ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНОЙ МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ  НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ШТАМПОВОЙ СТАЛИ: EDN: HAAUYB

Дмитрий Игоревич  Гаврилов; Алексей Валерьевич   Жданов; Игорь Васильевич   Беляев

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2022.4.2.002

Авторы

Дмитрий Игоревич Гаврилов Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых
Алексей Валерьевич Жданов Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых https://orcid.org/0000-0003-0158-8611
Игорь Васильевич Беляев Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.4.2.002

Ключевые слова:

штамповая сталь, лазерная обработка, поверхностный слой, структура, твёрдость, износостойкость

Аннотация

В работе исследовали влияние лазерной модификации поверхности на величину коэффициента упругости, твёрдости, коэффициента трения и величину износа контртела при испытании изделий из инструментальной штамповой стали Х12МФ. Для проведения лазерной обработки использовали лазерный комплекс СВАРОГ-1-5ДР (Россия). При задании различных режимов лазерной обработки варьировали мощность лазерного излучения, скорость перемещения лазерного луча относительно обрабатываемой поверхности и фокусное расстояние. Измерение показателей твёрдости по Виккерсу и износостойкости проводили при помощи установок MicroСombiTester и Tribometer фирмы СSMInstruments (Швейцария). Твёрдость по Роквеллу измеряли при помощи твердомера ТН 301 фирмы TimeGroup (Китай). Структуру сплава исследовали методами металлографии и рентгеновской дифрактометрии.Было установлено, что показатели твёрдости и износостойкости поверхностных слоёв стали Х12МФ сильно зависят от режимов лазерной обработки. Зависимости эти носят экстремальный характер, имеют максимумы и минимумы. В работе приведены количественные значения показателей твёрдости и износостойкости до и после проведения лазерной обработки поверхности этой стали по различным режимам. Установлены причины изменения показателей твёрдости и износостойкости поверхностных слоёв стали Х12МФ после лазерной обработки по различным режимам. Результаты работы использовали для оптимизации режимов лазерной обработки поверхности стали Х12МФ с целью получения максимальных значений твёрдости и износостойкости. Показано, что лазерная обработка стали Х12МФ без оплавления является перспективной с точки зрения повышения твердости и снижения трения. Получен режим лазерной модификации комплексе СВАРОГ-1-5ДР, позволяющий повысить твердость на 55,5 % при одновременном снижении коэффициента трения на 12,9 % и снижении износа на 27,3 %.

Библиографические ссылки

Романовский, В.П.Справочник по холодной штамповке:справочник / В.П.Романовский. –Л.:Машиностроение, 1979. –520 с.

Автоматизированное проектирование штампов :учеб. пособие ; под ред. В.В.Морозова/ А.Г. Схиртладзе[и др.]. – Владимир:Изд-воВлГУ, 2007. –284с.

Grabovskii, V.Y., Kanyuka, V.I. Austenitic Die Steels and Alloys for Hot Deformation of Metals // Metal Science and Heat Treatment.– 2001.–№ 43.– P. 402–405.

Uglov, V.V.Tribological properties of ion-implanted high-chromium steel / [et al] // Surface and Coatings Techno¬logy. ‒ 1994. ‒ Vol. 66. ‒Iss. 1‒3. ‒ P. 283‒287.

Balandin, Y.A. Boronitriding of Die Steels in Fluidized Bed / Y.A. Balandin// Metal Science and Heat Treatment. ‒ 2004. ‒№ 46.‒ P. 385–387.

Deev, V.B. Influence of melting unit type on the properties of middle-carbon cast steel / V.B. Deev// ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences.‒ 2018. ‒ Vol. 13. –Iss. 3. – P. 998–1001.

Hu, Z., Wang, K. Comparative Study on Thermal Fatigue Behavior of Two Hot Work Die Steels / Z. Hu, K. Wang // Metallography, Microstructure and Analysis. – 2022. – Vol. 11. –P. 425–433.

Усов, С.В.Промышленное применение физико-технических методов в производстве / С.В. Усов [и др.]. –Москва: Перо, 2021. – 283 с.