Исследование параметров шероховатости поверхностного слоя и точности изготовления изделий аддитивного производства

Изготовление качественной продукции авиакосмического назначения методом селективного лазерного сплавления является актуальной задачей современного производства. Однако в научной литературе отсутствуют сведения для обоснованного выбора режимов сплавления с целью получения требуемого качества поверхности изделий и выполнения назначенных технических требований согласно конструкторской документации. В связи с этим проведены исследования, позволяющие раскрыть данную тематику. Представлены результаты испытаний влияния режимов селективного лазерного сплавления образцов, выполненных из порошка жаропрочного никелевого сплава ЭП648, на параметры качества поверхностного слоя. Получены зависимости высотных параметров шероховатости профиля от скорости сканирования лазерным лучом. Показано влияние расположения синтезируемого изделия относительно платформы построения на шероховатость поверхностного слоя. Выработаны технологические рекомендации по выбору режимов изготовления изделий ответственного назначения. Определена зависимость параметра шероховатости Rz от технологически выполняемого допуска на получаемый размер. Предложено теоретическое обоснование механизма возникновения скоплений сплавленных частиц на микрорельефе формируемой поверхности.

Литература

[1] Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года». Авиационные материалы и технологии, 2015, № 1, с. 3–33.

[2] EOS MaragingSteel MS1. URL: http://ip-saas-eos-cms.s3.amazonaws.com/public/1af123af9a636e61/042696652ecc69142c8518dc772dc113/EOS_MaragingSteel_MS1_en.pdf (дата обращения 15 марта 2017).

[3] Неруш С.В., Евгенов А.Г. Исследование мелкодисперсного металлического порошка жаропрочного сплава марки ЭП648-ВИ применительно к лазерной LMD-наплавке, а также оценка качества наплавки порошкового материала на никелевой основе на рабочие лопатки ТВД. Труды ВИАМ, 2014, № 3. URL: http://viam-works.ru/plugins/content/journal/uploads/articles/pdf/648.pdf (дата обращения 10 марта 2017), doi: 10.18577/2307-6046-2014-0-3-1-1.

[4] Евгенов А.Г., Неруш С.В., Василенко С.А. Получение и опробование мелкодисперсного металлического порошка высокохромистого сплава на никелевой основе применительно к лазерной LMD-наплавке. Труды ВИАМ, 2014, № 5. URL: http://viam-works.ru/plugins/content/journal/uploads/articles/pdf/664.pdf (дата обращения 12 марта 2017), doi: 10.18577/2307-6046-2014-0-5-4-4.

[5] Неруш С.В., Евгенов А.Г., Ермолаев А.С., Рогалев А.М. Исследование мелкодисперсного металлического порошка жаропрочного сплава на никелевой основе для лазерной LMD-наплавки. Вопросы материаловедения, 2013, № 4(76), с. 98–107.

[6] Лаптева М.А., Белова Н.А., Раевских А.Н., Филонова Е.В. Исследование зависимости шероховатости, морфологии поверхности и количества дефектов структуры от мощности лазера, скорости сканирования и типа штриховки в жаропрочном сплаве, синтезированном методом СЛС. Труды ВИАМ, 2016, № 9. URL: http://viam-works.ru/ru/articles?art_id=1009 (дата обращения 12 марта 2017), doi: 10.18577/2307-6046-2016-0-9-9-9.

[7] Семенов А.Б., Гавриленко А.Э., Семенов Б.И. Порошковые технологии синтеза сложных фасонных деталей из суперсплавов: АМ и/или PIM (зарубежный и отечественный опыт). Аддитивные технологии: настоящее и будущее. Матер. II Междунар. конф., 16 марта 2016, Москва, ВИАМ, 2016. 47 с.

[8] Longhitano G.A., Larosa M.A., Munhoza A.L.J., Carvalho Zavagliaa C.A., Ierardia M.C.F. Surface finishes for Ti-6Al-4V alloy produced by direct metal laser sintering. Materials Research, 2015, vol. 18(4), pp. 838–842.

[9] Сапрыкина Н.А. Совершенствование технологии формирования поверхностного слоя изделий, полученных послойным лазерным спеканием. Автореф. дис. … канд. техн. наук. Тюмень, ТюмГНГУ, 2013. 20 с.

[10] Сапрыкина Н.А., Сапрыкин А.А. Понятие режимов лазерного спекания порошковых материалов. Вестник КузГТУ, 2010, № 3, с. 49–52.

[11] Косилова А.Г., Мещерякова Р.К., ред. Справочник технолога машиностроителя. В 2 т. Т. 1. Москва, Машиностроение, 1985. 655 с.

[12] Каблов Е.Н. Что такое инновации. Наука и жизнь, 2011, № 11, c. 16–21.

[13] Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С., Сидоров В.В. Приоритетные направления развития технологий производства жаропрочных материалов для авиационного двигателестроения. Проблемы черной металлургии и материаловедения, 2013, № 3, c. 47–54.

[14] Каблов Е.Н. Тенденции и ориентиры инновационного развития России. Москва, ВИАМ, 2015. 557 с.

[15] Евгенов А.Г., Рогалев А.М., Неруш С.В., Мазалов И.С. Исследование свойств сплава ЭП648, полученного методом селективного лазерного сплавления металлических порошков. Труды ВИАМ, 2015, № 2. URL: http://viam-works.ru/plugins/content/journal/uploads/articles/pdf/772.pdf (дата обращения 23 марта 2016), doi: 10.18577/2307-6046-2015-0-2-2-2.