Набережночелнинский институт (филиал) Казанского (Приволжского) федерального университета, Набережные Челны, Россия:

В. Г. Шибаков, заведующий кафедрой «Машиностроение», докт. техн. наук
Д. Л. Панкратов, директор высшей инженерной школы, докт. техн. наук
Р. В. Шибаков, доцент, канд. техн. наук
Р. С. Низамов, аспирант, эл. почта: nizamovrs@yandex.ru

Поверхностный слой после химико-термической обработки (ХТО) по структуре и физико-механическим свойствам резко отличается от внутренних слоев изделия, что приводит к значительным внутренним напряжениям, вызывающим деформации и коробление, т. е. изменение размеров и формы. Прогнозирование фазового состава, глубины насыщения углеродом слоя, микротвердости и деформации поверхности элементов изделия после химико-термической обработки на основе моделирования в пакете прикладных программ позволяет еще на стадии технологической подготовки производства прецизионной горячей объемной штамповки корректировать геометрию штампового инструмента для повышения размерной точности, а соответственно, и долговечности зубчатого венца шестерен. Входными данными при моделировании процессов ХТО является 3D-модель изделия с сеткой конечных элементов и схема фиксации изделия, температурно-временные режимы (температура нагрева, скорость нагрева и охлаждения, время выдержки, число циклов), тип науглероживающей охлаждающей среды и ее температура, материал детали.

1. Технический регламент № 8504 фирмы «Дайдо Стил Ко., ЛТД» (Германия). Новые стали, применяемые в автомобилестроении, 2015. — 165 с.
2. Zhang Q., Zhang B., Li R., Ma L. Advances in theory and technology for microscopic surface quality control of steel strip // Journal of Mechanical Engineering. 2016. Vol. 52, Iss. 10. P. 32–45.
3. Witold W. Aussteniete Transformation Kinetics of Ferrows Alloys. Climax Molibdenium Company, Grunwich. 2015. P. 84.
4. Venturato G., Ghiotti A., Bruschi S. Influence of temperature and friction on the 22MnB5 formability under hot stamping conditions // AIP Conference Proceedings: International ESAFORM Conference on Material Forming. 2018. Vol. 1960. P. 150–156.
5. Астащенко В. И., Оловянишников В. А., Швеев А. И., Швеева Т. В. Контроль качества металла цементованных зубчатых деталей по усовершенствованным критериям // Технология металлов. 2014. № 8. С. 31–37.
6. Шибаков В. Г., Панкратов Д. Л., Шибаков Р. В., Низамов Р. С. Особенности формирования служебных свойств зубчатых передач, получаемых прецизионной штамповкой // Черные металлы. 2020. № 7. С. 40–45.
7. Рожков И. И., Мыльников В. В. Расчет внутренних остаточных напряжений, возникающих в закаленных деталях машин после химико-термической обработки // Международный журнал экспериментального образования. 2014. № 1-2. С. 114–118.
8. Hibbe P., Hirt G. Analysis of the bond strength of voids closed by open-die forging // International Journal of Material Forming. 2020. Vol. 13, Iss. 1. P. 117–126.
9. Peterson R. E. Discussion of acenturi ago concerning the nature of fatigue, and reviews of sone of subseguent researches concerning mechanism of fatigue // Bulletin of the American Society for testing and Materials. 1990. Vol. 164. P. 50–56.
10. Belur B. K., Grandhi R. V. Geometric deviations in forging and cooling operations due to process uncertainties // Journal of Materials Processing Technology. 2004. Vol. 152, Iss. 2. P. 204–214.
11. Астащенко В. И., Шибаков В. Г. Технологические методы управления структурообразованием стали при производстве деталей машин. — М. : Academia, 2006. — 328 с.
12. ГОСТ 5639–82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна (с Изм. № 1). — Введ. 01.01.1983.
13. ГОСТ 9013–59. Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу (с Изм. № 1, 2, 3, с Поправкой). — Введ. 01.01.1969.
14. ГОСТ 2999–75. Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу (с Изм. N 1, 2). — Введ. 01.07.1976.
15. Шибаков В. Г., Астащенко В. И., Соловейчик С. С. и др. Наследственность макро- и микростроения в стальных заготовках деталей машин // Междунар. науч. сб. «Оборудование и технология термической обработки металлов и сплавов». 2007. Т. 1. С. 117–122.
16. Симонова Л. А., Гавариева К. Н. Разработка базы знаний для системы нечеткого логического вывода процесса прецизионной штамповки // Научно-технический вестник Поволжья. 2020. С. 62–64.