OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 1 2026 115 TECHNOLOGY Введение Современное развитие станкоинструментальной промышленности характеризуется устойчивой тенденцией к созданию многофункционального оборудования, способного реализовать несколько принципиально различных по физической природе технологических операций на единой платформе [1, 2]. Концепция гибридного станочного оборудования, интегрирующего механические и поверхностно-термические операции, отвечает современным требованиям к точности, производительности, автоматизации и адаптивности оборудования в условиях цифровизации производств и парадигмы Индустрии 4.0 [3, 4]. В условиях увеличения сложности обрабатываемых деталей, роста спроса на многофункциональное оборудование и сокращения производственных циклов становится необходимым интегрировать в станочное оборудование передовые технологии поверхностнотермического упрочнения, роботизации и цифрового управления [5, 6]. Традиционная организация технологического процесса, при которой операции поверхностнотермического упрочнения и механической обработки выполняются на различном оборудовании в территориально разобщенных подразделениях, обусловливает возникновение значительных погрешностей: деформации при термическом воздействии, погрешности базирования и установки заготовок, накопленные отклонения размерных цепей [7, 8]. Совокупное влияние указанных факторов приводит к необходимости назначения увеличенных межоперационных припусков на финишную обработку, достигающих 30–40 % от глубины упрочненного слоя [9]. Разрозненное применение различных технологий обработки увеличивает число операций и затраты времени, а также снижает точность обработки. Поэтому создание комплексного подхода к проектированию гибридных систем, объединяющего современные принципы автоматизации, цифрового моделирования и прогнозирования параметров обработки, является важной задачей для повышения конкурентоспособности отечественной станкоинструментальной отрасли [10–21]. Плазменная технология служит одним из наиболее эффективных способов повышения износостойкости деталей технологического оборудования. Напыленный с помощью плазмы защитный слой способен противостоять различным видам износа: абразивному, эрозионному, коррозионно-механическому и износу при трении скольжения [22–24]. Однако основной проблемой обеспечения эксплуатационных свойств плазменных покрытий остается получение структуры со стабильными качественными характеристиками – минимальной пористостью, высокой когезионной прочностью и надежной адгезией к основе [25, 26]. На практике решение этой задачи усложняется многофакторностью процесса напыления, при котором периферийные области плазменной струи имеют меньший нагрев по сравнению с центральной зоной, что приводит к неполному оплавлению части порошковых частиц [27, 28]. Значительные усилия направлены на моделирование состояния порошковых частиц в плазменной струе и условий их соударения с подложкой [29–31]. Несмотря на развитие теоретических методов, сложность математического аппарата зачастую не позволяет определить режимные параметры, гарантирующие формирование низкопористой плотной структуры [32, 33]. Тем не менее экспериментально доказано, что оптимизация режимов напыления существенно влияет на структурные характеристики покрытий. В работах [34, 35] представлены типовые варианты структур, отличающихся пористостью, степенью деформации частиц, долей нерасплавленных включений и характером прилегания к основе. Для достижения качественно нового уровня характеристик покрытий разработаны комбинированные технологии, основанные на дополнительном энергетическом воздействии. К числу наиболее перспективных направлений относятся высокоэнергетический нагрев покрытий токами высокой частоты (ВЭН ТВЧ) и формирование композиционных металлокерамических покрытий из механических смесей [36–38]. Метод ВЭН ТВЧ базируется на комплексном использовании эффектов индукционного нагрева – поверхностного эффекта, эффекта близости и эффекта паза – и обеспечивает объемно-поверхностный нагрев напыленного слоя с удельными мощностями, достигающими порядка 108 Вт/м2, при глубине проникновения индуцированной энергии, сопоставимой с толщиной
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1