Влияние малопластичного выглаживания на твердость, шероховатость и остаточные напряжения образцов из никелевого сплава

Рассмотрено влияние параметров малопластичного выглаживания (угла наклона и шага инструмента) на шероховатость, твердость и остаточные напряжения в образцах из никелевого сплава. Одна сторона образца предварительно фрезеровалась, другая — оставалась исходной после электроэрозионной обработки. Малопластичное выглаживание использовалось в качестве финишной обработки. Результаты исследования показали, что максимальный угол наклона инструмента для обработки сложнопрофильных поверхностей больше либо равен 60?. Это обеспечивает шероховатость 0,3 мкм и уровень остаточных напряжений сжатия в диапазоне –0,48…–0,36 отн. ед., что сопоставимо с параметрами поверхностного слоя при обработке по нормали (90?). Варьирование шага инструмента показало, что при шаге 3 мм обеспечивается наименьшая шероховатость, наибольшая твердость (50 HRC) и высокие остаточные напряжения сжатия. Использование малопластичного выглаживания приводит к выравниванию значений остаточных напряжений в двух направлениях (вдоль и поперек направления обработки). Шероховатость уменьшается в 2 раза (до 0,208 мкм) вне зависимости от вида обработанной поверхности.
EDN: HEPBOF, https://elibrary/hepbof

Литература

[1] Берестевич А.И. Повышение эксплуатационных свойств рабочих лопаток ГТУ на основе управления процессом формирования их структуры. Дисс. … канд. тех. наук. Рыбинск, 2023. 172 с.

[2] Комиссарова М.Р. Повышение износостойкости сплавов на основе железа и титана с помощью электролитно-плазменного насыщения азотом и углеродом. Дисс. … канд. тех. наук. Кострома, 2021. 156 с.

[3] Горохов В.А., Спиридонов Н.В. Способы отделочно-упрочняющей обработки материалов. Минск, Технопринт, 2003. 96 с.

[4] Mahajan D., Tajane R. A review on ball burnishing process. Int. J. Sci. Res. Publ., 2013, vol. 3, no. 4. URL: https://www.ijsrp.org/research-paper-0413.php?rp=P161004

[5] Dzierwa A., Markopoulos P.A. Influence of ball-burnishing process on surface topography parameters and tribological properties of hardened steel. Machines, 2019, vol. 7, no. 1, art. 11, doi: https://doi.org/10.3390/machines7010011

[6] Степанова Т.Ю. Технологии поверхностного упрочнения деталей машин. Иваново, ИГХТУ, 2009. 64 с.

[7] Инструментальные технологии улучшения металлических поверхностей. URL: https://www.rp-ural.ru/wp-content/uploads/2021/05/Ecoroll_RU.pdf (дата обращения: 15.09.2025).

[8] Ширяев А.А., Габов И.Г., Миленин А.С. и др. Сравнение методов упрочнения на предел выносливости лопаток из титанового сплава. Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение, 2023, № 4, с. 109–117.

[9] Горохов В.А. Чистовая обработка титановых сплавов. Москва, Машиностроение, 1975. 109 с.

[10] Attabi S., Himour A., Laouar L. et al. Mechanical and wear behaviors of 316L stainless steel after ball burnishing treatment. J. Mater. Res. Technol., 2021, vol. 15, pp. 3255–3267, doi: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.09.081

[11] Lavrys S.M., Pohrelyuk I.M., Lukyanenko A.G. Fatigue limit of two-phase titanium alloy after surface deformation-diffusion treatment. JOM, 2023, vol. 75, no. 4, pp. 1251–1260, doi: https://doi.org/10.1007/s11837-022-05659-5

[12] Sequera А., Fu C.H., Guo Y.B. et al. Surface integrity of Inconel 718 by ball burnishing. J. of Materi. Eng. and Perform., 2014, vol. 23, no. 9, pp. 3347–3353, doi: https://doi.org/10.1007/s11665-014-1093-6

[13] Папшев Д.Д. Упрочнение деталей обкаткой шариками. Москва, Машиностроение, 1968. 132 с.

[14] Rotella G., Rinaldi S., Filice L. Roller burnishing of Ti6Al4V under different cooling/lubrication conditions and tool design: effects on surface integrity. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 2020, vol. 106, no. 2, pp. 431–440, doi: https://doi.org/10.1007/s00170-019-04631-z

[15] Jerez-Mesa R., Travieso-Rodr?guez J.A., Landon Y. et al. Comprehensive analysis of surface integrity modification of ball-end milled Ti-6Al-4V surfaces through vibration-assisted ball burnishing. J. Mater. Process. Technol., 2019, vol. 267, pp. 230–240, doi: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2018.12.022

[16] Velazquez Corral E., Wagner V., Jerez Mesa R. et al. Wear resistance and friction analysis of Ti6Al4V cylindrical ball-burnished specimens with and without vibration assistance. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 2023, vol. 131, no. 2, pp. 551–562, doi: https://doi.org/10.1007/s00170-023-10919-y

[17] Low plasticity burnishing-LPB®. lambdatechs.com: веб-сайт. URL: https://www.lambdatechs.com/low-plasticity-burnishing-lpb/ (дата обращения: 15.09.2025).