Статья

Наименование	Влияние напряженно-деформированного состояния на структурообразование и свойства при свободном дорновании отверстий порошковой заготовки
Авторы	Рябичева Л. А., д. т. н., проф. Коробко Т. Б., к. т. н., доц. Королько В. В., асс.
Раздел	Металлургия и материаловедение
Год	2022	Выпуск	71	Страницы	48 - 55
УДК	621.983			EDN	WMDQBX
Аннотация	В статье представлено компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния при свободном дорновании порошковой пористой заготовки. Показано его влияние на структурообразование и твердость. Получено, что наибольшая интенсивность напряжений наблюдаeтся в очаге деформации при меньшей исходной пористости порошковой заготовки. Микротвердость и толщина упрочненного слоя зависят от пористости и относительной толщины, от степени толстостенности и относительного натяга.
Реферат	Цель. Компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния при свободном дорновании отверстий в заготовках из порошковой меди и его влияние на структурообразование и твердость. Методика. Рассматривали свободное дорнование отверстия в детали по схеме сжатия. Деталь имела размеры: исходный внутренний диаметр d0 = 9,8 мм, наружный диаметр D0 = 28 мм, высота H = 20 мм. Материал — медь с исходной пористостью 6, 15 и 24 %. Параметры дорна: дорн однозубый, диаметр по ленточке d = 10 мм; ленточка шириной b = 1 мм; угол заборного конуса α = 4º; угол обратного конуса α1 = 4º; в месте перехода конической части дорна в цилиндрическую кромка скруглена до R = 0,2 мм. Натяг дорнования принимался равным i = 0,2 мм. Скорость дорнования v = 2 мм/с. При моделировании дорн и опора считались абсолютно жесткими объектами. При дорновании напряжения на контактной поверхности заборного конуса дорна и детали обычно превышают величину напряжения текучести материала втулки σs или соизмеримы с ним. Поэтому для описания трения в таких условиях процесса использовали формулу Зибеля — τf = τσs, где m — фактор трения; для процессов холодной деформации при наличии смазки следует принять m = 0,08. Моделирование выполняли в пакете инженерного анализа Deform 10. 2. Результаты. Компьютерным моделированием показано, что наибольшая интенсивность напряжений наблюдается в очаге деформации при исходной пористости порошковой заготовки, равной 6 %. Наибольшая величина очага деформации, в котором происходит и уплотнение материала, также наблюдается в материале при пористости 6 %. При всех значениях пористости порошковых заготовок наблюдается рост гидростатического сжатия до некоторого увеличения очага деформации, который трансформируется в очаг уплотнения, что и обеспечивает уплотнение материала. Установлено, что неравномерность напряженно-деформированного состояния влияет на структурообразование при свободном дорновании порошковой медной заготовки. Получено, что микротвердость и толщина упрочненного слоя зависит от пористости и относительной толщины, от степени толстостенности и относительного натяга. С увеличением исходной пористости образцов уменьшаются величина микротвердости и толщина упрочненного слоя. С повышением степени толстостенности наблюдается увеличение микротвердости и толщины упрочненного слоя. С повышением относительного натяга наблюдается увеличение микротвердости упрочненного слоя и его толщина. Научная новизна. Установлено влияние неравномерности напряженно-деформированного состояния на структурообразование. Микротвердость и толщина упрочненного слоя зависят от пористости и относительной толщины, от степени толстостенности и относительного натяга. Практическая значимость. Полученные данные доказывают возможность упрочнять рабочую внутреннюю поверхность порошковой заготовки путем свободного дорнования.
Ключевые слова	свободное дорнование, интенсивность напряжений, гидростатическое давление, структурообразование, микротвердость.
Финансирование
Благодарности
Список источников	1. Проскуряков, Ю. Г. Дорнование отверстий [Текст] / Ю. Г. Проскуряков. — М.: Машгиз, 1961. — 190 с. 2. Скворцов, В. Ф. Дорнование глубоких отверстий малого диаметра [Текст] / В. Ф. Скворцов, А. Ю. Арляпов. — Томск: ТПУ, 2005. — 92 с. 3. Одинцов, Л. Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием [Текст]: справочник / Л. Г. Одинцов. — М.: Машиностроение, 1987. — 328 с. 4. Воронцов, А. Л. Исследование процесса дорнования отверстий [Текст] / А. Л. Воронцов // Кузнечно-штамповочное производство. — 2010. — № 10. — С. 3–8. 5. Алешин, А. В. Исследование характера течения металла при установке втулки в корпус с торцевым уплотнением методом дорнования [Текст] / А. В. Алешин, А. М. Роговой, В. А. Хоменко // Ползуновский вестник. — 2002. — № 1. — С. 159–163. 6. Эволюция распределения плотности, накопленной деформации и топологических особенностей порошковых цилиндрических заготовок в условиях деформирующего протягивания [Текст] / О. А. Розенберг, Е. А. Пащенко, А. П. Майданюк [и др.] // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 2. — С. 81–91.
Полный текст