ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 4 2025 62 ТЕХНОЛОГИЯ Фрезерование заготовки из аустенитной нержавеющей стали AISI 321, наплавленной методом проволочно-дугового аддитивного производства (WAAM) Цинжун Чжан 1, а, Василий Клименов 1, b, *, Виктор Козлов 1, c, Дмитрий Чинахов 2, d, Цзэли Хань 1, e, Мэнсюй Ци 1, f, Цзэжу Дин 1, g, Мэнхуа Пань 1, h 1 Национальный исследовательский Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, г. Томск, 634050, Россия 2 Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия a https://orcid.org/0009-0002-7820-1227, cinzhun1@tpu.ru; b https://orcid.org/0000-0001-7583-0170, klimenov@tpu.ru; c https://orcid.org/0000-0001-9351-5713, kozlov-viktor@bk.ru; d https://orcid.org/0000-0002-4319-7945, chinakhov@corp.nstu.ru; e https://orcid.org/0000-0001-6502-6541, hanzelizy@gmail.com; f https://orcid.org/0000-0003-3738-0193, mensyuy1@tpu.ru; g https://orcid.org/0009-0009-6303-7453, czezhu1@tpu.ru; h https://orcid.org/0009-0004-1128-9935, menhua1@tpu.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2025 Том 27 № 4 с. 62–79 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.4-62-79 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.791.754.3; 621.914.1 История статьи: Поступила: 28 мая 2025 Рецензирование: 18 июня 2025 Принята к печати: 06 октября 2025 Доступно онлайн: 15 декабря 2025 Ключевые слова: Аддитивное производство дуговым наплавлением проволокой Холодный перенос металла Аустенитная нержавеющая сталь ER321 Микроструктура Механическое свойство Сила фрезерования Шероховатость Благодарности В работе для исследований было использовано оборудование Центра коллективного пользования «Структура, механические и физические свойства материалов» Новосибирского государственного технического университета. АННОТАЦИЯ Введение. Проволочно-дуговое аддитивное производство (WAAM) благодаря своей характеристике «проектирование как производство» постепенно становится одной из перспективных технологий. Однако в настоящее время отсутствуют сравнительные исследования микроструктуры и механических свойств наплавленных образцов из аустенитной нержавеющей стали на различных участках, а также недостаточно изучена их обрабатываемость. Цель работы. Сравнение микроструктуры и механических свойств образцов из аустенитной нержавеющей стали ER321 (аналоги – AISI 321, 08Х18Н10Т), полученных методом WAAM, на различных участках и оценка их обрабатываемости по величине составляющих силы резания при концевом фрезеровании и шероховатости обработанной поверхности. В работе исследованы свойства и микроструктура образцов, полученных проволочно-дуговой аддитивной технологией, измерены силы фрезерования. Установлено влияние подачи на составляющие силы резания и шероховатость обработанных поверхностей при встречном фрезеровании образцов из стали ER321 концевыми фрезами из твердого сплава ВК10 диаметром 12 мм с износостойким покрытием AlTiN, нанесенным методом физического осаждения из паровой фазы (PVD). Методы исследования. С использованием микрорентгеноспектрального анализа определялись содержание элементов и схема затвердевания в различных участках образцов. Металлографическим методом исследовалась микроструктура образцов. В результате испытаний на растяжение были получены диаграммы растяжения, а также измерялась микротвердость образцов. По сравнению с закономерностью при встречном фрезеровании прокатанных образцов была установлена закономерность изменения сил резания и шероховатости поверхности в зависимости от величины подачи при фрезеровании наплавленных образцов. Результаты и обсуждение. При наплавке на нижнем участке образца первично выделяется феррит червеобразной формы, а на остальных участках – аустенит, в котором феррит имеет дендритную форму. Значения микротвердости наплавленных и прокатанных образцов близки и составляют около 230 HV0,1. Предел прочности на растяжение прокатанных образцов составляет 666 МПа, что примерно на 40 МПа выше, чем у наплавленных образцов. При фрезеровании наплавленных образцов боковая сила, действующая перпендикулярно направлению подачи, больше, а качество обработанной поверхности хуже. При большой минутной подаче при фрезеровании наплавленных образцов сила подачи, действующая в направлении подачи, больше, чем у прокатанных образцов. Для цитирования: Фрезерование заготовки из аустенитной нержавеющей стали AISI 321, наплавленной методом проволочнодугового аддитивного производства (WAAM) / Ц. Чжан, В.А. Клименов, В.Н. Козлов, Д.А. Чинахов, Ц. Хань, М. Ци, Ц. Дин, М. Пань // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2025. – Т. 27, № 4. – С. 62–79. – DOI: 10.17212/1994-63092025-27.4-62-79. ______ *Адрес для переписки Клименов Василий Александрович, д.т.н., профессор Национальный исследовательский Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, 634050, г. Томск, Россия Тел.: +7 913 850-44-51, e-mail: klimenov@tpu.ru
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1