Виброконтактного полирования

Сопротивление усталости основных силовых деталей двигателя можно повысить металлургическими, конструктивными, технологическими и эксплуатационными методами, причем технологические методы являются наиболее эффективными. Не все технологические методы обеспечения надежности еще использованы. Например, лопатки компрессора ГТД из титанового сплава ВТЗ-1 в состоянии поставки металлургической промышленностью первоначально имели сопротивление усталости около 25 кгс/мм2. Технологическими методами (электрохимическая обработка, виброконтактное полирование и деформационное упрочнение и др.) удалось повысить сопротивление усталости примерно в 2 раза.

ЭИ961 Виброконтактное полирование 44—46 0,05 — — — — — — —

Виброконтактное полирование 0,05 — — — — — — -----

Виброконтактное полирование 0,05 — ----- — — — —

ЖС6К Электрохимическая обработка Полирование Виброконтактное полирование 77 1,5 0,05 0,05 — 20 — Ручная — — 20

ЖС6К Электрохимическая обработка Виброконтактное полирование 78 1,5 0,05 — — — — — — 20

ВТ9 Электрохимическая обработка Виброконтактное полирование 86 3,22 0,03 — — — — — — 35

ВТ9 Электрохимическая обработка Шлифование абразивной лентой Виброконтактное полирование 87 3,0 0,3 0,03 — 16,5 — 0,01 — — • 35

ВТ9 Фрезерование Шлифование абразивной лентой Виброконтактное полирование 88 0,7 0,3 0,03 20 16,5 — 0,01 0,05 — —

ЭИ437Б Виброконтактное полирование после ЭХО (q = 15 А/см2) » » » ЭХО (?= 25 А/см2) » » » ЭХО (?= 35 А/см2) 44 45 46 15 17 13 . 5 5 5 —15 —10 —12 0,16 0,16 0,15 Юа Юа Юа

ЖС6К Виброконтактное полирование после ЭХО (q = 20 А/см2) Виброконтактное полирование после полирования фетровым кругом и ЭХО 78 77 10—15 10—15 5—8 5—8 —30 —35 0,3 0,2— 0,3 9а 96

Глубина и степень наклепа после виброконтактного полирования с предшествующей ЭХО составляют: в сплаве ЭИ437Б h — = 15-М7 мкм и ин s 5%, а в сплаве ЭС6К hm = 10-ь15 мкм и «н SE 5-4-8% (см. табл. 3.5).

Наклеп после виброконтактного полирования с предшествующим полированием фетровым кругом и шлифованием абразивной лентой значительно возрастает по сравнению с наклепом, создаваемым непосредственно виброконтактным полированием после ЭХО. Так, для сплава ЭИ437Б в этом случае глубина наклепа составляет около 30 мкм, а степень наклепа до 10%. Подобное увеличение наклепа имеет место и в сплаве ЖС6К после виброконтактного полирования с предшествующим шлифованием абразивной лентой по сравнению с наклепом, возникающим только от одного виброполирования. Из этого следует, что наклеп, возникающий в процессе шлифования абразивной лентой, предшествующего виброконтактному полированию, удаляется при виброконтактном полировании лишь частично, большая часть его сохраняется как технологическая наследственность.

Такие же закономерности получены и при исследовании поверхностного наклепа от виброконтактного полирования стали ЭЙ961 и титанового сплава ВТ9 непосредственно после виброконтактного полирования (с предшествующей ему ЭХО), а также после предшествующих виброконтактному полированию различных вариантов отделочной механической обработки — полирования фетровыми кругами и шлифования абразивной лентой с последующим фрезерованием (см. табл. 3.5, режимы 44—46, 86—88). Например, глубина и степень наклепа после виброконтактного полирования сплава ВТ9 составляла /tH = 5ч-7 мкм, ын^5%; после виброконтактного полирования с предшествующим ему шлифованием абразивной лентой hB = 10 мкм и ин ^ 6%, а после виброконтактного полирования с предшествующим ему шлифованием абразивной лентой и фрезерованием Ня = 10-н12 мкм и MHss6,5%.

В процессе виброконтактного полирования жаропрочных сплавов ЭИ437Б, ЖС6К, стали ЭИ961 и титанового сплава ВТ9 независимо от метода предшествующей обработки в поверхностном слое плоских образцов также возникают сжимающие осевые макронапряжения относительно небольшой величины при малой глубине их залегания (рис. 3.19).

Рис. 3.19. Распределение макронапряжений в поверхностном слое после виброконтактного полирования стали ЭИ961 (1, 3) и жаропрочных сплавов (2, 4) ЭИ437Б (а) и титанового сплава ВТ9 (б):

В образцах из титанового сплава ВТ9 после виброконтактного полирования с предшествующим шлифованием и фрезерованием сжимающие осевые макронапряжения составляют 30—35 кгс/мм2, что примерно в 2 раза больше, чем после виброконтактного полирования с предшествующей ЭХО. Вид обработки, предшествующей виброконтактному полированию сплава ВТ9, практически не оказывает влияния на глубину проникновения осевых макронапряжений.

Деформационное упрочнение поверхностного слоя после механического полирования незначительное как по интенсивности, так и по глубине проникновения в поверхностный слой. Так, в жаропрочных сплавах наклеп от виброконтактного полирования после ЭХО характеризуется /IH = Ю-г-20 мкм и и„ = 5 + 10%.

ЖС6К, ЭИ437Б, ВТ9 и ЭИ961. Серии образцов предварительно обрабатывали электрохимически для устранения влияния предшествующей черновой обработки резанием («технологической» наследственности), затем их шлифовали абразивной лентой или фетровым кругом или обрабатывали последовательно лентой и фетровым кругом и далее подвергали виброконтактному полированию. Так же была испытана на усталость серия образцов из сплава ВТ9 после фрезерования, шлифования абразивной лентой и виброконтактного полирования. Режимы обработки всех серий образцов и лопаток указаны в табл. 3.3.

Виброконтактное полирование не меняет зависимостей характеристик усталости от плотности тока предшествующей ЭХО по сравнению с аналогичными зависимостями сопротивления образцов от ЭХО без виброконтактного полирования.

Результаты изучения влияния на усталость виброконтактного полирования с предшествующим ему шлифованием абразивной

Оптимальные параметры наклепа из условий усталостной прочности зависят от химического состава, структуры исследованных сплавов, температуры и базы испытания. Так, для сплава ЖС6К при 900° С наибольшая усталостная прочность наблюдается после виброконтактного полирования и ЭХО. В результате обработки этими методами создается поверхностный наклеп малой интенсивности и глубины и удаляются следы растравливания по