Приведены результаты экспериментальных исследований износостойкости и триботехнических свойств многослойных износостойких покрытий для режущего инструмента из быстрорежущей стали, а также изменения структурно-фазовых составляющих контактных поверхностей. Установлено, что при резании в результате самоорганизации одновременно происходят следующие явления: триборасщепление (распад) тонкого поверхностного слоя, формирование стойкого аморфноподобного защитного слоя на инструментальной поверхности.

Індекс рубрикатора НБУВ: К722.536.019.16

Рубрики:

Виготовлення металорізальних інструментів із швидкорізальної сталі

Шифр НБУВ: Ж14768 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Вирішено актуальну проблему підвищення стійкості безвольфрамових твердих сплавів у процесі різання шляхом розробки та використання екологічно чистих, ефективних, недорогих і простих у технологічному відношенні методів. На базі проведеного аналізу фізико-механічних властивостей безвольфрамових твердих сплавів (БВТС), причин їх недостатньо високої стійкості та існуючих на сьогоднішній день засобів її підвищення запропоновано новий підхід до вирішення задачі підвищення стійкості БВТС - створення на їх поверхні твердомастильних покриттів за допомогою хіміко-термічної обробки у парогазовому середовищі, що складається з перегрітої пари солевмісних розчинів (оксилегування).

Вирішено проблему підвищення зносостійкості металорізального інструменту з легованих і швидкорізальних сталей недорогими багатокомпонентними дифузійними покриттями на основі Cr, Ti, V, Mn, що наносяться на основу за простими технологіями. Відзначено, що покриття утворюють міцні захисні зносостійкі карбідні шари завтовшки до 120 мкм з мікротвердістю до 17,5 ГПа. Запропоновано технологію нанесення покриттів, яка дозволила запобігти їх відшаруванню під час навантажень, характерних для низьких режимів різання складним фасонним інструментом. На підставі дослідження доведено зростання стійкості інструменту на 50 - 150 %. Визначено раціональні значення режимів різання та геометричних параметрів інструментів з нанесеними покриттями.

Описана специальная конструкция кругов из сверхтвердых материалов на металлической связке с изнашиваемым корпусом из неметаллических материалов, разработанных в ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины. Приведены результаты испытаний кругов на операции вышлифовки канавок спиральных сверл диаметром от 0,1 до 1,0 мм из быстрорежущей стали марки Р6М5 в условиях массового производства.

Встановлено, що механізм дії покриття на процес різання полягає в зменшенні адгезійної активності контактних поверхонь інструменту до оброблюваного матеріалу, що призводить до зміни умов тертя між ними, і, як наслідок, до скорочення довжини контакту та посиленню температурно-напруженого стану різального леза. Визначено умови, за яких використання покриттів є неефективним, оскільки зміна адгезійної активності контактних поверхонь інструменту до оброблюваного матеріалу не проявляє позитивного впливу на процес різання (обробка з товщинами зрізу, близькими до критичної величини, різання важкооброблюваних матеріалів, нанесення покриття без врахування місця переважного розташування осередку зносу на робочих поверхнях інструменту). Дослідження показали, що механізм зносу інструментів з покриттям залежить від умов їх експлуатації (оброблюваного матеріалу, товщини зрізу, виду обробки), які необхідно враховувати в комплексі. На основі проведених досліджень зроблено висновок, що, змінюючи адгезійну активність інструментального матеріалу до оброблюваного, за умов, коли подана характеристика проявляє свій вплив на процес різання, можна керувати розмірами і місцем розташування осередку зносу на контактних поверхнях, а значить, і стійкістю інструменту з покриттям. Запропоновано оптимальний склад покриття для обробки залізовуглецевих матеріалів: ZrN - TiN - NbN (ZrN забезпечує міцне зчеплення з інструментальною основою, NbN - проявляє аномально низку активність до оброблюваного матеріалу, а ТІN надійно скріплює між собою шари покриття), що підтверджено актом випробувань за умов виробниц

тва.

Комплексно досліджено метод зміцнення швидкорізальних сталей шляхом електроіскрового легування електродними матеріалами з використанням тугоплавких сполук і наступної лазерної обробки. Встановлено, що лазерна обробка електроіскрових покриттів дозволяє збільшити в 3 - 5 разів глибину зміцненого шару зі зниженим розподілом легуючих компонентів та фізико-механічних властивостей, усунути пористість та дефектність вихідного покриття. Запропоновано оптимальні режими електроіскрового легування та лазерної обробки й електродні матеріали на базі тугоплавких сполук. Надано рекомендації щодо практичного застосування розробленої технології. Ця технологія дозволяє збільшити ресурс роботи інструмента зі швидкорізальних сталей для обробки важкооброблюваних матеріалів у 2 - 3 рази, у порівнянні з незміцненим інструментом.

Рассмотрены основные свойства быстрорежущей стали, которые определяют работоспособность режущего инструмента. Показано, что наряду с общепринятыми (твердостью, прочностью и ударной вязкостью) необходимо определять сопротивление тепловому разупрочнению, адгезионную активность к обрабатываемому материалу, а также много- и малоцикловую фрикционную усталость при резании. Детально рассмотрены вопросы стойкости инструмента в условиях возникновения вибраций. Для определения всех свойств быстрорежущей стали разработаны устройства и созданы методики из измерения.

Досліджено вплив поверхневого зміцнення методами іонно-плазмового осадження, дискретної лазерної обробки, хіміко-термічної обробки азототитануванням та азотохромуванням на механічні та різальні властивості пластин та свердел із сталі Р6М5. Наведено структуру, фазовий та хімічний склад, мікротвердість та мікрокрихкість модифікованих поверхневих шарів сталі.

Рассмотрены две технологии упрочнения тонкостенного инструмента из стали 65Г с покрытиями TiN, полученными с помощью стандартного вакуумно-дугового метода и с использованием ВЧ-разряда. Исследования изображений микроструктур покрытий выполнены с применением оптико-математического метода. Проведен анализ дисперсности структурных составляющих и оценена их локальная неоднородность. Установлено, что нанесение упрочняющего покрытия на поверхность инструмента с использованием ВЧ-разряда препятствует диффузии компонентов с основного металла, снижает структурные изменения в 5 раз по сравнению с исходным состоянием.

Індекс рубрикатора НБУВ: К722.536.019.1

Рубрики:

Виготовлення металорізальних інструментів з окремих металів

Шифр НБУВ: Ж16166 Пошук видання у каталогах НБУВ 

На підставі досліджень структури та властивостей інструментальних статей (Р6М5, Х12М) і твердого сплаву ВК8 на прикладі різьбоутворюючого інструменту (різці, гребінки, ролики) встановлено можливості отримання нанокристалічної структури модифікованої зони під час поверхневої обробки висококонцентрованим плазмовим струменем. Утворення нанодисперсних часток мартенситу (в сталях) і карбідів (в сталях і твердих сплавах) зумовлено підвищенням швидкості охолодження і реалізацією "бар'єрного" ефекту під час дисперсійного твердіння в умовах швидкісної кристалізації (обробка з мікрооплавленням) або швидкісного гартування (обробка без оплавлення). Досліджено вплив плазмової обробки на ріжучу поверхню шліфувальних кругів з НТМ на металевих зв'язках. Показано зміну елементного складу поверхні, наявність плівкового кисеньвмісного покриття на зв'язці і зернах НТМ та зміну твердості поверхні зв'язки.