Упрочняющая обработка металлических деталей методом наноструктурирующего выглаживания

Номер документа 7220170046

РУБРИКА:
18. Технологии

РУБРИКА ГРНТИ:
55.21.21. Обработка поверхности пластическим деформированием

АТРИБУТЫ:
Отрасли: нефтегазовая
Тепловая энергия:
Электрическая энергия:
Виды топлива:
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Информационный листок
Номер: 72-018-17
Автор (принявший орган): ООО «Предприятие «Сенсор», 625034 Тюменская обл., г.Тюмень, ул.Камчатская, д.194, оф.210, Грибанов Константин Николаевич, директор по развитию, 8(912) 974-73-01, tps0716@mail.ru
Дата: 31.07.2017
Регион: Тюменская область
Источник информации: http://www.tyumen-technopark.ru

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

Инновация предназначена для металлических деталей, когда обычными методами обработки невозможно гарантированно получить высококачественные гладкие поверхности или поверхности заданного качества.
Выглаживание - эффективный метод высокопроизводительной финишной обработки посредством поверхностной пластической деформации функциональных поверхностей прецизионных деталей. Данный процесс применим для металлических деталей, когда обычными методами обработки невозможно гарантированно получить высококачественные гладкие поверхности или поверхности заданного качества.
Упрочнение поверхностных слоев металлических  деталей широко применяется в современном машиностроении. В настоящее время разработаны принципиально новые методы поверхностного упрочнения: один из них - наноструктурирование поверхностных слоев  пластической деформацией. Метод  интенсивной пластической деформации заключается в деформировании с большими степенями деформации при относительно низких температурах (ниже (0,3-0,4)Тпл) в условиях высоких приложенных давлений. Кратное повышение физико-механических характеристик металла при современных высокоинтенсивных методах деформационного упрочнения поверхности достигается за счет перевода структуры поверхностного слоя в нанокристаллическое состояние, обеспечивающее эффективное блокирование движения дислокации границами нанозерен. Для эффективного наноструктурирующего упрочнения поверхностей материалов должны быть обеспечены условия для накопления интенсивной пластической деформации в поверхностном слое, что достигается увеличением сдвиговой компоненты деформации блоков и зерен поверхностного слоя и числа проходов обрабатывающего инструмента. После наноструктурирующего упрочнения поверхности микротвердость составляет не менее HV0,05=11,78±1,0 ГПа. Кроме того, в результате пластического деформирования обрабатываемой поверхности одновременно с образованием наноструктурированного упрочненного поверхностного слоя происходит сглаживание исходных неровностей микрорельефа. Технология так и называется – выглаживание, потому что основной инструмент, сферический индентор, двигается по поверхности металла с определенным усилием (сило й выглаживания)и глубиной внедрения индентора в обрабатываемую поверхность h=(1,5-2)Rmax  При глубине внедрения индентора h≥1,5Rmax начинается процесс формирования волны оттесненного металла. При увеличении глубины внедрения индентора h>2Rmax возможно разрушение поверхностного слоя за счет образования микротрещин, особенно на материалах с высокой твердостью. Количество проходов индентора назначают из условия достижения размеров зерен ≤100 нм в тонком поверхностном слое и обеспечения требуемой микротвердости поверхности.
Научно-техническая новизна заключается в:
в создании схемы инструмента с регулированием усилия на  инденторе;                                 создании схемы инструмента с термокомпенсацией.
Конструкции выглаживателей выполнены со стандартными установочными размерами для резцедержателей и инструментальных оправок станков и токарно-фрезерных центров. Инструмент имеет сменный рабочий орган (индентор) и позволяет обеспечить регулируемое усилие выглаживания. Индентор имеет рабочую поверхность со специально заточенным (спрофилированным) и отполированным наконечником из натурального или синтетического алмаза (баллас, карбонадо); минералокерамики; твердого сплава; кубического нитрида бора.
Микротвердость поверхностного слоя металлических деталей повышается в 3 раза, увеличивается износостойкость, усталостная прочность, стойкость к коррозионным воздействиям и т. д. Во многих случаях применением поверхностного пластического деформирования (ППД) удается повысить запасы прочности деталей, работающих при знакопеременных нагрузках (осивалызубчатые колёсаподшипникипоршницилиндры, сварные конструкции, инструменты и т. п.), в 1,5-3 раза и увеличить срок службы деталей в десятки раз.