Надежные материалы — основа любого самолета. Жаропрочные никелевые сплавы, такие как ВВ751П, применяются в производстве дисков компрессоров, лопаток турбин и других элементов авиадвигателей. Их высокая твердость осложняет механическую обработку: инструменты довольно быстро изнашиваются, а перегрев ухудшает качество деталей. Альтернативой стала проволочно-вырезная электроэрозионная обработка, где материал плавится под воздействием электрических импульсов. Однако при этом на поверхности образуется некачественный слой, снижающий прочность изделий.
Ученые Передовой инженерной школы ПНИПУ провели эксперименты, обрабатывая образцы сплава ВВ751П различной высоты, 10 и 15 мм, при двух режимах импульсов — 21 и 30 микросекунд. Анализ показал, что даже при увеличении силы импульса толщина некачественного слоя оставалась стабильной — около 10 микрометров. Однако структура поверхности менялась: при коротких импульсах в 21 мкс поры и трещины отсутствовали, а при более мощных, 30 мкс, появлялись микротрещины и неровности.
Специалисты Пермского Политеха установили, что высота заготовок играет важную роль в процессе электроэрозионной обработки жаропрочных никелевых сплавов. Увеличение высоты заготовки с 10 до 15 мм приводит к более интенсивному образованию микротрещин, независимо от мощности режима обработки. Длина этих трещин может достигать от 50 до 60 микрометров.
Параметр шероховатости Ra, являющийся ключевым показателем качества поверхности, также возрастает с увеличением высоты образца — от 1,62 до 3,4 мкм. Исследование, проведенное учеными ПИШ Пермского политехнического университета, показало, что для получения качественного верхнего слоя с минимальной шероховатостью необходимо контролировать как энергию электрического импульса, так и высоту обрабатываемой заготовки.
