ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 2 2025 10 ТЕХНОЛОГИЯ излучателя ультразвуковой стержневой колебательной системы ПМС 2,0/22, состоящей из магнитострикционного преобразователя, представляющего собой пакет О-образных пластин из пермендюра, и припаянного к нему волновода из титанового сплава. Излучатель, изготовленный из ВТ-3, имел диаметр излучающей поверхности 30 мм. Расстояние между торцом излучателя и обрабатываемой поверхностью образца составляло 20 мм. Питание колебательной системы осуществлялось ультразвуковым генератором УЗГ 2,0/22. Резонансная частота колебаний f = 19 750 Гц, амплитуда колебаний ξm = 20 мкм. При таком режиме обработки потребляемая генератором мощность составила примерно 600 Вт. Амплитуда колебаний 20 мкм соответствует высокоамплитудному режиму обработки, при котором помимо кавитационных пузырьков значительный вклад в процесс обработки вносят крупномасштабные акустические течения, направленные от торца излучателя к поверхности образца. При выбранных условиях эксперимента сила течения образуемых потоков превышает силу тяжести абразивных частиц, что обеспечивает их непрерывную циркуляцию в озвучиваемом объеме и возврат в зону кавитационной обработки. В качестве абразива использовался порошок карбида бора B4C (рис. 3), имеющий высокую твёрдость и устойчивость к химическому воздействию. Порошок абразива насыпался до уровня выше обрабатываемой поверхности, объемная концентрация при этом составила 20 %. После включения ультразвука под действием потоков абразив распределялся по объему. Для минимизации эффекта нагрева при ультразвуковой обработке стеклянная емкость с травильным раствором помещалась в большую ёмкость с водой комнатной температуры (20 °С). С периодичностью 1…3 мин обработка прерывалась для фотографирования изменений поверхностей. Ультразвуковое ППД осуществлялось путем прижима торца колебательной системы к образцу под собственным весом P = 70 Н (рис. 4). Рис. 3. Частицы карбида бора Fig. 3. Boron carbide particles Рис. 4. Схема ультразвукового ППД Fig. 4. Scheme of ultrasonic surface plastic deformation Обработка проводилась в течение 10 с при фотографировании поверхности каждые 2 с. Сравнение механизмов обработки поверхности при КЭО и КАО Для сравнения механизмов воздействия на поверхность при КЭО и КАО производилась высокоскоростная съемка процессов обработки металлической пластины в воде, также расположенной на расстоянии 20 мм от торца излучателя. Съемка осуществлялась на камеру Fastec Hispec, позволяющую записывать видеофрагменты с частотой от 500 до 112 000 кадров в секунду. Для анализа картины перемещений кавитационных пузырьков и абразивных частиц по обрабатываемой поверхности в данной работе снимались видеофрагменты со скоростью 5339 кадров в секунду при размере снимаемой области 3,4×3,3 мм. Далее с помощью специального программного обеспечения, поставляемого изготовителем
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1