ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 2 2025 6 ТЕХНОЛОГИЯ Cравнение методов ультразвуковой обработки поверхностей, полученных послойным синтезом, на примере сплава Ti6Al4V Сергей Сундуков a, *, Равиль Нигметзянов b, Вячеслав Приходько c, Дмитрий Фатюхин d, Владимир Кольдюшов e Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), Ленинградский проспект, 64, г. Москва, 125319, Россия a https://orcid.org/0000-0003-4393-4471, sergey-lefmo@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/0000-0002-5914-3415, mitriy2@yandex.ru; e https://orcid.org/0009-0005-6711-6256, v.koldyushov@list.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2025 Том 27 № 2 с. 6–28 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.2-6-28 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: 30 января 2025 Рецензирование: 17 февраля 2025 Принята к печати: 17 марта 2025 Доступно онлайн: 15 июня 2025 Ключевые слова: Ультразвуковая обработка Кавитация Абразив Поверхностное деформирование Селективное лазерное плавление Шероховатость Сферические дефекты Финансирование Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-19-00463, https://rscf.ru/ project/24-19-00463/ АННОТАЦИЯ Введение. Метод селективного лазерного плавления порошков металлов позволяет изготавливать детали любой формы, что недоступно традиционным технологиям. Главными недостатками метода являются высокая шероховатость поверхности, обусловленная разбрызгиванием металла, сфероидизацией, частичным оплавлением и прилипанием порошка, а также сложности с финишной обработкой сложнопрофильных участков поверхности. Одним из эффективных способов, позволяющих производить обработку таких изделий, является применение ультразвуковых жидкостных технологий, где рабочими телами служат кавитационные пузырьки, проникающие в любые участки поверхности и совершающие там работу. Цель работы: определение влияния различных видов ультразвуковой обработки на свойства поверхности, полученной методом селективного лазерного плавления, путем проведения сравнительных испытаний. В работе исследованы образцы из титанового сплава Ti6Al4V, изготовленные методом селективного лазерного плавления на станке EOS M280. Методика исследований. Для ультразвуковой обработки применялась стержневая магнитострикционная колебательная система, торец излучателя которой располагался на расстоянии 20 мм от боковой поверхности образца. В качестве жидкой среды использовался травильный раствор (3% HF + 5 % HNO3 + H2O) для удаления оксидной плёнки, препятствующей воздействию кавитации. Проводилась кавитационно-эрозионная обработка (КЭО), кавитационно-абразивная обработка (КАО), а также дополнительно проводилось ультразвуковое поверхностно-пластическое деформирование (ППД). У всех образцов после обработки оценивалось состояние поверхности, шероховатость и субмикрогеометрия, у образцов после ППД дополнительно исследовалась микроструктура. Результаты и обсуждение. Методом высокоскоростной съемки проведено сравнение основных механизмов воздействия на поверхность при КЭО и КАО. Так, при КЭО это схлопывающиеся и пульсирующие кавитационные кластеры, располагающиеся в местах наибольших выступов и впадин поверхности, а при КАО к ним добавляется микрорежущее действие абразивных частиц, которые воспринимают ударные волны, возникающие при схлопывании пузырьков, ударяются о поверхность, совершают колебательные, вращательные и продольные движения. В результате сравнения динамики изменения состояния поверхности установлено, что КЭО позволяет полностью удалить дефекты поверхности до дорожек расплава; при КАО часть дефектов поверхности удаляется, а оставшиеся деформируются; при ультразвуковом ППД сферические дефекты сминаются, образуя большие плоские участки. Все виды ультразвуковой обработки снижают шероховатость поверхности: при КЭО Ra снижается на 33 %, при КАО – на 43 %, при ультразвуковом ППД – на 52 %, но при этом Rmax меньше всего при КАО. Микроструктура после ППД характеризуется упрочнённым слоем глубиной примерно 100 мкм и увеличением микротвёрдости до 35 %. При этом после ППД в поверхностном слое образуются дефекты в виде трещин, частично деформированных сфер и заметно наличие необработанных глубоких впадин поверхностей, что значительно снижает эксплуатационные свойства, поэтому перед ППД целесообразно проводить КЭО или КАО для удаления дефектов поверхности. Для цитирования: Cравнение методов ультразвуковой обработки поверхностей, полученных послойным синтезом, на примере сплава Ti6Al4V / С.К. Сундуков, Р.И. Нигметзянов, В.М. Приходько, Д.С. Фатюхин, В.К. Кольдюшов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2025. – Т. 27, № 2. – С. 6–28. – DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.2-6-28. ______ *Адрес для переписки Сундуков Сергей Константинович, к.т.н., доцент Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), Ленинградский проспект, 64, 125319, г. Москва, Россия Тел.: +7 926 369-19-70, e-mail: sergey-lefmo@yandex.ru Введение Производство методом послойного синтеза позволяет изготавливать детали практически любой формы и соответственно снизить металлоёмкость производства, уменьшить вес конструкций и заменить ответственные процессы
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1