Том 28 № 2 2026 1 СОДЕРЖАНИЕ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ СОУЧРЕДИТЕЛИ ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный технический университет» ООО НПКФ «Машсервисприбор» ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР Батаев Анатолий Андреевич – профессор, доктор технических наук ЗАМЕСТИТЕЛИ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА Иванцивский Владимир Владимирович – доцент, доктор технических наук Скиба Вадим Юрьевич – доцент, кандидат технических наук Ложкина Елена Алексеевна – редактор перевода текста на английский язык, кандидат технических наук Перепечатка материалов из журнала «Обработка металлов» возможна при обязательном письменном согласовании с редакцией журнала; ссылка на журнал при перепечатке обязательна. За содержание рекламных материалов ответственность несет рекламодатель. 16+ РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ Председатель совета Пустовой Николай Васильевич – доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, член Национального комитета по теоретической и прикладной механике, президент НГТУ, г. Новосибирск (Российская Федерация) Члены совета Федеративная Республика Бразилия: Альберто Морейра Хорхе, профессор, доктор технических наук, Федеральный университет, г. Сан Карлос Федеративная Республика Германия: Монико Грайф, профессор, доктор технических наук, Высшая школа Рейн-Майн, Университет прикладных наук, г. Рюссельсхайм, Томас Хассел, доктор технических наук, Ганноверский университет Вильгельма Лейбница, г. Гарбсен, Флориан Нюрнбергер, доктор технических наук, Ганноверский университет Вильгельма Лейбница, г. Гарбсен Испания: Чувилин А.Л., кандидат физико-математических наук, профессор, научный руководитель группы электронной микроскопии «CIC nanoGUNE», г. Сан-Себастьян Республика Беларусь: Пантелеенко Ф.И., доктор технических наук, профессор, член-корреспондент НАН Беларуси, Заслуженный деятель науки Республики Беларусь, Белорусский национальный технический университет, г. Минск Российская Федерация: Атапин В.Г., доктор техн. наук, профессор, НГТУ, г. Новосибирск, Балков В.П., зам. ген. директора АО «ВНИИинструмент», канд. техн. наук, г. Москва, Батаев В.А., доктор техн. наук, профессор, НГТУ, г. Новосибирск, Буров В.Г., доктор техн. наук, профессор, НГТУ, г. Новосибирск, Коротков А.Н., доктор техн. наук, профессор, академик РАЕ, КузГТУ, г. Кемерово, Лобанов Д.В., доктор техн. наук, доцент, ЧГУ, г. Чебоксары, Макаров А.В., доктор техн. наук, член-корреспондент РАН, ИФМ УрО РАН, г. Екатеринбург, Овчаренко А.Г., доктор техн. наук, профессор, БТИ АлтГТУ, г. Бийск, Сараев Ю.Н., доктор техн. наук, профессор, ИФТПС СО РАН, г. Якутск, Янюшкин А.С., доктор техн. наук, профессор, ЧГУ, г. Чебоксары Журнал входит в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук». Полный текст журнала «Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты)» теперь можно найти в базах данных компании EBSCO Publishing на платформе EBSCOhost. EBSCO Publishing является ведущим мировым агрегатором научных и популярных изданий, а также электронных и аудиокниг. ИЗДАЕТСЯ С 1999 г. Периодичность – 4 номера в год ИЗДАТЕЛЬ ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный технический университет» Журнал включен в Реферативный журнал и Базы данных ВИНИТИ. Сведения о журнале ежегодно публикуются в международной справочной системе по периодическим и продолжающимся изданиям «Ulrich’s Periodicals Directory» Журнал награжден в 2005 г. Большой Золотой Медалью Сибирской Ярмарки за освещение новых технологий, инструмента, оборудования для обработки металлов Журнал зарегистрирован 01.03.2021 г. Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-80400 Индекс: 70590 по каталогу OOO «УП УРАЛ-ПРЕСС» Адрес редакции и издателя: 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет (НГТУ), корп. 5. Тел. +7 (383) 346-17-75 Сайт журнала http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov E-mail: metal_working@mail.ru; metal_working@corp.nstu.ru Цена свободная Журнал «Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты)» индексируется в крупнейших в мире реферативнобиблиографическихи наукометрических базах данных Web of Science и Scopus.
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 2 СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ ТЕХНОЛОГИЯ Любимый Н.С., Польшин А.А., Четвериков Б.С., Прокопенко В.С., Мальцев А.К., Быценко М.В. Зависимость газовой пористости металлополимера от вакуума при вибровакуумной дегазации в металл-композитной технологии инструментальных корпусов............................................................................................................................................................................................. 6 Киричек А.В., Соловьев Д.Л., Яшин А.В., Силантьев С.А., Новиков М.А. Определение температурных режимов волнового деформационного упрочнения для материалов, синтезированных WAAM-методом................................................................ 32 Карлина А.И., Гладких В.А., Курдюмов Г.Е., Кононенко Р.В., Кондратьев В.В. Оценка проплавляющей способности оксидных флюсов при сварке новыми методами A-TIG углеродистых и низколегированных сталей............................................ 49 Бабаев А.С., Козлов В.Н., Савченко Н.Л., Семёнов А.Р., Цыганков Р.С. Силы резания, морфология стружки и особенности износа режущих кромок при фрезеровании аддитивного Inconel 625 EBAM......................................................................... 72 Акинцева А.В., Переверзев П.П. Теоретическое обоснование расчёта абсолютной координаты инструмента при размерной настройке станков с ЧПУ для реализации безлюдных технологий..................................................................................................... 99 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Скиба В.Ю., Янюшкин А.Р., Лобанов Д.В., Янюшкин А.С., Черников А.Д., Яворская М.В., Насонов А.И. Формирование режущего рельефа алмазного круга на металлической связке посредством непрерывной электрохимической правки при комбинированном электроалмазном шлифовании композиционных материалов: к вопросу создания гибридного станочного оборудования............................................................................................................................................................................................. 119 Зайдес С.А., Ле Т.Т. Выбор и обоснование геометрических параметров контактной поверхности ролика для строчного поверхностного пластического деформирования................................................................................................................................. 136 Жаргалова А.Д., Скиба В.Ю., Драч Г.А., Морозов А.А., Титова К.А., Папко С.С., Юлусов И.С. Компьютерное моделирование и технологическое обеспечение механической обработки тонкостенных титановых полусфер в составе гибридного роботизированного модуля...................................................................................................................................................................... 157 Мхамане Д., Бевур А. Ультразвуковая неразрушающая система прогнозирования свойств отливок из чугуна с шаровидным графитом.................................................................................................................................................................................................... 179 Пивкин П.М., Бабаев А.С., Савченко Н.Л., Козлов В.Н., Семёнов А.Р., Гречишников В.А., Уварова Л.А., Надыкто А.Б. Исследование особенностей образования стружки и износа рабочих площадок фрезерных пластин с CVD-покрытием при высокоскоростной обработке α-Ti........................................................................................................................................................... 196 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Баранова А.П., Скирпичникова А.А., Страхов О.В., Базлов А.И., Елисеева О.-Л.В., Дубинский С.М. Формирование однофазной рекристаллизованной структуры в сплавах с естественным элинварным поведением на основе титана методом термомеханической обработки......................................................................................................................................................... 223 Лю Ю., Ковалевская Ж.Г., Хуан Ц., Химич М.А. Исследование микроструктуры и свойств высокоэнтропийного сплава AlFeCoCrNiNbх, полученного методом механического легирования и искрового плазменного спекания..................................... 243 Прибытков Г.А., Фирсина И.А., Михно А.Р. Электродуговые покрытия, наплавленные порошковой проволокой с карбидным наполнением..................................................................................................................................................................................... 264 Дворник М.И., Михайленко Е.А., Власова Н.М. Изготовление деталей пресс-форм из сплавов WC-15Co и WC-5Fe-5Ni5Co с помощью форм, полученных методом фотополимерной 3D-печати........................................................................................ 280 Черемнов А.М., Чумаевский А.В., Княжев Е.О., Тарасов С.Ю., Колубаев Е.А. Закономерности структурообразования и эволюция механических свойств медных сплавов в условиях однопроходной фрикционной перемешивающей обработки с регулируемым теплоотводом................................................................................................................................................................. 298 Патхаркар У., Патил С., Амбхоре Н. Прогнозирование интенсивности изнашивания твёрдых PVD-покрытий с использованием гибридной модели Taguchi-RSM-ML с интерпретируемостью на основе SHAP-анализа................................................... 318 Малютина Ю.Н., Огнева Т.С., Батаев И.А., Ложкина Е.А., Пай В.В., Лукьянов Я.Л., Кузьмин Е.В. Анализ температурно-деформационных процессов при сварке взрывом композиции А5 / 12Х18Н10Т с использованием численного моделирования.......................................................................................................................................................................................................... 335 МАТЕРИАЛЫ РЕДАКЦИИ 351 МАТЕРИАЛЫ СОУЧЕРЕДИТЕЛЕЙ 363 Корректор Е.Е. Татарникова Художник-дизайнер А.В. Ладыжская Компьютерная верстка Н.В. Гаврилова Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции Издание соответствует коду 95 2000 ОК 005-93 (ОКП) Подписано в печать 01.06.2026. Выход в свет 15.06.2026. Формат 60×84 1/8. Бумага офсетная. Усл. печ.л. 45,5. Уч.-изд. л. 84,63. Изд. № 79. Заказ 131. Тираж 300 экз. Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20
Vol. 28 No. 2 2026 3 EDITORIAL COUNCIL EDITORIAL BOARD EDITOR-IN-CHIEF: Anatoliy A. Bataev, D.Sc. (Engineering), Professor, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation DEPUTIES EDITOR-IN-CHIEF: Vladimir V. Ivancivsky, D.Sc. (Engineering), Associate Professor, Department of Industrial Machinery Design, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation Vadim Y. Skeeba, Ph.D. (Engineering), Associate Professor, Department of Industrial Machinery Design, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation Editor of the English translation: Elena A. Lozhkina, Ph.D. (Engineering), Department of Material Science in Mechanical Engineering, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation The journal is issued since 1999 Publication frequency – 4 numbers a year Data on the journal are published in «Ulrich's Periodical Directory» Journal “Obrabotka Metallov” (“Metal Working and Material Science”) has been Indexed in Clarivate Analytics Services. Novosibirsk State Technical University, Prospekt K. Marksa, 20, Novosibirsk, 630073, Russia Tel.: +7 (383) 346-17-75 http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov E-mail: metal_working@mail.ru; metal_working@corp.nstu.ru Journal “Obrabotka Metallov – Metal Working and Material Science” is indexed in the world's largest abstracting bibliographic and scientometric databases Web of Science and Scopus. Journal “Obrabotka Metallov” (“Metal Working & Material Science”) has entered into an electronic licensing relationship with EBSCO Publishing, the world's leading aggregator of full text journals, magazines and eBooks. The full text of JOURNAL can be found in the EBSCOhost™ databases.
OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 2 2026 4 EDITORIAL COUNCIL EDITORIAL COUNCIL CHAIRMAN: Nikolai V. Pustovoy, D.Sc. (Engineering), Professor, President, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation MEMBERS: The Federative Republic of Brazil: Alberto Moreira Jorge Junior, Dr.-Ing., Full Professor; Federal University of São Carlos, São Carlos The Federal Republic of Germany: Moniko Greif, Dr.-Ing., Professor, Hochschule RheinMain University of Applied Sciences, Russelsheim Florian Nürnberger, Dr.-Ing., Chief Engineer and Head of the Department “Technology of Materials”, Leibniz Universität Hannover, Garbsen; Thomas Hassel, Dr.-Ing., Head of Underwater Technology Center Hanover, Leibniz Universität Hannover, Garbsen The Spain: Andrey L. Chuvilin, Ph.D. (Physics and Mathematics), Ikerbasque Research Professor, Head of Electron Microscopy Laboratory “CIC nanoGUNE”, San Sebastian The Republic of Belarus: Fyodor I. Panteleenko, D.Sc. (Engineering), Professor, First Vice-Rector, Corresponding Member of National Academy of Sciences of Belarus, Belarusian National Technical University, Minsk The Russian Federation: Vladimir G. Atapin, D.Sc. (Engineering), Professor, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk; Victor P. Balkov, Deputy general director, Research and Development Tooling Institute “VNIIINSTRUMENT”, Moscow; Vladimir A. Bataev, D.Sc. (Engineering), Professor, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk; Vladimir G. Burov, D.Sc. (Engineering), Professor, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk; Aleksandr N. Korotkov, D.Sc. (Engineering), Professor, Kuzbass State Technical University, Kemerovo; Dmitry V. Lobanov, D.Sc. (Engineering), Associate Professor, I.N. Ulianov Chuvash State University, Cheboksary; Aleksey V. Makarov, D.Sc. (Engineering), Corresponding Member of RAS, Head of division, Head of laboratory (Laboratory of Mechanical Properties) M.N. Miheev Institute of Metal Physics, Russian Academy of Sciences (Ural Branch), Yekaterinburg; Aleksandr G. Ovcharenko, D.Sc. (Engineering), Professor, Biysk Technological Institute, Biysk; Yuriy N. Saraev, D.Sc. (Engineering), Professor, V.P. Larionov Institute of the Physical-Technical Problems of the North of the Siberian Branch of the RAS, Yakutsk; Alexander S. Yanyushkin, D.Sc. (Engineering), Professor, I.N. Ulianov Chuvash State University, Cheboksary
Vol. 28 No. 2 2026 5 CONTENTS OBRABOTKAMETALLOV TECHNOLOGY Lubimyi N.S., Polshin A.A., Chetverikov B.S., Prokopenko V.S., Maltsev A.K., Bytsenko M.V. Dependence of gas porosity in a metal-polymer composite on residual pressure during vibro-vacuum degassing for metal-composite tool bodies.............................. 6 Kirichek A.V., Solovyev D.L., Yashin A.V., Silantyev S.A., Novikov M.A. Determination of temperature conditions of wave deformation hardening for materials synthesized by the WAAM method ............................................................................................... 32 Karlina A.I., Gladkikh V., Kurgyumov G., Kononenko R.V., Kondratiev V.V. Evaluation of the penetrating ability of oxide fl uxes in welding carbon and low-alloy steels using novel A-TIG methods........................................................................................................ 49 Babaev A.S., Kozlov V.N., Sanchenko N.L., Semenov A.R., Tsygankov R.S. Cutting forces, chip morphology and wear characteristics in milling of Inconel 625 alloy produced by EBAM......................................................................................................... 72 Akintseva A.V., Pereverzev P.P. Theoretical justifi cation for calculating the absolute coordinates of a tool for dimensional setting of CNC machines to enable untended technologies.................................................................................................................................. 99 EQUIPMENT. INSTRUMENTS Skeeba V.Yu., Yanyushkin A.R., Lobanov D.V., Yanyushkin A.S., Chernikov A.D., Yavorskaya M.V., Nasonov A.I. Formation of the cutting relief of a metal-bonded diamond wheel through continuous electrochemical dressing in combined electro-diamond grinding of composite materials: toward the development of hybrid machine tool equipment................................................................ 119 Zaydes S.A., Le T.C. Selection and justifi cation of geometric parameters of the roller contact surface for line-by-line surface plastic deformation................................................................................................................................................................................................ 136 Zhargalova A.D., Skeeba V.Yu., Drach G.A., Morozov A.A., Titova K.A., Papko S.S., Yulusov I.S. Computer simulation and process engineering for machining thin-walled titanium hemispheres as part of a hybrid robotic module.............................................. 157 Mhamane D., Bewoor A. Ultrasonic non-destructive property prediction framework for spheroidal graphite iron castings................. 179 Pivkin P.M., Babaev A.S., Savchenko N.L., Kozlov V.N., Semenov A.R., Grechishinikov V.A., Uvarova L.A., Nadykto A.B. Investigation of the characteristics of chip formation and wear of working surfaces of milling inserts with CVD coating in high-speed α-Ti machining........................................................................................................................................................................................... 196 MATERIAL SCIENCE Baranova A.P., Skirpichnikova A.A., Strakhov O.V., Bazlov A.I., Eliseeva O.-L.V., Dubinskiy S.M. Formation of a singlephase recrystallized structure in titanium-based alloys with natural Elinvar behavior by thermomechanical processing................... 223 Liu Y., Kovalevskaya Z.G., Huang J., Khimich M.A. Study of the microstructure and properties of high-entropy alloy AlFeCoCrNiNbх fabricated by mechanical alloying and spark plasma sintering.................................................................................. 243 Pribytkov G.A., Firsina I.A., Mikhno A.R. Electric arc surfacing using fl ux-cored wire with titanium carbide fi lling............................ 264 Dvornik M.I., Mikhailenko E.A., Vlasova N.M. Manufacturing of die components from WC-15Co and WC-5Fe-5Ni-5Co alloys using dies obtained by photopolymer 3D printing 280 Cheremnov A.M., Chumaevskii A.V., Knyazhev E.O., Tarasov S.Yu., Kolubaev E.A. Regularities of structure formation and evolution of mechanical properties of copper alloys under single-pass friction stir processing with controlled heat removal................ 298 Patharkar U., Patil S., Ambhore N. Wear rate prediction of PVD hard coatings using a hybrid Taguchi–RSM–machine learning framework with SHAP-based interpretability............................................................................................................................................ 318 Malyutina Yu.N., Ogneva T.S., Bataev I.A., Lozhkina E.A., Pai V.V., Lukyanov Ya.L., Kuzmin E.V. Analysis of temperature– strain processes during explosive welding of the 1050A / 321 composite using numerical simulation.................................................... 335 EDITORIALMATERIALS 351 FOUNDERS MATERIALS 363 CONTENTS
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 6 ТЕХНОЛОГИЯ Зависимость газовой пористости металлополимера от вакуума при вибровакуумной дегазации в металл-композитной технологии инструментальных корпусов Николай Любимый a, Андрей Польшин b, Борис Четвериков c, *, Владислав Прокопенко d, Ардалион Мальцев e, Михаил Быценко f Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ул. Костюкова, д. 46, г. Белгород, 308012, Россия a https://orcid.org/0000-0002-6131-3217, nslubim@bk.ru; b https://orcid.org/0000-0001-5809-4458, info@polshin.ru; c https://orcid.org/0000-0003-1801-6767, await_rescue@mail.ru; d https://orcid.org/0000-0002-7120-1411, vlad.prokopenko1@yandex.ru; e https://orcid.org/0000-0002-0878-3658, ardalion_bgtu@mail.ru; f https://orcid.org/0009-0004-2133-885X, b.michutka2005@gmail.com Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2026 Том 28 № 2 с. 6–31 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.2-6-31 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение В инструментальном производстве все более востребованы конструкции корпусных деталей с функционально интегрированными внутренними каналами подачи смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС), позволяющиИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.9.02:678.067 История статьи: Поступила: 02 февраля 2026 Рецензирование: 12 февраля 2026 Принята к печати: 14 марта 2026 Доступно онлайн: 15 июня 2026 Ключевые слова: Металл-композитная технология Металлополимерный композиционный материал Вибровакуумная дегазация Газовая пористо сть SLM-оболочка Финансирование Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда № 23-79-10022, https://rscf. ru/project/23-79-10022/. Благодарности Исследование выполнено с использованием оборудования на базе Центра высоких технологий БГТУ им. В. Г. Шухова. АННОТАЦИЯ Введение. Металл-композитная технология (МКТ) изготовления инструментальных корпусов по схеме «SLM-оболочка + металлополимерный композиционный материал (металлополимер/МПКМ)» позволяет реализовывать криволинейные каналы подачи СОТС и снижать аддитивный объем металла, однако качество заполнения тонкостенных полостей в решающей степени определяется уровнем газовой пористости наполнителя. Газовая пористость ухудшает теплопроводность и несущую способность МПКМ, снижает стабильность заполнения критических зон у стенки SLM-оболочки и вблизи каналов, что ведет к росту разброса свойств и риску дефектов при эксплуатации инструментов. Цель работы: экспериментально установить зависимость газовой пористости МПКМ от остаточного давления при вибровакуумной дегазации и обосновать технологически предпочтительный диапазон вакуума для применения в МКТ-корпусах режущего инструмента. Метод и методология. Исследование выполнено на вибровакуумной установке, включающей в себя камеру предварительной дегазации и камеру заливки с низкочастотной вибрацией. Для каждого режима вакуума изготавливались типовые образцы МПКМ. Пористость оценивалась по принятой балльной шкале на основе микроскопии (анализ распределения пор, кластерности и характерных размеров дефектов). Результаты и обсуждение. Эксперимент показал устойчивую нелинейную (V-образную) закономерность: при снижении давления от атмосферного до области примерно 450 Па средняя пористость монотонно уменьшается, достигая минимума в диапазоне 400…350 Па (уровень 1…2 балла), тогда как при дальнейшем углублении вакуума ниже 300 Па наблюдается переход к интенсивному газовыделению и вспениванию («закипанию») с резким ростом дефектности (до 3…5 баллов). Выводы. Установленный оптимальный диапазон 400…350 Па рекомендован как компромисс между эффективным удалением вовлеченного газа и исключением режима вспенивания, что обеспечивает воспроизводимое качество заполнения полостей SLM-оболочек МПКМ в технологии МКТ инструментальных корпусов. Для цитирования: Зависимость газовой пористости металлополимера от вакуума при вибровакуумной дегазации в металлкомпозитной технологии инструментальных корпусов / Н.С. Любимый, А.А. Польшин, Б.С. Четвериков, В.С. Прокопенко, А.К. Мальцев, М.В. Быценко // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2026. – Т. 28, № 2. – С. 6–31. – DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.2-6-31. ______ *Адрес для переписки Четвериков Борис Сергеевич, к.т.н., доцент Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ул. Костюкова, д. 46, 308012, г. Белгород, Россия Тел.: +7 951 134-32-43, e-mail: await_rescue@mail.ru
OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 2 2026 7 TECHNOLOGY ми улучшать тепловой режим и стабильность резания. Наиболее перспективным подходом для реализации каналов сложной пространственной геометрии является аддитивное изготовление (SLM и родственные процессы), обеспечивающее криволинейные каналы, плавные переходы сечений и ориентацию потоков к функциональным зонам режущей части [1–3]. Однако цельнометаллическое аддитивное изготовление корпусов режущего инструмента часто оказывается экономически нецелесообразным из-за роста объема построения и постобработки. Поэтому практический интерес представляют гибридные решения, в которых аддитивная часть выполняется в виде тонкостенной SLMоболочки, формирующей посадочные и базовые поверхности, а также каналы СОТС, тогда как внутренний объем заполняется металлополимерным композиционным материалом (МПКМ). Такая схема «SLM-оболочка + МПКМ» относится к металл-композитной технологии (МКТ) и позволяет снижать аддитивный объем металла при сохранении функциональности оболочки. Качество заполнения внутренних полостей SLM-оболочек во многом определяется газовой пористостью МПКМ (рис. 1), возникающей вследствие вовлечения воздуха при приготовлении и заливке вязкой наполненной композиции. Поры ухудшают эффективную теплопроводность композита [4] и могут снижать несущую способность заполнителя, особенно критичны дефекты в зоне контакта «оболочка – МПКМ» и вблизи каналов СОТС. Поэтому дегазация МПКМ является обязательной стадией технологического маршрута МКТ-корпусов и должна рассматриваться не абстрактно, а через критерии пригодности для инструментальных корпусов (допустимый уровень пористости и отсутствие крупных дефектов в критических зонах). В ранних исследованиях отмечено, что образцы, отвержденные при атмосферном давлении, демонстрируют микроскопические дефекты (до миллиметровых размеров), тогда как вакуумирование позволяет практически исключить видимые поры [5]. Вакуумирование и дегазация широко применяются в технологиях композитного производства, и в ряде работ показано, что эффективность удаления вовлеченных/растворенных газов существенно зависит от уровня остаточного давления [6–8]. Вместе с тем для вязких наполненных систем и для случаев заполнения замкнутых полостей сложной геометрии сохраняется практическая неопределенность: какой уровень вакуума является достаточным для снижения пористости и где проходит граница, после которой углубление вакуума может приводить к нежелательным явлениям газовыделения и вспенивания композиции. Дополнительным технологическим инструментом служит виброассистенция, способствующая выходу пузырьков и улучшению заполняемости. Однако режимы вакуума и вибрации должны подбираться согласованно и обоснованно. Таким образом, нерешенной задачей для металл-композитных инструментальных корпусов является экспериментально подтвержденное определение диапазона остаточного давления, обеспечивающего минимальную газовую пористость МПКМ без перехода в режим вспенивания, и формализация критериев технологической приемки. Дополнительная сложность в случае МКТ состоит в том, что заполнение выполняется не в плоский или открытый ламинат, а во внутренние Рис. 1. Микроструктура металлополимерного образца, полученного заливкой без дегазации, давление 101 325 Па (место концентрации газовых включений) Fig. 1. Microstructure of a metal–polymer composite sample obtained by casting without degassing, at a pressure 101,325 Pa (region of gas inclusion concentration)
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 8 ТЕХНОЛОГИЯ полости оболочки сложной геометрии, где есть тонкостенные участки, узкие перемычки, протяженные каналы и локальные объемы, склонные к удержанию пузырьков. Поэтому на практике применяется комбинированное воздействие: вакуумирование + вибрационная ассистенция, повышающая текучесть и способствующая выходу пузырьков. Для процессов, близких по физике (вакуумная инфузия, формование), показано, что вибрация способна влиять на пустотность и качество пропитки. Существуют исследования, где анализируется влияние виброассистенции на пористость и прочностные характеристики композитов при вакуум-процессинге [9, 10]. Эти результаты методически важны для МКТ. Хотя материалы и геометрия отличаются, сама идея «управляемой реологии совместно с облегченной дегазацией» через вибрацию и вакуум имеет общую физическую основу. На практике (рис. 2) установлено, что при приготовлении и транспортировании вязких наполненных МПКМ газовые включения формируются практически неизбежно (реология, перемешивание, заливка), поэтому предварительная дегазация рассматривается как обязательный этап вибровакуумного процесса заполнения [11]. Одновременно показано, что параметры виброассистенции должны обеспечивать рост текучести без расслоения и вспенивания. Подобные эффекты и ограничения виброассистированного вакуум-процессинга описаны в работах [12, 13]. В рамках настоящей работы экспериментально установлен диапазон частот 40…60 Гц и амплитуд 0,2…0,6 мм как обеспечивающий минимальное время заполнения форм и пригодный для дальнейших исследований влияния вакуума на пористость. По мнению авторов, с практической точки зрения значимость работы определяется тем, что дегазация задает «качество по умолчанию» для всей МКТ: дефекты, сформированные на стадии приготовления/дегазации МПКМ, в дальнейшем не могут быть устранены последующими операциями и проявляются как скрытая неоднородность заполнения. В инструментальных корпусах это особенно критично, потому что именно Рис. 2. Экспериментальное устройство вибровакуумного заполнения внутренних полостей SLM-оболочек МПКМ: 1 – вакуумная камера предварительной дегазации; 2 – вибростол; 3 – вакуумная камера заливки МПКМ в полости SLM-оболочек; 4 – пустотелый SLM-корпус сверла; 5 – вибраторы; 6 – обойма для получения МПКМ-образцов для исследования на пористость Fig. 2. Experimental setup for vibro-vacuum fi lling of internal cavities in SLM shells with a metal–polymer composite material (MPCM): 1 – vacuum chamber for preliminary degassing; 2 – vibration table; 3 – vacuum chamber for MPCM casting into the cavities of SLM shells; 4 – hollow SLM drill body; 5 – vibrators; 6 – holder (fi xture) for producing MPCM samples for porosity evaluation
OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 2 2026 9 TECHNOLOGY качество заполнения определяет устойчивость работы композитной конструкции и повторяемость эксплуатационного эффекта. Целью настоящей работы является экспериментальное установление зависимости газовой пористости МПКМ от остаточного давления при вибровакуумной дегазации и обоснование технологически предпочтительного диапазона вакуума для применения в МКТ-корпусах режущего инструмента с ориентацией на условия импортозамещения и мелкосерийного производства. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи: − адаптировать методику оценки пористости и критерии приемки МПКМ применительно к МКТ-корпусам; − провести серию экспериментов при различных значениях остаточного давления с получением параллельных образцов; − выявить закономерность «давление – пористость» и определить оптимальную и критическую области параметров, соответствующие технологическим ограничениям заполнения SLM-оболочек. Методика исследований Объектом исследования является металлополимер, применяемый в металл-композитной технологии (МКТ) для заполнения внутренних полостей тонкостенных SLM-оболочек инструментальных корпусов (в частности, корпусов сборных сверл с внутренними каналами подачи СОТС). Дегазация рассматривается как обязательная стадия технологического маршрута МКТ, направленная на снижение газовой пористости, стабилизацию заполнения тонкостенных зон и минимизацию дефектов вблизи стенки SLM-оболочки и рядом с каналами СОТС (критическая зона контакта «металл – МПКМ»). Дегазация и заполнение выполнялись на специализированной вибровакуумной установке (рис. 2), обеспечивающей следующие операции: 1) предварительную вакуумную дегазацию МПКМ перед заливкой; 2) виброассистированную заливку МПКМ в полости SLM-оболочки при пониженном давлении; 3) получение контрольных образцов МПКМ для последующей оценки пористости в идентичных режимах. Технологическая последовательность включала в себя подготовку специальной оснастки (рис. 3) для одновременного получения пяти образцов; приготовление МПКМ; вакуумирование и заполнение полостей оснастки при заданной величине давления с одновременным воздействием низкочастотной вибрации; выдержку и дальнейшее отверждение материала. Эксперимент был направлен на установление зависимости газовой пористости МПКМ от величины применяемого вакуума при вибровакуумной дегазации. В качестве основного варьируемого фактора принято остаточное давление в вакуумной камере («уровень вакуума»). Для исключения влияния посторонних факторов фиксировались следующие параметры: 1) состав МПКМ и режим его приготовления; 2) геометрия формы для контрольных образцов; 3) режим вибровоздействия (частота, амплитуда, длительность); 4) температурные условия процесса и выдержки. В качестве исследуемого заполняющего материала использовали двухкомпонентный металлополимерный композиционный материал (МПКМ) «Ферро-хром» (ТУ 2257-002-48460567-00) [11]. В настоящей работе применяли активатор «желтый (жидкий)» и разбавитель производителя. Композиция относится к классу металлополимеров (базовый компонент + активатор), предназначенных для ремонтно-восстановительных операций и литьевого заполнения полостей при соблюдении режимов приготовления и дегазации. Паспортные технологические и физико-механические характеристики примененного МПКМ, влияющие на условия вакуумирования и формирование пористости, приведены в табл. 1. Детальная рецептура (массовые доли отдельных компонентов, тип связующего/отвердителя, гранулометрия наполнителя) в открытой части технической документации, доступной авторам, не раскрывается. В связи с этим в работе приведены паспортные характеристики материала и строго зафиксированы технологические условия приготовления, дегазации и отверждения (соотношение компонентов, температура, время, остаточное давление, режим вибрации), что обеспечивает воспроизводимость эксперимента на уровне технологического процесса.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1