Obrabotka Metallov 2011 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (52) 2011 18 ТЕХНОЛОГИЯ УДК 621.7.09 ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ С ПОКРЫТИЯМИ МАЛОЙ ТОЛЩИНЫ ИЗ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ УЛЬТРАЗВУКОВЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ* Х.М. РАХИМЯНОВ, доктор техн. наук, профессор, Ю.С. СЕМЕНОВА, аспирант, М.А. ТРЕТЬЯКОВ, магистрант ( НГТУ, г. Новосибирск ) Статья поступила 6 июля 2011 года Рахимянов Х.М. – 630092, г. Новосибирск пр. Карла Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: tms-ngtu@mail.ru Исследовано влияние ультразвукового пластического деформирования на свойства поверхностного слоя образцов с тонким покрытием из наноструктурированных порошков на примере образцов с покрытием толщиной 5 мкм из порош- ка TiC с размерами зерен ≈20 нм, нанесенного методом детонационно-газового напыления на стальную подложку. Ключевые слова : наноструктурированный порошок, детонационно-газовое напыление, ультразвуковое поверх- ностное пластическое деформирование, твердость, шероховатость поверхности. ____________________ * Исследования проведены при финансовой поддержке в рамках выполнения аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009–2010 годы)» (АВЦП 2.1.2/11449) Введение Поверхности с газотермическими покрытиями непосредственно после напыления не обладают не- обходимой точностью размеров, шероховатостью и требуемой плотностью структурных элементов поверхностного слоя, поэтому после нанесения по- крытий необходима последующая обработка. При обработке деталей с покрытиями следует учитывать сложные условия нагружения деталей, действия рас- тягивающих, ударных, усталостных напряжений. Значительные трудности механической обработ- ки покрытий, связанные с их высокой твердостью, пористостью, хрупкостью, интенсивным абразивным воздействием на рабочие поверхности инструмента, невозможностью в большинстве случаев использо- вать смазочно-охлаждающие среды, могут быть на- столько велики, что вызывают необходимость оце- нить принципиальную возможность применения метода резания для обеспечения требуемых показа- телей качества изделия. Средствами для достижения необходимых свойств и структуры покрытий, по- нижения пористости и увеличения их адгезионной прочности являются различные виды термической и термомеханической обработки [1, 2]. Однако эти методы неприменимы при обработ- ке покрытий из наноструктурированных материа- лов, поскольку повышение температуры, присущее каждому виду термической обработки, приводит к необратимым изменениям в структуре наносимых покрытий и лишает смысла использование дорогих порошков для придания особых свойств поверхно- сти деталей с наносимыми покрытиями. Применение ультразвукового поверхностного пластического деформирования имеет преиму- щества при окончательной обработке деталей с покрытиями. Ультразвуковое пластическое де- формирование (УЗПД) – это метод обработки, в процессе которой поверхность детали подверга- ется воздействию деформирующего инструмента, колеблющегося с частотой свыше 20 кГц. При об- работке каждый участок поверхности подверга-