ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 1 2025 80 ТЕХНОЛОГИЯ – оценить изменения микротвердости и шероховатости образцов; – провести сравнительные испытания на износ образцов; – предложить технологические рекомендации по эффективному применению обработки ультразвуковым ППД при различных углах наклона колебательной системы. Методика исследований Материалы и методика подготовки образцов Для проведения экспериментальных исследований использовался горячекатаный пруток из конструкционной стали 45 диаметром 42 мм. Из прутка изготавливались цилиндрические образцы длиной 300 мм. Химический состав стали определялся спектральным анализом с помощью спектрометра Foundry-Master LAB (ООО «СИНЕРКОН», Москва, Россия). Состав приведен в таблице. Образцы обрабатывались на токарном станке нормальной точности 16Е20 (Алма-Атинский станкостроительный завод, Алма-Ата, Казахстан). С образцов удалялся поверхностный слой толщиной 0,75 мм, после этого происходила обработка контурным резцом со следующими параметрами: подача резца SХ = 0,34 мм/об, частота вращения n = 560 об/мин, глубина резания t = 0,25 мм. При обработке контурным резцом с радиусом при вершине 0,4 мм был получен регулярный микрорельеф поверхности с шероховатостью поверхности Ra = 6,63 мкм, Rz = 30,1 мкм, Rmax = 33,7 мкм, Sm = 0,260 мм, S = 0,055 мм, t30 = 11,6 % . Полученные значения соответствуют черновой обработке. Выбор параметров обработки образцов основан на анализе ранее проведенных исследований, например [37]. На образцах через каждые 50 мм делались проточки глубиной 3…4 мм, которые нужны для разделения поверхности образца на участки. Однотипные образцы, изготовленные по приведенной методике, использовались для изучения влияния угла наклона колебательной системы на изменение свойств стали 45 под воздействием ультразвукового поверхностного пластического деформирования. После обработки образцы нормализовались при Т = 860 °С. Микротвердость на поверхности образцов составляла 165 HV 20, сердцевины материала – 125 HV 20. Методика проведения эксперимента и оборудование Ультразвуковое поверхностное пластическое деформирование проводилось по схеме, представленной на рис. 4. В резцедержателе токарного станка закреплялась ультразвуковая колебательная система с волноводом-концентратором. Использовалась стержневая трехполуволновая магнитострикционная колебательная система ПМС-2,0/22 (ООО «Афалина», Москва, Россия). Она состоит из магнитострикционного преобразователя, выполненного из сплава 49К2Ф и находящегося в кожухе водяного охлаждения, и припаянного к его торцу волновода-концентратора из титанового сплава. Для обеспечения прижима индентора к обрабатываемой поверхности с необходимым усилием колебательная система снабжена пружиной, обеспечивающей заданное усилие прижима. К волноводу колебательной системы посредством резьбового соединения присоединялся ступенчатый титановый излучатель с диаметром излучающей поверхности ∅16мм, который имеет коэффициент увеличения амплитуды колебаний kу = 2. К рабочему торцу излучателя припаян индентор из твердого сплава ВК8. Индентор представляет собой пластину толщиной 6 мм в форме сегмента круга диаметром 16 мм. Край пластины закруглен. Питание колебательной системы осуществлялось генератором УЗГ2-22 (ООО «Афалина», Москва, Россия), с максимальной выходной Химический состав стали 45 [%] Chemical composition of steel 45 (%) Материал / Material C Cr Mn Ni Cu W Si Fe 45 0,46 0,09 0,55 0,27 0,1 0,01 0,21 98,31
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1