Цель исследования, проводимого в рамках договора с индустриальным партнером ДГТУ – ПАО «Роствертол» – выбор эффективного способа, обеспечивающего повышение износостойкости инструмента, изготовление экспериментальной установки для реализации выбранного способа обработки инструмента, разработка технологии обработки инструмента, а также проведение стойкостных испытаний инструмента, обработанного предложенным способом. Объектом исследования являлись инструменты, применяемые для технологического оснащения бесцентро-шлифовальных станков, а также штамповые инструменты типа пуансон, применяемые для формообразования деталей.
В результате исследований была установлена высокая эффективность применения метода электроакустического напыления для повышения износостойкости инструмента, применяемого для изготовления деталей вертолетной техники.
Электроакустическое напыление – инновационный метод, который позволяет формировать нанокристаллические защитные пленки на любых токопроводящих подложках. В основе этой технологии лежит использование комплексной энергии электрической искры и мощного продольно-крутильного ультразвукового поля.
Образцы ножей и пуансонов были обработаны согласно матрице планирования эксперимента для режимов напыления, где имелись, как максимальные, так и минимальные значения. Для обеспечения максимальной эффективности упрочнения изделий напыление осуществлялось на переднюю и заднюю кромки образцов инструмента.
По словам Валерия Лебедева, электроакустическое напыление, реализуя сложное воздействие на металл, обеспечивает повышение качества кромок инструментов и их прочностных характеристик, формируя прогнозируемую организацию структуры поверхностного слоя.
Создаваемый на поверхности инструмента в процессе электроакустического напыления «двойной барьер», препятствующий выходу дислокаций на поверхность, является, основным фактором повышения прочностных свойств инструмента.
Помимо электроакустического напыления, в качестве других способов упрочнения, обеспечивающих дополнительное повышение износостойкости, были предложены: виброударное поверхностное пластическое деформирование, химико-термическая обработка, электроискровая обработка, наплавка, напыление и лазерное упрочнение. Но метод электроакустического напыления подтвердил свою наибольшую эффективность в области получения прогнозируемых нанокристаллических структур и нанесения твердых и сверхтвердых защитных покрытий.
Кроме того, для реализации метода учеными вуза было разработано экспериментальное устройство, которое может быть положено в основу проектирования и изготовления на его базе производственных установок для реализации технологии электроакустического напыления различных типов инструментов, применяемых для изготовления деталей вертолетной техники.
Проведенные в рамках договора с ПАО «Роствертол» исследования, подтвержденные испытаниями на натурных образцах и разработанная на их основе технология электроакустического напыления, обеспечивающая повышение износостойкости инструмента, применяемого для изготовления деталей вертолетной техники, может быть внедрена в производственных условиях.
Также ученые ДГТУ предложили математические модели, позволяющие прогнозировать физико-механические свойства покрытий (микротвердость и шероховатость) для основных режимов электроакустического напыления. В планах научного коллектива ДГТУ – создание на основе информационных систем программного обеспечения «Автотехнолог» для управления процессом обработки инструмента с помощью этого метода.
Светлана Григорян, управление информационной политики
isdstu@mail.ru
