Исследование механизма повышения прочности и износостойкости изделий из стали и сплавов под воздействием магнитно-импульсной, ионно-плазменной и других видов обработок в различных сочетаниях, разработка опытных режимов упрочнения и эксплуатации изделий дл

bargu_admin - ср, 02/27/2019 - 14:40
Цели и задачи: 


Цель работы: определение зависимостей силовых и температурных воздействий импульсного магнитного поля на сложнопрофильную поверхность упрочняемых стальных изделий.

Задачи работы:

  • анализ существующих методов определения электрофизических свойств стальных образцов;
  • разработка способа исследования электрофизических и физико-механических свойств упрочненных поверхностных слоев металлических изделий, основанного на проявлении скин-эффекта под воздействием токов высокой частоты;
  • разработка модели распределения тепловой энергии в коническом и остроугольном телах под воздействием магнитно-импульсной обработки;
  • исследование влияния режимов магнитно-импульсной обработки на толщину модифицированного слоя и его структуру;
  • разработка рекомендаций по выбору режимов магнитно-импульсной упрочняющей обработки образцов из различных металлических материалов.
Актуальность (решаемые проблемы): 

C 2009 научными сотрудниками и преподавателями Физико-технического института НАН Беларуси и Барановичского государственного университета разрабатывается новое для республики научное направление — магнитно-импульсная упрочняющая обработка стальных изделий. В ФТИ НАН Беларуси разработан целый ряд магнитно-импульсных установок (МИУ) и рабочих инструментов — индукторов с различными техническими характеристиками. Две установки, оснащенные плоским и цилиндрическим индукторами, были переданы Барановичскому государственному университету. За этот период в ФТИ и БарГУ были проведены многочисленные научные и прикладные исследования влияния режимов магнитно-импульсной обработки (МИО) на структуру и механические свойства стальных изделий цилиндрической и плоской формы. Полученные результаты были использованы для упрочняющей обработки дереворежущих ножей различной формы, но имеющих плоскую переднюю (режущую) поверхность.

Были проведены производственные испытания упрочненных МИО дереворежущих ножей на различных деревообрабатывающих предприятиях республики, в том числе на ОАО «Барановичидрев» и на Барановичской мебельной фабрике «Лагуна». Упрочненные ножи показали стойкость, превышающую стойкость таких же, но не упрочненных посредством МИО ножей, в 1,5 – 3,0 раза при обработке изделий из мягких (сосна) и твердых (дуб, ясень) пород древесины. Учитывая большое количество и разнообразие применяемого в промышленности инструмента, в том числе имеющего сложный профиль поверхности (сверла, метчики, фрезы и др.), а также перспективность их упрочняющей магнитно-импульсной обработки с целью увеличения срока использования, большую актуальность представляют научно-исследовательские работы, направленные на изучение магнитно-импульсного воздействия на поверхность сложного профиля и определение оптимальных режимов упрочняющей магнитно-импульсной обработки режущих частей вышеуказанных инструментов.

Научная новизна предлагаемых НИР заключается в определении зависимостей силовых и температурных воздействий импульсного магнитного поля на сложнопрофильную поверхность упрочняемых изделий и, соответственно, на степень упрочнения различных частей этой поверхности.

Краткое описание создаваемой научно-технической продукции: 

Метод структурного анализа металлических изделий, основанный на появлении скин-эффекта при прохождении тока высокой частоты (ТВЧ). Скин-эффект или поверхностный эффект- эффект уменьшения амплитуды электромагнитных волн по мере их проникновения вглубь проводящей среды. Ток высокой частоты при протекании по проводнику распределяется преимущественно в поверхностном слое. А так как при магнитно-импульсном упрочнении происходит воздействие на верхние слои изделия, то анализ данного эффекта позволит говорить о качестве упрочнения (мелкодисперсность, однородность, дефектность).

Область применения результатов НИОКР: 

Машиностроение.

Технические преимущества по отношению к лучшим отечественным и зарубежным аналогам: 

Разработанный метод структурного анализа позволит значительно упростить техпроцесс исследования физико-механических свойств и структуры поверхностных слоев металлических изделий, в том числе подвергнутых упрочняющей обработки. Будет создан метод экспресс-анализа электрофизических свойств зелий, по которым можно судить о качестве упрочненного слоя. На разработанный метод подана заявка на изобретение (патент РБ), что подтверждает его высокий научно-технический уровень.

Экономические преимущества: 

Значительное сокращение времени исследований и трудозатрат.

Контактная информация: 

УО "Барановичский государственный университет"
Алифанов Александр Викторович
моб.: +375 29 352 71 81
alifanov_aav@mail.ru