Поверхностное пластическое деформирование

Поверхностное пластическое деформирование (ППД) – это обработка деталей давлением (без снятия стружки), при которой пластически деформируется только их поверхностный слой.

ППД осуществляется инструментом, деформирующие элементы которого (шарики, ролики или тела иной конфигурации) взаимодействуют с обрабатываемой поверхностью по схемам качения, скольжения или внедрения.

К способам поверхностного упрочнения относятся: поверхностное пластическое деформирование (ППД); химико-термическая обработка (цементация; нитроцементация; азотирование); закалка с индукционным нагревом (ТВЧ); лазерная закалка, ультразвуковая обработка.

ППД может осуществляться чеканкой, обдувкой дробью, обкаткой роликами, шлифованием, а также алмазным выглаживанием. Показателями ППД являются степень наклепа (повышение твердости поверхности по сравнению с исходным состоянием), толщина упрочненного слоя.

ППД наиболее эффективно для упрочнения конструктивных концентраторов напряжений – галтелей, проточек, шпоночных канавок, шлицев, острых кромок и фасок отверстий.

Применяется ППД самостоятельно и в сочетании с ХТО или с индукционным нагревом (после них). Так, известно, что после цементации должна проводиться шлифовка деталей для удаления поверхностного обезуглероженного слоя, что снижает уровень напряжений сжатия в слое. Для компенсации этого снижения после шлифования проводится операция ППД.

При поверхностном упрочнении за счет химико-термической обработки необходимо создавать слой, глубина которого h_сж превышает глубину концентратора напряжений в детали (h_конц). Только в этом случае влияние концентратора напряжений как бы исключается, т.к. трещина усталости зарождается внутри детали.

Значительное повышение предела выносливости происходит в результате азотирования сталей.

При ППД в результате деформационного упрочнения поверхностного слоя, возникновения в нем сжимающих остаточных напряжений, сглаживания неровностей и улучшения их профиля повышается прочность деталей при циклических нагрузках в 1,5-2,5 раза, а долговечность в 5-10 раз и более.