Оптимизация технологических факторов магнитно-электрического упрочнения

. С целью определения оптимальных значений технологических факторов магнитно-электрического упрочнения (МЭУ) выполнено экспериментальное исследование процесса нанесения покрытия из ферромагнитного порошка Fe – 2 % V на детали из стали 30ХГС (ГОСТ 4543-71). В качестве параметров оптимизации МЭУ приняты производительность процесса и сплошность покрытия. Методом планирования экспериментов на основе 5-факторного центрального композиционного ротатабельного униформ-плана получены стохастические модели в виде регрессионных уравнений второго порядка. Установлено, что технологическим фактором, наиболее влияющим на оба параметра, является величина магнитной индукции в рабочем зазоре. С ее возрастанием производительность процесса и сплошность покрытия увеличиваются нелинейно до предельного максимального значения, что объяснено механизмом формирования в рабочем зазоре токопроводящих цепочек с различной электрической проводимостью и различным направлением относительно магнитных силовых линий. Для определения оптимального режима МЭУ решены задачи поиска максимумов наибольшей производительности и сплошности покрытия в границах исследованного факторного пространства. Найденные оптимальные по каждому отдельному параметру режимы МЭУ совпадают только по величине магнитной индукции и плотности разрядного тока. Оптимальные значения остальных управляющих факторов лежат в разных областях факторного пространства для разных параметров оптимизации. Для поиска компромиссных по обоим критериям режимов МЭУ решена задача многокритериальной оптимизации. Полученное решение указывает, что наибольшее влияние на производительность процесса и сплошность покрытия в области компромиссных режимов оказывает плотность разрядного тока. При этом высокая сплошность покрытия достигается при одновременном увеличении плотности разрядного тока и окружной скорости обрабатываемой детали, что способствует более равномерному распределению интенсивно наносимой массы ферромагнитного порошка на обрабатываемую поверхность. Определены предпочтительные технологические режимы процесса МЭУ по обобщенному критерию оптимальности.

магнитная индукция, плотность разрядного тока, рабочий зазор, ферромагнитный порошок, математическое моделирование, сплошность покрытия

1. Сокоров, И. О. Технология упрочнения тяжелонагруженных деталей газотермическим напылением / И. О. Сокоров, Н. В. Спиридонов, М. В. Нерода. – Барановичи: РИО БарГУ, 2012. – 183 с.

2. Перемитько В. В. Оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин / В. В. Перемитько, Д. Г. Носов // Автоматическая сварка. – 2015. – № 5–6. – С. 49–52.

3. Водин, Д. В. Магнитно-импульсная обработка как перспективный метод повышения износостойкости металлорежущего инструмента / Д. В. Водин // Технические науки: проблемы и перспективы: материалы III Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, июль 2015 г.). – СПб.: Свое издательство, 2015. – С. 67–70.

4. Акулович, Л. М. Магнитно-электрическое упрочнение поверхностей деталей сельскохозяйственной техники / Л. М. Акулович, А. В. Миранович. – Минск: БГАТУ. – 2016. – 236 с.

5. Технологические основы обработки изделий в магнитном поле / П. И. Ящерицын [и др.]. – Минск: ФТИ НАН Беларуси, 1997. – 416 с.

6. Ракомсин, А. П. Упрочнение и восстановление изделий в электромагнитном поле / А. П. Ракомсин; под общ. ред. П. А. Витязя. – Минск: Парадокс, 2000. – 201 с.

7. Федосенко А. С. Оптимизация условий получения механически легированных композиционных порошковых материалов для напыления износостойких плазменных покрытий / А. С. Федосенко, Ф. Г. Ловшенко, Г. Ф. Ловшенко // Вестн. Белорус.-Рос. ун-та. – 2016. – № 3 (52). – С. 107–120.

8. Лавров, В. В. Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента / В. В. Лавров, Н. А. Спирин. – Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ–УПИ, 2004. – 257 с.

9. Seber, G. A. F. Linear Regression Analysis. / G. A. F. Seber, A. J. Lee. – Hoboken, New Jersey: Wiley, 2012 – 458 p.

10. Miller S. H. Experimental design and statistics / S. H. Miller. – London: Routledge, 2015 – 186 p.

11. Производительность и качество наплавки при коаксиальной подаче лазерного излучения и газопорошковой смеси (струи) / К. Зангa и [др.] // Электронная обработка материалов. – 2015. – №51 (4). – С. 34–41.