ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 1 2025 77 ТЕХНОЛОГИЯ Влияние угла наклона колебательной системы на поверхностные свойства стали 45 при ультразвуковом поверхностном пластическом деформировании Дмитрий Фатюхин 1, a, *, Равиль Нигметзянов 2, b, Вячеслав Приходько 3, c, Сергей Сундуков 4, d, Александр Сухов 5, e Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), Ленинградский проспект, 64, г. Москва, 125319, Россия a https://orcid.org/0000-0002-5914-3415, mitriy2@yandex.ru; b https://orcid.org/0009-0008-1443-7584, lefmo@yandex.ru; c https://orcid.org/0000-0001-8261-0424, prikhodko@madi.ru; d https://orcid.org/0000-0003-4393-4471, sergey-lefmo@yandex.ru; e https://orcid.org/0009-0009-9097-8216, sukhov-aleksandr96@mail.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2025 Том 27 № 1 с. 77–92 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.1-77-92 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 534-8 + 621.9.048.6 История статьи: Поступила: 22 ноября 2024 Рецензирование: 03 декабря 2024 Принята к печати: 03 февраля 2025 Доступно онлайн: 15 марта 2025 Ключевые слова: Ультразвук Поверхностный слой Ультразвуковые колебания Поверхностное деформирование Шероховатость Микротвердость Финансирование Материал подготовлен в рамках научных исследований по проекту Российского научного фонда № 24-19-00463, https://rscf.ru/ project/24-19-00463/. АННОТАЦИЯ Введение. Среди способов модификации поверхностей металлических изделий, позволяющих изменить физико-механические и геометрические свойства поверхностного слоя, наиболее распространены способы поверхностного пластического деформирования (ППД). Использование ультразвука для повышения эффективности деформационных процессов позволяет повысить микротвердость и снизить шероховатость по сравнению с обкатыванием и выглаживанием. Наибольшие технологические сложности вызывает ультразвуковое поверхностное пластическое деформирование криволинейных поверхностей, в том числе полученных аддитивными технологиями. Учитывая, что большинство способов ультразвукового ППД основано на продольном характере колебаний, для обеспечения равномерной обработки криволинейных поверхностей ось инструмента должна быть направлена под заданным углом к любому участку обрабатываемой поверхности. В связи с этим целью работы является изучение влияния угла наклона колебательной системы на поверхностные свойства стали 45 при ультразвуковом поверхностном пластическом деформировании. В работе исследованы образцы стали 45, обработанные ультразвуковым ППД с разными углами наклона колебательной системы: 90°, 75°, 60°, 45°. Методами исследования являлись металлографические исследования микроструктуры поверхностного слоя образцов, измерение их микротвердости и шероховатости, а также сравнительные испытания на износ. Результаты и обсуждение. Ультразвуковое поверхностное деформирование при любом из рассмотренных углов наклона инструмента α создает наклепанный слой – от 30 мкм при α = 45° до 350 мкм при α = 90°. При этом микротвердость повышается до 240 HV при α = 45°. При любом α также наблюдается значительное уменьшение шероховатости. Так, например, высотные параметры уменьшаются более чем в 8 раз. Лучшие результаты достигнуты при α = 60°. Результаты испытаний на износ показали, что износ по массе значительно уменьшается при ультразвуковой обработке. Наибольшее снижение износа (более чем в 2 раза) наблюдается при угле наклона α = 90°. Для цитирования: Влияние угла наклона колебательной системы на поверхностные свойства стали 45 при ультразвуковом поверхностном пластическом деформировании / Д.С. Фатюхин, Р.И. Нигметзянов, В.М. Приходько, С.К. Сундуков, А.В. Сухов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2025. – Т. 27, № 1. – С. 77–92. – DOI: 10.17212/1994-63092025-27.1-77-92. ______ *Адрес для переписки Фатюхин Дмитрий Сергеевич, д.т.н., доцент Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), Ленинградский проспект, 64, 125319, г. Москва, Россия Тел.: +7 968 868-60-73, e-mail: mitriy2@yandex.ru Введение Требования к показателям надежности современной техники основаны на эксплуатационных свойствах деталей и сборочных единиц, таких как износостойкость, усталостная и коррозионная стойкость и др. Эти свойства в большей степени определяются комплексом физико-механических и геометрических свойств поверхностных слоев деталей. В настоящее время существует широкий спектр технологических методов формирования структуры, микротвердости, параметров шероховатости и субшероховатости. Наиболее востребованы методы, позволяющие обеспечить заданные характеристики поверхностей изделий без снятия слоя материала. К ним в первую очередь относятся методы поверхностного пластического деформирования (ППД) [1].
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1