CC BY
13
связи с этим использование несимметричной плиты имеет ту особенность, что одну из ее пластей необходимо маркировать, и плита должна быть в горизонтальном положении соответственно маркировке.
Небольшое усложнение технологии изготовления несимметричных плит (формирование стружечных ковров с тремя уровнями осмоленности вместо двух, создание температурного или влажностного дисбалансов при прессовании, а также необходимость маркировки плиты) компенсируется экономией смолы или использованием низкокачественного стружечного сырья, себестоимость таких плит снижается.
Список использованных источников
1. Кауфман Б.Н. Производство и применение древесно-стружечных плит. М.: Лесн. пром-сть, 1958. 196 с.
2. Niemz P., Schweitzer F. Einfluß ausgewählter Strukturparameter auf die Zug- und Druckfestigkeit von Spanplatten / Holz als Roh- und Werkstoff. Berlin, 1990. S. 361-364.
3. Фудзи Т., Дзако М. Механика разрушения композиционных материалов: пер с японск. М.: Мир, 1982. 232 с.
4. Плотников С.М. Управление покоробленностью древесных плит: монография. Красноярск: СибГТУ, 2016. 104 с.
УДК 621.785.532
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ СТАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
RESEARCH OF THE POSSIBILITY OF USING MULTILAYERED STEEL MATERIALS FOR A WOODWORKING TOOL
Поликевич К.Б. Минаков А.И., Плохих А.И.
(Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет), г.Москва, РФ)
Polikevich K.B., Minakov A.A., Plokhikh A.I.
(Bauman Moscow State Technical University)
В результате периодических динамических нагрузок зачастую происходит износ зубьев фрез, что приводит к уменьшению стойкости инструмента. Для повышения стойкости предложен для применения новый класс многослойных металлических материалов после проведения химико-термической обработки азотированием. Наличие ламинарной структуры позволяет увеличить глубину проникновение диффузанта, что может привести к увеличению износостойкости материала и, как следствие, увеличению стойкости инструмента.
As a result of periodic dynamic loads, wear of the cutter teeth often occurs, which leads to a decrease in tool life. To increase the resistance, a new class of multilayer metal materials after chemical-thermal treatment with nitriding has been proposed for use. The presence of a laminar structure makes it possible to increase the penetration depth of the diffusant, which can lead to an increase in the wear resistance of the material and, as a result, an increase in the tool life.
Ключевые слова: многослойные материалы, азотирование, химико-термическая обработка, режущие кромки, фрезы
Key words: multilayer materials, nitriding, chemical heat treatment, cutting edge, cutter
В настоящее время известны различные виды механической деревообработки, среди которых особое место занимает фрезерование. Фрезер представляет собой электрический инструмент, состоящий из мотора, установленного на подставку. На вал двигателя закреплена цанга для фиксации фрез и сверл. Конструкция позволяет устанавливать станок на поверхность под прямым углом к фрезе [1]. По конструкции фрезы делятся на три типа: монолитные фрезы, сборные и со сменными режущими кромками. Однако во всех случаях в процессе фрезерования происходит износ инструмента, вызывающий изменение формы режущей кромки, геометрии инструмента, увеличения силы резания и ухудшения качества обработки [2]. Поэтому независимо от параметров, все виды фрез должны обладать высокой прочностью и износостойкостью режущей кромки.
В работах [3-4] было показано, что формирование многослойной структуры в материале позволяет сократить время проведения процессов ХТО азотированием с одновременным увеличением глубины проникновения диффундирующего элемента, так как несовершенство кристаллического строения, значительная протяженность границ зерен оказывает влияние на эти параметры. В результате возможно получить значительный по толщине упрочненный поверхностный азотированный слой, что может привести к увеличению стойкости инструмента и соответственно, увеличению срока эксплуатации и производительности обработки (рис. 1).
Рисунок 1 - Схема фрезы и микроструктура поверхности режущей кромки инструмента из многослойного материала, толщина слоя 2 мкм.
Многослойные металлические материалы получают путем горячей пакетной прокатки в вакууме при температуре 1000оС, в соответствии с разработанной технологией пакетной прокатки (рис. 2).
Химико-термическая обработка азотированием проводилась в газовой среде при температуре 540 оС, со степенью диссоциации аммиака от 20 до 40 %, в течение 45 ч [5]. В качестве объектов исследования была выбрана композиция многослойного материала, состоящая из попеременно чередующихся слоев сталей 08Х18Н10+08кп. Оценка эффективности проведе-
ния азотирования проводилась по глубине проникновения диффузанта и формируемому концентрационному профилю.
Формиробймл тю*о<юою*а пакета
Гарлчся прокатка Рчка киста
N циклоб
Рисунок 2 - Схема технологического процесса
На рис. 3 представлена микроструктура многослойного образца композиции 08Х18Н10+08кп с толщиной единичного слоя 20 мкм после азотирования. Как и предполагалось, преимущественная диффузия протекает по межслойной границе с последующем проникновением вглубь слоя. Граница в данном случае также служит источником диффузии. Концентрационный профиль наблюдается в слоях стали 08Х18Н10, так как никель оказывает положительное влияние на растворимость азота, в то время как растворимость азота в чистом железе минимальна.
Рисунок 3 - Микроструктура композиции 08Х18Н10+08кп после азотирования, первый технологический цикл изготовления
При уменьшении толщины ламинарного слоя, что возможно при проведении второго технологического цикла, наблюдается увеличение толщины азотированного слоя (рис. 4).
В результате проведенных исследований показано, что ламинарное строение позволяет увеличить эффективность химико-термической обработки. На эффективность азотирования влияет толщина ламинарного слоя, при уменьшении толщины наблюдается увлечение глубины проникновения
175
диффузанта, что также положительно окажет влияние на стойкость режущей кромки инструмента, и может привести к увеличению стойкости инструмента и его эксплуатационных характеристик.
$ - - Я ■ **•!' -Т д!
■
Рисунок 4 - Микроструктура композиции 08Х18Н10+08кп после азотирования, второй технологический цикл изготовления
Список использованных источников
1. Новоселов В.Г., Полякова Т.В., Рогожникова И.Т. Нормирование периода стойкости дереворежущих фрез по параметрам качества обработки изделия//Труды БГТУ. 2016. № 2. С.254-257.
2. Чаевский В.В., Бавбель И.И. Износостойкость модифицированного комбинированной обработкой лезвий ножей дереворежущего инструмента//Труды БГТУ. Серия 1: Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. 2017. № 2. С. 381-384.
3. Petelin A.L., Plokhikh A.I., Novikov A.A. The Model of the Layer Boundary Diffusion in Multil ayer Materials //Defect and Diffusion Forum - 2015. Т.363. С.142-147.
4. Плохих А.И. О возможности применения многослойных металлических материалов для деталей машин упрочняемых ХТО//Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. 2013. Т.7. № 6. С.13-17.
5. Поликевич К.Б., Плохих А.И., Власова Д.В., Минаков А.А. Азотирование стальных многослойных материалов //Новые материалы и технологии в машиностроении. 2018. №28. С. 49-52.
