Экспериментальное определение амплитудно-частотных характеристик при аэродинамическом звуковом упрочнении твердых сплавов

Abstract

Для повышения стойкости с одновременным сохранением высоких характеристик по твердости и плотности твердых сплавов, работающих в тяжелых технологических условиях с ударной нагрузкой, предложено за счет применения явления резонанса на частотах, соответствующих звуковому спектру волн, достигать такой внешней энергии, которой будет достаточно для смещения атомов карбидов и связки. Чтобы придать твердым сплавам новые свойства, разработан и запатентован метод аэродинамического упрочнения. Эффект при таком упрочнении достигается за счет высокоэнергетического при невысоких температурах воздействия звуковых волн на структуру твердых сплавов. В упрочненных твердых сплавах происходят измельчение карбидных фаз и их перераспределение, уменьшение дислокаций внутренней структуры, улучшение параметров структуры для заданных условий эксплуатации. Полученные результаты подтверждают резонансный фактор энергетического воздействия при методе аэродинамического упрочнения. Экспериментально установлено, что для упрочнения данным методом твердых сплавов существуют два наиболее эффективных режима обработки, на каждом из которых имеется до пяти явно выраженных резонансных пиков амплитуд при определенных частотах, причем наиболее эффективная первая мода. Определены коэффициенты затухания при обработке твердых сплавов для каждого из режимов упрочнения. Результаты исследований подтверждают, что метод аэродинамического упрочнения является эффективным механизмом, изменяющим свойства твердых сплавов, работающих с ударными нагрузками: при упрочнении на резонансных частотах происходит повышение износостойкости твердосплавных пластин на 20–40 % по истечении 30 мин работы.