Инновационные технологии упрочнения внутренних поверхностей деталей подвески тяжелонагруженных машин методами лазерного и высокочастотного индукционного воздействия

Представлен анализ мирового опыта в области исследований и применения инновационных методов поверхностного упрочнения деталей машиностроения с помощью лазерного и высокочастотного индукционного нагрева. Доказана актуальность применения методов лазерного и индукционного упрочнения для внутренних поверхностей тяжелонагруженных деталей карьерной техники. Представлены результаты моделирования и расчета тепловых и электромагнитных полей при воздействии внешнего электромагнитного поля и пучков лазерного излучения. Описана оригинальная конструкция комплекса оборудования для обработки внутренних поверхностей деталей подвески внешним электромагнитным полем. Показаны оптимальные конструкции индукторов с магнитопроводами из различных материалов. Приведены исследования структуры и свойств, получаемых на внутренних поверхностях тяжелонагруженных деталей подвески автомобилей семейства БелАЗ, которые обработаны по оптимальным режимам поверхностного индукционного воздействия. Описана разработанная оригинальная технология лазерного поверхностного упрочнения, позволяющая повысить износостойкость тяжелонагруженных деталей. Приведены данные по внедрению результатов исследований на ОАО «БЕЛАЗ» – управляющая компания холдинга «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ» для обработки широкой номенклатуры тяжелонагруженных деталей подвески.

1. Обработка изделий машиностроения с применением индукционного нагрева / А. И. Гордиенко [и др.]. – Минск: Беларус. навука, 2009. – 287 с.

2. Структура и свойства износостойких покрытий: монография / П. А. Витязь [и др.]; под общ. ред. П. А. Витязя. – Минск: БГАТУ, 2006. – 327 с.

3. Инженерия поверхностей конструкционных материалов с использованием плазменных и пучковых технологий / А. В. Белый [и др.]. – Минск: Белорус. наука, 2017. – 457 с.

4. Слухоцкий, А. Е. Индукторы для индукционного нагрева / А. Е. Слухоцкий, С. Е. Рыскин. – Л.: Энергия, 1974. – 264 с.

5. Николаев, Е. Н. Термическая обработка металлов токами высокой частоты / Е. Н. Николаев, И. М. Коротин. – М.: Высш. шк., 1977. – 207 с.

6. Особенности технологии нагрева при индукционной термообработке внешним электромагнитным полем / И. И. Вегера [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук. – 2020. – № 1. – С. 54–61. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2020-65-1-54-61

7. Специальные магнитные материалы и практика их применения при высокочастотном индукционном нагреве / А. К. Вечер [и др.] // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: сб. науч. тр.: в 2 кн. / редкол.: В. Г. Залесский [и др.]. – Минск: ФТИ НАН Беларуси, 2021. – Кн. 2: Электротехнологии. – С. 59–72.

8. Перспективные материалы и технологии / под общ. ред. В. В. Рубаника. – Минск: Изд. центр БГУ, 2021. – Гл. 43: Моделирование, расчет и разработка процессов высокочастотной термообработки шлицевых поверхностей. – С. 638–652.

9. Effect of laser-discrete-quenching on bonding properties of electroplated grinding wheel with AISI 1045 steel substrate and nickel bond / Cong Mao [et al.] // Chin. J. Aeronautics. – 2021. – Vol. 34, iss. 6. – P. 79–89. https://doi.org/10.1016/j.cja.2020.09.010

10. Sensitivity Analysis of Laser Quenching Parameters of ASTM 1045 of Disk Laser Based on Response Surface Method / Zhibin Yu [et al.] // Met. Mater. Int. – 2019. – Vol. 27, iss. 5. – P. 1236–1251. https://doi.org/10.1007/s12540-019-00437-6

11. Hung, T.-P. Investigation of Surface Residual Stress for Medium Carbon Steel Quenched by YAG Laser with Extended Cycloidal Motion / T.-P. Hung, H.-A. Tsai, A.-D. Lin // Metals. – 2022. – Vol. 12, iss. 11. – Art. ID 1903. https://doi.org/10.3390/met12111903

12. Девойно, О. Г. Моделирование поверхностной закалки с использованием сканирующего оптоволоконного лазера / О. Г. Девойно, В. В. Жарский, А. П. Пилипчук // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук. – 2018. – Т. 63, № 4. – С. 435–443. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2018-63-4-435-443