Axiovert 40 MAT (рис. 1), а также по профило- граммам, полученным с помощью профилогра- фа-профилометра модели 525 (рис. 2). Для исследования границы между покрыти- ем и материалом основы на стальную пласти- ну, предварительно обработанную абразивно- струйным методом, наносилось покрытие NiCr детонационно-газовым методом. После нанесе- ния покрытия поперечные шлифы образцов ис- следовались также на оптическом микроскопе от- раженного света Zeiss Axiovert 40 MAT (рис. 3). Ультразвуковое поверхностное пластическое деформированиепроизводилосьнарежимах: ста- тическое усилие прижима инструмента – 150 Н, амплитуда колебаний инструмента – 27 мкм, ча- стота колебаний – 22,4 кГц, частота вращения шпинделя – 930 об/мин, подача инструмента – 0,065 мм/об, диаметр детали – 50 мм, матери- ал – сталь 45 (ГОСТ 1050–88). Изучение микрорельефа поверхности, об- работанной ультразвуковым пластическим де- формированием, осуществлялось с помощью комплекса изучения топографии поверхности ZIGO New View 7300. Структура поверхност- ного слоя обработанной поверхности изучалась по микрошлифам (рис. 4, а , б ). Результаты и обсуждения На рис. 1 показано увеличенное изображе- ние поверхности, обработанной абразивно- струйным методом. Как видно из рисунка, при такой обработке не исключено возникновение микротрещин (рис. 1, а ), шаржирование поверх- ности частичками абразива (рис. 1, б ) и другие дефекты на поверхности (выбоины, задиры, за- вихрения). При этом их распределение по по- верхности происходит случайным образом. Шероховатость поверхности после абразив- но-струйной обработки на указанных режимах составила Ra = 4 … 6 мкм вне зависимости от обрабатываемого материала. На рис. 2 пред- ставлена профилограмма поверхности после абразивно-струйной обработки, которая под- тверждает хаотичность распределения микроне- ровностей.