автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Оптимизация акустических режимов при электроакустическом упрочнении штампов

ростовскип-иа-жш ордена трудового красною знамени институт стскохозяйстшпюго машюстрошия

На правах рукописи УДК 621.9.048.6.621.787

ХАЧАТУРЯН Фёдор Захарович

оптимизация акустически* реешз пга аяЕктюшсигаском гарочгрш игшпов

05.03.01 - Процессы механической а физико-технической обработки, стадии и инструмент .

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискаша ученой степени кандидате;, технических наук

Ростов-на-Дону - 1992

Работа выполнена в Ростовском-на-Догу институте автоматизации и технологии машиностроения

Научны?, руководитель

Официальные оппоненты

Ведущее предприятие

- доктор технических наук, профессор Мйнпков B.C.

- заслуженны!! деятель науки и техники ГС'ЮР, доктор технических наук, профессор Старков В.К.

- кандидат технических наук, доцент Бегун В.Г.

- Государственный газовый концерн "Газпром" ассоциация "Газмаваппарат"

Зшдта состоится 23 июня 1992 года в 10.00 часов на заседании специализированного Совета Д.063.27.03 в Ростовском-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени институте сельскохозяйственного машиностроения: 344708, г..Ростов-на-Дону, ГШ-8, пл. Гагарина, I, ШСТ, ауд. 252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского-на-Дону ордена Трудового Красного анамепи институте сельскохозяйственного машиностроения.

Отзыв в Ь-х экз., заверенный печатью, просим выслать в специализированный Совет по указанному адресу.

Автореферат разослан

1992 года.

Ученый секретарь специализированного Совета к.т.п., доцент

JiiQlUl^^^' атриев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В связи с постоянным увеличением веса штамповочного производстве весьма актуально снижение износа штампов с использованием упрочнения рабочих кромок.

Перспективным направлением в решении проблемы уменьшения из-ниса является использование энергии, комплексных ультразвуковых колебаний (УЗК) для создания новых аффективных технологий.

В связи с этим актуально выявление возможностей целенаправленного управляемого воздействия трансформируемых УЗК в комплексном процесса электроакустического упрочнения штампов и штамповой оснастки с целью увеличения их износостойкости и долговечности при одновременном улучшении качества изделий.

Работа проведена в соответствии с координационным планом НИР АН СССР (н8vчняя проблема 1.11.3 "Трение и износостойкость твердых тел").

ЦЕЖЬ РАБОТЫ - разработка нового высокоэффективного процесс? упрочнения штампов и штамповой оснастки, обеспечивающего заданное качество обрабатываемой поверхности и высокую производительность, путем оптимизации акустических режимов на основе научного обобщения теоретических и акспериментальных исследований воздействия трансформируемых УЗК на физические явления, сопровождающие комплексный процесс электроакустического напыления.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА - заключается в обобщении теоретических и экспериментальных исследований физлческих процессов и явлений, протекающих под действием комплексных УЗК и ответственных за формирование качественного поверхностного слоя и' производительность в рамках технологического процесса электроакустического упрочнения штампов и штамповой оснастки.

На защиту выносятся новые теоретические положения и результаты экспериментальных исследований:

- использование принципа подос'пя для упрощения расчета и исследования динамики продол!чо-кругильных трансформаторов акустических систем технологического назначения;

- установление экстремальной зависимости между направлением вектора колебательной скорости УЗК и характеристиками прочности и пластичности поликристаллических металлов и сплавов;

- выявление физической сущности процессов и явлений; ответственных за направленное формирование поверхностей с прогн зируемн-т свойствами, и их взаимосвязь в процессе электроакустического напыления покрытий на эти поверхности;

- установление критериев оптимальности акустических режимов в процессе электроакустического упрочнения поверхностей металлов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ - состоит в создании предпосылок широкого использования энергии продольно-крутильных УЗК в новых технологических процессах направленного формирования поверхностей изделий с прогнозируемыми параметрами качества. Реализация 8Г0Й практической задачи обеспечено разработкой кошлекса новых научно-технических решений:

- на основе принципа подобгя создана инженерная методика расчета продольно-крутильных волноводов акустических систем технологического назначения;

- разработаны рекомендации по выбору оптимальных комплексов УЗК и их практической реализации в зависимости от реологических свойств обрабатываемого поликристаллаческого металла или сплава;

- разработан новый технологический процесс электроакустического упрочнения штампов и шгамповогГ оснастки;

- предложены рекомендации пооптямизяяии гауггических реяимов оборудования в нроцессе упрочнения;

- разработана оригинальная методика испитатш штампов на износостойкость в производственных условиях.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Реализация звклвчалась в производственной отработке оборудования и технологии, создании проек тной, технической, нормативной документации и внедрении разработки на предприятиях ассоциации Тазмашаппарат.

Оборудование и процесс электроакустического упрочнения штампов и штамповой оснастки внедрены на Львовском, Омском и Ростовс-ком-на-Дону заводах газовой аппаратуры.

При достигнутом объеме внедрения на предприятиях ассоциации Газмашалпарат годовой.вкономическпй аффект составил 155746,8 руб.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертационной работы докладнве лись и о бсу вдались на международных, республиканских и вузовских научно-технических конференциях, семинарах и совещаниях: на мегвд народной конференции "ультразвук в технологии машиностроения 91" г. Архангельск, 1991 гна республиканской конференции "Соверше? ствование существующих и создание новых ресурсосберегающих технологий и оборудования в машиностроении, сварочном производстве и строительстве" г. Могилев, 1991 г., на еяегодных научно-техничэс-ких конференциях профессорско-преподавательского состава завода-БТУЗа (1988-1991 гг).

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам вгаолнешшх исследований опубликовано шесть научных работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, шести глав,, заключения и общих выводов и содеряиг 273 страницы, из них 234 страницы текста, 37 таблиц, 75 рисунков, списка литературы (194 наименования), приложения 66 страниц. В приложения вынесены вспомогательные расчетные и табпчные материалы, копии актов испытаний и документов, подтверждающих внедрение результатов научно-исследовательской работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение посвящено обоснованию актуальности изучаемой проблемы, формулировке цели работы п определению задач исследования, установлению научной и практической новизны теоретических и экспериментальных результатов работы.

В первой главе проведйн анализ состояния вопроса и выбрано направление исследований.

Показано, что основные методы упрочнения изнашивающихся поверхностей можно условно разделить на три группы: упрочнение поверхностей термообработкой, нанесение на поверхности упрочняющих покрытий и прочие методы, якявчшдае наплавку, упрочнение воздействием УЗК, использование специальных сталэй, полимерных плёнок н другиз.

Анализ предлакениых методов нанесения покрытий для упрочнения штампов позволяет вадзлить наиболее перспективный, на наш рэглад, мзтол елзктрсяоггроЕого легирования (31Я), не уноЯяя при этой достоинств других-методов, в. конкретно условиях. Аргументация такого предпочтения'осяовеаа'но простоте реализации деетодег ЭИЛ; сравнительно небольшой эпоркй^лости, высокой производительности, отсутствий специальных требой -.-/Л к предварительной Подготовке поверхности, воз.таиюотп получения жомпааиодонных покрытий, полной вкологи-ческой частота метода. При згдк преимуществах способ ЗИЛ позволяет увеличить стойкость штищоз сопоставимо с другюш анализированными погодами. Анализ нагодов третьей группы способов упрочнения показывает их каясгчивлевдозть: и 'нсзпачкгельные копечнио результаты, что не дейт основания счятеть пх перспейтивнши, за исключением ультразвукового упропкгш'я, «огорое оказывает комплексное воздействие па обрабатываемую поверхность, упрочняя её я спивая шероховатость.-Мояяо предположить, что яри определённом усовершенствования буду?

выявлены скрытые резервы этого метода.

Соединение способа ЭИД с использованием энергии комплексных УЗК позволяет проявить новые технологические возможности метода. Таким новым методом обработки поверхности является ЭЛАН - электроакустическое напыление поверхностей, когда электрод-инструмент вместо низкочастотных выибраций совершает продольно-крутильные ультразвуковые колебания.

Анализ показываем, что способ ЭЯАН в настоящее время не исследован достаточно полно, поэтому не получил широкого рапростра-нения, несмотря на свою универсальность и технологичность.

На основании вышеизложенного определены задачи исследования:

- на основе теории трансформации УЗК-разработать методику инженерного расчёта и основы конструирования продольно-крутильных волноводов акустических систем технологического назначения для получения мощных трансформируемых УЗК в процессе электроакустического упрочнения поверхностей;

- изучить влияние комплексных УЗК на характергзтики прочности и пластичности поликристаллических металлов и сплавов с различным кристаллографическим строением;

- определить оптимальные комплексы УЗК при поверхностно-пластической деформащи(ППД) металлов;

- изучить влияние акустических параметров на характеристики качества слоя, полученного методом электроакустического напыления, и оптимизировать ати параметры для процесса упрочнения штампов;

- разработать методику промышленных испытаний износостойкости штампов, упрочнённых методом ЭЛАН}

- разработать технологический процесс электроакустического упрочнения штампов и штамповой оснастки.

В первой главе описаны материалы, оборудование и методики исследований .

Во второй главе предложен оригинальный метод расчёта продольно крутильных волноводов акустических систем технолог?ческого назначения. Использование принципа подобия продольно-крутильных волноводов позволило определить закономерности, по которым результаты расчета одного волновода переносятся на геометрически подобные волноводы из того же материала.

В главе излажены основные положения использования принципа подобия в исследовании динамики продольно-крутильных волноводов.

Известно, что динамика осциллирующего волновода полностью определяется его геометрией и упругими свойствами материала. Если волновод имеет длину с , умеренные угны наклона винтовых канавок, удлинённое прямоугольное сечение йВ, если один конец его свободен, а другой совершает гармонические колебания по за-

где Я , Л' амплитуда и круговая частота колебаний, то амплитуды его свободного конца определяются соответственно:

, в»

COS^-COS^

Ct çe.

Î3)

где

a - toUH-игг +НГ Я* . am--- , (4)

Здесв

JJcTB ¿ 9 / (w -^hb)

Sf^sd+i*'; <71

^r^fjfr/- fs'}'> (fî)

ioâs .я

где £ . У , J) - коду ль упругости, коэффициент Пуассона, плотность материала волновода, относительная .'эекручен-ность волновода ( абсожпш угол закрученнссги), Sj~ 5* - некоторые сраш, ярвдотаьяяадав собой раатачнкв сочвтснлл геометрических параметров волновода я круговой частот.

Были рассмотрены два волновода. Величины, хар аятераоущге

второй волновод,, обозначили теми же буквами, что и соответствующие величины, характерадующие первые, но отмечали штрихами. Иначе говоря, если / - некоторая характеристика первого волновода, то Р' - соответствующая характеристика второго.

Было предположено, что между физико-геометрическими параметрами волноводов выполняются следующие условия:

S-s', £*£', (10)

Условия (Ю), хврактеризуодие упругие свойства материала волноводов, означают: волноводы изготовлены из одного и того же материала.

Условия (II) "заведуют" формой и означают соответственно: поперечное сечение волноводов - подобные прямоугольники, то есть абсолютные углы закрутки равны и углы наклона канавок волноводов одинаковы.

Изучение влияния соотношений (10) и (II) на основные характеристики волноводов (2), (3) показали, что суммы S, • S¡, при условиях (10) и (II) равны ' ,

5, =S/ • ; 53=5Л , S4 = Sl (к)

Учитывая (12), при тех se (10) и vil) из (7 - 9) было полу-

{ач > 1*?7г ta'J » ecu \ НУ ■

Последнее соотношение было записано в виде одного равенства

и, кроме того, .¿I . £/'о

¿г = ¿о ( а / (14)

Из соотношений (4-6), учитывая (Ю),(И),(13) и (14) устаноВИЛИ у Г/7>Л&

, (к)

Сю ^С/т, (/71 = 1,2) . (17)

Обращаясь к формулам (2),(3), определяющим амплитуды продольных и крутильных колебаний свободного конца волновода, находим, учитывая (15-17), что

п-о . /I о

Проведённый анализ позволил сделать выводы относительно характера колебаний волноводов из одного и того же материала с геометрически подобными продольными и поперечными селениями при неизменной амплитуде колебаний начального сечения:

- амплитуда продольных колебаний не здвисит от изменения поперечного сечения волноводов;

- амплитуда крутильных колебаний (в угловых единицах) обратно пропорциональна характерному поперечному размеру;

- геометрически подобные по указанному волноводы имеют одну и ту же амплитудно-частотную характеристику продольных колебаний;

- амплитудно-частотные характеристики крутильных колебаний отличаются лишь масштабом амплитуд.

На основании теоретических исследований разработана методика инженерного расчЧта серии технологических волноводов'по образцу, рассчитанному и изготовленному по известной достаточно сложной методике. Для расчёта и изготовления серии волноводов необходимо знать материал исходного волновода, его длину и угол наклона к оси винтовых канавок.

Теоретические положения проверены при испытании изготовленной по предложенной методике серии волноводов.

Анализ амплитудно-частотных характеристик,серии подобных продольно-крутильных волноводов показал совпадение с расчётными о погрешностью не <5олее 121, что вполне приемлемо для практики.

Одт, продольная акустическая система с набором волноводов может обеспечить заданое направление и величину вектора колебательной скорости, обусловленные соотношение« амплитуд продольной и крутпыюй Л? составляющих УЗК, обозн1чаемнм л'= Лпр/Аир. Задавшись частотой продольной акустической системн 022 кГ? я комплексным параметром £ /-^Ю"6 мм/с, пользуясь принципом подобия, были рассчитаны длины волноводов*, обеспечивающие заданные комплексы УЗК (см. таблицу).

Таблица

Параметры комплексов УЗК.

Номер ! Диаметр ! Угол за- ! Частота ! Длина ! 1 ,> } , | Знак коми- I волново- крутки, ! возбукде! волно- !мм/с !п 1 комп-лвкса 1 да, мм ! град. 1 ния, кГц! вода мм!__! ! лекса

I 23 28 22 Г14 2,5 1,4 +

2 23 28 22 109 2,4 г,о +

3 23 28 22 160 2,5 0,5 +

4 23 28 22 132 2.9 Г), 6 -

5 23 28 12В 2,8 1,0 -

6 23 28 22 125 2,7 2,1 -

Таким образом, лишь изменение длина волновода позволило организовать группу, ИСйольаовайИе которой с одной стандартной продольной акустической системой частотой 22 кГц позволило реализовать шасть"комплексов УЗК, отлачаяодлхся отношением продольной и крутильной составляющих и знаком. Указанные в табл. волноводы использовались при дальнейших исследованиях.

В третьей главе приведена результаты исследования влияния направления вектора колебательной скорости комплексных УЗК на динамику деформируемоМй ноликристаллических металлов и сплавов. Установлена экстремальная зависимость характеристик прочности и пластичности этих материалов, Полученных при классических методах нагруяения, от вида комплекса УЗК: максимальное снижение характеристик обеспечивается определённым комплексом УЗК в зависимости от реалогических свойств деформируемых в комплексном ультразвуковом поле металлов и сплавов. Оптимальным является комплекс УЗК, век-юр колебательной скорости которого совпадает с направлением плоскости скольжения, определяемой кристаллографией металла: для ОВД и ГЦК металлов это второй и пятый комплексы, для ГПУ металлов -первый и четвертый. Направленное действие комплексных УЗК вызывает активацию дяолокапий, что показано не примере растяжения технического железа; а так яе "организацию" кристаллографической текстуры в'очаге деформации полккристаллических металлов и сплавов так, что они в этом очаге становятся анизотропными.

В основу гипотезы "организованного" текотурообразования положена оценка совместного действия на деформации ряда факторов: статических сил нагруяения, комплексных УЗК, температуры в очаге деформация, развивающейся не столько под действием статических сил, но в значительной степени поя действием энергии комплексных УЗК.

Таким образом, при классических методах пагружения металлов и сплавов в ультразвуковом поле, созданном оптимальными комплексами, в очаге деформации происходит пластическое течение металла я резко увеличивается температура, способствуя его рекристаллизации.

Проведённый комплекс исследований позволил рассмотреть отдельные аспекты модели процесса деформируемости металлов и сплавов в комплексном ультразвуковом поле' и определить осиовьые направления использования энергий комплексных УЗК при разработке эффективных технологий.

В четвертой главе рассматривается влияние комплексных УЗК на металлографию, фазовый и элементный состав слоя покрытия, полученного методом сЬТАН при оптимальных акустических режимах. Изучение микроструктуры и фаз'ового состава упрочнённого слоя при использовании-различных по материалу катодов и анодов и вариочдя режимов обработки выявило стойкую тенденцию к измельчению зёрен подслоя о ориентацией их я направлении вектора колебательной скорости вводимых в зону обработки оптимальных комплексов УЗК, что свидетельствует о предшествующей массопереносу пластической деформации поверхностного слоя подпоят!.

При нанесении упрочняющего слоя анодами из высоколегированной стали Р6М5 на катод'того яе материала получен слой о характерным послойным строением, отличающийся высокой дисперсность® аусте-нитного зерна и первичных карбидов, дающий в составе сложные соединения на базе нитридов, оксидов, интерметаллидоа. Наличие интер-металлидов, как призанка упрочнения поверхности металла, отмечено также при электроакустическом напылении высоколегированных сталей с' низким содержанием углерода, а также быстрорежущих и ауотенитннх сталей. Гак, в сталях, легированных кобольтом, молибденом, вольфрамом образуются пнтерметаллиды типа {Рс^ Со)7 ' (№,Мо)(, , выявленные рентгеноструктурним анализом. Этот же метод исследования позволил потвердить предположение о формировании в процессе электроакустического напыления аморфной структуры напылённого слоя при обработке практически всех подолжек различными элетродами на мягких режимах. Дифрактограмма позволяют пр иллюстрировать увеличение в процессе ЗЛАН плотности дислокаций в поверхностном слое.

Выявлен характер влияния на структуру упрочнённого слоя свойств анода и катода, что необходимо учитывать для получения сявйв.

с заданными свойствами. Например, при лапыяении на катод из стали Р6М5, содержащей карбиды легирующих элементов, анодами из твёрдых сплавов DK8 и ТГ5К6, содержащих большее количество карбидов, в нижней рчне наблюдаются карбиды, поступившие с катода, в верхней зоне слоя находятся более мелкие и округлые карбиды, поступившие о анода.

Снизить хрупкость упрочнённой поверхности, её склонность к скалыванию удаётся нанесением комбинированных упрочнённых слоёв, полученных последовательным налылением на один катод покрытий разными анодами. Возможность наносить одним оборудованием комбинированных покрытий на поверхности металлов при использовании оптимальных комплексов УЗК значительно расширяет технологические возможности 2ЯАН, позволяя увеличить сцелляемость покрытий о подложкой, их однородность и др.

Анализ полученных результатов позволил дать рекомендации для нправленного формирования электроакустическим напылением слоёв о заданной микроструктурой, фазовш составом и топографией пуяём варьирования материалов анода, оптимизации комплексов УЗК и режимов обработки.

В »пятой главе описаны результаты исследований, направленных на оптимизацию акустических параметров процесса ЗЯАН, определяющих формирование поверхностного упрочнённого слоя. Полученные результаты и рекомендации легли в основу разработанного технологического процесса упрочнения штампов и шгамповой оснастки.

Исследования проводились на установке ЭЛАН-2, которая реализовала процесс электроакустического напыления покрытий из стали 45 электродом из твёрдого сплава ВК6М.

Комплексные УЗК выполняют в процессе напыления двоякую роль -организуют периодический о заданной ультразвуковой частотой контакт электрода-инструмента с' обрабатываемой поверхностью, формируя межэлектродный зазор, и осуществляет силовое"воздействие на напылённый слой.

Выбрать необходимый в каждой конкретном случае оптимальный комплекс УЗК возможно путём изменения еастоты возбуждения акустической системы или замены волновода.

В качестве критериев оптимальности приняты параметры покрытия, определяющие его качество: отношение микротвёрдости покрытия к микротвёрдости подолжки (Hju.it iHjuiir Q), шероховатость покрытия ft0, а также его толщина И •

Был организован математически спланированный полнофакторный эксперимент, позволивший получить математическую модель процесса ЭШ. В качестве факторов были выбраны следующие параметры эс / -ампдитуда комплексных УЖ /7 (мкм), Х^- частота УЗК (кГц), Хл-угол между продольной осью волновода и направлением вектора колебательной скорости комплексных УЗК (град.).

Исследовались три зависимости последовательно:

Анализ результатов исследований позволил исключить из рассмо-' трения частоту УЗК, так как чувствительность к её изменению в пределах, ограниченных возможностями установки ЭЛАН-2 (18-24 кГц), во всех трЗх случаях была минимальна.

Требования повышения толщины слоя покрытия, с одной стороны, и улучшения его качества (погашения мякротвёрдости и снижения шероховатости) , с другой, находятся в противоречии: для получения значительной толщины покрытия необходимо иметь амплитуду комплексных УЗК в пределах =20-22 мкм и угол вектора колебательной скорости <?(. =60-80°, при этом будут получены далеко не оптимальные значения микротвёрдости и шероховатости; для улучшения этих параметров необходимы значения амплитуды =3-5 мкм и угла = 10-25°.

Амплитуда УЗК в основном определяет толщину напылённого слоя покрытия, так как регламентирует величину межэлектродного промежутка, влияющего в свою очередь на энергию электроискрового разряда и массу переносимого на подложку материала.

Угол оказывает наибольшее влияние на шероховатость напылённого слоя, которая изменяется более чем в четыре раза при увеличении угла от 23 до 45°. Микротвйрдость при этом возрастает приблизительно в два раза, как и при изменении амплитуды комплексных УЗК в пределах 5-7 мкм.

Таким образом результаты исследований позволяют в зависимости о* решаемых технологических задач выбрать оптимальный акустический режим, гарантирующий получение заданных параметров качества обрабатываемой ЙШ поверхности.

В шестой главе описана практическая реализация работы в виде разработанного технологического процесса электроакустического напыления рабочих кромок штампов с целью упрочнения. Процесс реализовался на установке ЗЛАН-2.

На основе предшествовавших теоретических и экспериментальных исследований был выбран оптимальный комплекс УЗК и аноды, позволившие получить требуемое качество напылёвиого слоя покрытия я обеспечить упрочнение штампов.

Внедрении технологического процесса предшествовали производственные испытания, проведённые на Ростовсксм-на-Цону заводе газовой аппаратуры. Для сравнительного анализа результатов испытаний была разработана оригинальная методика, позволяющая исключить действие на стойкость штатов всех сопутствующих факторов, кроме основного - наличия упрочняющего сдоя на рабочих кромках штампов.

Результаты испытаний показали, что при оптимизации акустических режимов процесса ЭЛАН стойкость штампов увеличивается примерно в два раза, причём накопленный износ упрочнённого штампа в два раза меньше, чем для неу проченного.

Оборудование и процесс электроакустического упрочнения штампов и штшповой оснастки внедрён на Омском, Львовском и Рост^вском-наДону заводах газовой аппаратуры с обцим годовым экономическим эффектом 165746,8 руб.

ОБЩЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ литературных источников и состояние вопроса,, показал актуальность комплексного решения проблемы создания высокоэффективной технологии упрочнения изнашивающихся поверхностей штампов

и штамповой оснастки методом нанесения покрытия с прогнозируемыми физико-механическими свойствами.

2. Установлено, что целенаправленная организация структуры поверхностного слоя возмояна при использовании метода электроакустического нанесения покрытий о воздействием на процесс направленно трансформируемых комплексных ультразвуковых колебаний.

3. Аналитически показано и экспериментально подтверждено, что принцип подобия при исследовании динамики, а также при расчёте и конструировании продольнокрутильных волноводов является инструментом, возводящий изготовлять такие волноводы с достаточной для практики точностью (не ниже 12$) при наличии хотя бы одного готового волновода втой серии.

4. Ьпарвые проведанные экспериментальные исследования позволили установить экстремальную зависимость характеристик прочности

и пластичности полукристаллических металлов1 и сплавов, полученных при классических методах погружения в комплексном ультразвуковом поле, от направления вектора колебательной скорости комплексных УЗК. Выбор оптимального по отношению к реологическим свойствам металлов комплекса УЗК обеспечивает максимальное снижение характеристик прочности и пластичности.

5. Подтверждён вклад комплексных УЗК .-я активацию дислока- • ций. На примере технического железа показано, что на стадии площадки текучести пластическая деформация происходит по границам зёрен тем интенсивнее, чем ближе совпадает направление плоскости скольжения с направлением вектора колебательной скорости комплексных УЗК.

Этот вывод позволил рекомендовать использование энергии комплексных УЗК не только в "процессах упрочнения, но я в других, сопровождающихся пластической деформацией (резание, волочение, протяжка и др.).

6. Изучение микроструктуры и фазового состава упрочнённого с использованием оптимального комплекса УЗК поверхностного слоя выявило стойкую тенденцию к измельчению зёрен слоя с ориентацией их в направлении вектора -колебательной скорости УЗК.

Получены слои, отличающиеся высокой дисперсностью аустенит-яого зерна, первичных карбидов, а также сложных соединений на базе нятридов, оксидов, янтерыеталлидов, что, обеспечивает высокую гетерогенность твёрдых растворов в упрочнённом слое.

7. Установлена возможность формировать поверхностный слой

с заданными физико-механическими свойствами при действии оптимальных комплексов УЗК за счёт направленного подбора материала анода 6 учётом свойств обрабатываемой поверхности,"'а также при нанесении комбинированных покрытий.

8. Установлено, что амплитуда и угол наклона вектора колебательной скорости комплексных УЗК оказывает значительное влияние на качество и толщину напылённого слоя, причём амплитуда в диапазоне 20-25 мкм наиболее существенно влияет на толщину слоя, а изменение угла наклона вектора колебательной скорости комплексных УЗК в диапазоне от 23 до 45° снижает шероховатость поверхности более чей в четыре раза и увеличивает микротвёрдость в два раза.

В зависимости от решаемых технологических задач выбирается

оптимальный акустический реаим, гарантирующий получение заданных параметров качества поверхности и производительности процесса слек-троакустического недалекая.

9. Результаты теоретических и екопериментальных исследований легли в основу вффеитивного технологического процесса упрочнения рабочих кромок шгекпоа и шташовой оснаотви, обеспечиващего уменьшение их износа примерно в два раза при снижении накопленного износа упрочнённых штампов такие в два раза по сраненив с неупроч-ийнными.

Оборудование и технология электроакустического упрочнения .штампов и штвмповой оснастки внедрены на трйх'предприятияхТосу-даротвгиной ассоциации .'Тозмашаппарат" - на Львовском, Омской и Ростовском-на-Доиу заводах газовой аппаратуры о сушарным годовым вкономическим аффектом 155746,8 руб.

Основное содернание диссертации опубликовано в-следующих работах!

1. Хачатурян Ф.З., Минеков B.C. Увеличение стойкости штампов влектроакуотической•обработкой. Ростов, вавод-ВТУЗ при з-де РОД, -Ростов dR, 1990. -а с. -Деп. в ВИШШ 28.08.90, JÍ4B25. -В 90.

2. Минаков B.C., Щепкин Г.Г., Хачатурян Ф.З. Принцип подобия в исследовании динамики продольно-крутильных волноводов. Ростов, еевод-ВТУЗ при s-де PC?,!. -Ростов н/Д, -1990. -6 о. -Деп. в.даи*Щ 28.08.90. -Ш828. -В 90.

3.Минаков B.C., Хачатурян Ф.З., Кузнецова Е.М. Физические основы технологического процзссо олектроакустичесг.ого »легирования. //Ультразвук в технологии машиностроения 91: Тез. докл. Меаднар, научн.-техн. ,кокф.{>-3-29 июл«'1991 г, -Архангельск, 1991. -С. 104-107.

4. Минаков B.C., Хачатурлн Ф,3., Кузнецова E.H. Динамика до-itopirapyeMOCTK поликриотадличвекик металлов в условиях действия комплексного ультразвукового поля. //Ультразвук в технологии машиностроения 91: Тез. докл. Мекдунар, научн.-техн. конф. 23-29 июля 199I г. -Архангельск; 1991. -С. 60-63.

Б.'Шшаков B.C.,'Хачатурян Ф.З., Лебедев А.Р. Эффективность влектроакустического упрочнения штампов. //СовершечстБовашз'существующих и создание новых ресурсосберегающих технологий к сборудо-' ваншя в машиностроении, сварочном производство и строительстве: Тег), докл.научн.^лехн.конф. 23-24 октября 1991 г. -Могплйв, 1991. -С,60-81