CC BY
28
УДК 691.91
ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМОСТИ ИНТЕ РМ ЕТАЛ Л ИДНЫ X СОЕДИНЕНИЙ
Д. С. Реченко1. Ю. В. Титов . Н. С. Артеменхо1, И. А. Логачев: 1 Омский гос.'дарсшекный техьическт университет. г. Омск. Россия :Открытое акционерног общество «Композит», г. Москва Россия
Аннотация - Актуальность научного исследования состоит в том. что в работе представлены результаты обработки ннтерметаллндных соединении на основе никеля н алюминия сверхтвердыми материалами. Лезвийная обработка данных материалов представляет большой интерес для науки и практики, так как они являются труднообрабатываемыми и обладают весьма высокими показателями твердости и теплостойкости. Применение твердого сплавадсубического нитрида бора и алмаза в качестве лезвийного инструмента позволило разработать стратегию обработки ннтерметаллндных материалов и изучить процесс из: изнашивания. Цель работы состоит в подборе геометрии и инструментального материала ре-жушегс инструмента, позволяющих производить высококачественную обработку, обеспечивая достаточную стойкость инструмента. Задачей работы является апробация лезвийной обработки нескольких интерметаллпдныт оойлинйкпй на различных режимах ржания г использованием рагтичныт сверхтвердых инструментальньз материалов. Результатом работы является определение геометрии режушегс инструмента п инструментального материала, применяемых по определенной стратегии н позволяющих в совокупности получать требуемое качество обработки.
Ключевые слева: обработка точением, ннтерметалтндные соединения.
i. введение
Сплавы на основе никеля н алюминия обладают высокой прочностью, малой массой, повышенной стсйко-стьк; к дошерахурыым колсиашим. что делает наделил ш лил. сплавив прнь. хека х схьиьхмн для авиации хшох о машлнсстроскня н ракетостроения.
Одной из проблем работы с данным материалом является легвшшая обработка. Требуется подобрать оптимальны? режимы резания, геометрию и материал режущего инструмента.
П. Постановка задачи
Крайние фактсры являются наиоэлее трудоемкими н мало освещенными. Связано это с тем. что кнтгрме-таллилиые соединения имеют некоторые .тегирующие элементы, которые, как правило, не раскрывают изготовители. Проблема с определением точного химического состава сплава порождает ряд следующих препятствий при обработке: только экспериментальный метод подбора материала режущего инструмента и оптимальной геометрии, а также определение черновых, чистовых стратегии обработки.
Цель работы: подбор оптимальней геометрии а инструментального материала пластины для обработки нн-терметгллнческих сплавоЕ.
Ш.ТЕогия
Ннтсрмсталлнды - зто уннкальнь:н класс материалов. которые сохраняют упорядоченную структуру вллоть дс температуры плавления, ттэ обеспечивает более сильную межатомную связь. D целом кнтермсталлнды. наряду с спределенюй пластичностью. сохраняют свою структуру и прочность при зы:огах температурах, обладают хорошими г.нтнкоррозноннымн и антифрикционными свойствами в чем значительно превосходят обычные металлы
Свойства ннтерметаллидсв. которые делают их привлекательными, следующие:
• высокая прочность, которая не деградирует с возрастанием температуры;
• аномальная зависимость предела текучести:
• низкая плотность инт?рчетал.тидов что приводит к тшгокому отноттенгг-о прочность /штотногтк;
• высоте упругие модули;
• эыгокая стэикостъ к окнелегало.
Выбор ннтсрмсталацов. их соетаз н структура определяются комплексом нсоЗходнмых для гсхнккн свойств. а имекни. выслал AiipoLpoimjcjb и жнрио онколь, высокие удс.1*ные ларак.ерис1.ики. высохах кор-резионная и эрозионная стойкость, в том числе в агрессивных средах при высоких температурах. Б связи с этим хтя разработки жаропрочных конструщнонных материалов на сснове интермегаллидных соединений наибольший интерес представляют системы на основе никеля и титана. Б частности, алкмнннды титана и никеля обладают высокой прочностью твердостью н коррозионной стойкостью при нормальной и повышенной температурах. Алюминнды титана Ti3Al н Т:А1 привлекают 5o.-n.nioe внимание благодаря тому, что они за счет своей низкой плотности позволяют добиваться значительного снижения массы деталей. Сплавы на основе алю-мттнидои титан? и никеля приводят к суптегтиекнтгу пгтштт^ншо урлвня рабочих температур до ООГ. и 10DO °С. соответственно при этом сохртя.1 высокие лоеаз.ггелн прочности н жесткости, а также сопротивление окислению.
IV. Результаты экспериментов
В эксперименте нспользовались токарные металюрежущие пластины Seco. Keimaiiietal. Mirsiöisäi. Дгнные пластины представлены на рис. 1.
Твердосплавная пластина CNMG12040S-MF1 Пластина с кубическим нитрндом бора (КНБ)
тнюоо iScco^ CNGA120412S01025MT КВ563С (Kemame:al)
Пластина с алмазом (A) CNGA120408FST KD1400 Пластин?, с кубическим нитрилом бора (КНБ) NP-(Kennametal) CNGA 12040SGS2 МВ730 (Mitsubishi)
Рнс. 1. Режущие пластины
Эксперимент проводился на станке О кит а £'5-18// схема обрабсткн представлена на рнс. 2. Режимы резания:
При обработке пластиной с алмазной вставкой и кубического нитрида бора.
Скорость резания - 100. ЭО и 140 м мин: подача - 0.1; 0.15 и 0.2 мм об: глубина резания - 0;2 мм и 0.4 мм. При обработке пластиной из твердого сплава.
Скорость резания - 35 м мин: подача - 0.1: 0.15 и 0.2 мм.об; глубина резания -0,2 мм и 0.4 мм.
Рис. 2.Схема обработки На рис. 5 представлено состояние режущих кромоЕ до обработки
Твердосплавная пластана CNMG 120408-MF1 ТН'.ООО (Seco)
Пластана с кубическим нитрилом бора (КНБ) CNGA 120412S01025MT КВ5630 (Kennametal)
Пластина с алмазом (А) СЖгА 120408Г$Т КБ 1430 Пластина с кубическим нитридом бора (КНБ) МР-(Ксялашсга!) СИСА120408052 МВ730 (ШзиЫзЫ)
?нс. 3. Состояние режущей кромки до обработки. хЮ В работе прозодилось измерение твердости образцов (табл. 1).
ТАБЛИЦА 1
ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ (ПРОШЭОДИЛОСЬ ТЭМП-4 7е:лютест-М)
Н4Х4К NLV1 F-10H-3
39,5 441 55,7
37,2 453 54.9
3S.0 43.3 56.0
oj оо 'ю 43 8 55,5
43,5 44.5 57.0
Н = 39.3 HRC Н = 44,2 HRC Н = 55.8 HRC
Испытания тзердосхлавнкх пластин на стойкость проводились при точении на токарном станке Окиша БЬ-Б83. Применялась смазочно-охлаждающая жидкость А<Ишо1 РеШаси!
V. Обсуждение ре зультатов Результаты сзедены в таблицы 2.3 и 4.
ТАБЛИЦА 2 ОБРАБОТКА Н4Х4К
Твердосплавная пластина ОШО 120408-МП ТН1000 ($есо) Шастана с кубическим нитридом бора (КИБ) CNGA 120412S01025MT КВ5630 (Kennametal) Птастнна с алмазом (A) CNGA 120408FST KD1400 (Kennametal) Пластина с кубическим нитридом бора (КИБ) КР-ОЮА 120408&$2 МН730 (ШшЬкЬ)
4.069 5.530 3.019 3.512 4.635 Ка = 4.153 мкм 0.533 0.517 0.498 0,515 0.611 Ra = 0.535 мкм 3.565 4.210 3.657 4.223 5,010 Ra = 4.133 мкм 1.036 2.404 1.206 1,213 1,296 Ка = 1.431 мкм
Износ И
0,03...0.05 мм 0.. .0,02 мм 0,1.--ОД5 мм 0,05...ОД мм
ТАБЛИЦА 3 ОБРАБОТКА Ni AL
Твсрдосилавнаи иласш-на CNMG 120408-MF1 ТН1000 (Seco) Пластина с кубическим нитридом бора (КНБ) CNGA 120412S01025MT КВ5630 (Kennanietal) Плаоина с алмазом (А) CNGA 120408FST KD1400 (Kennanietal) Пластина с кубическим нитридом бора (КНБ) NP-CNGA 12040SGS2 МВ730 (Mitsubishi)
3.395 2.163 4.332 4,264
3.469 2.482 4.569 3.363
4?281 2,882 5.015 8,276
6.368 3.475 5.126 5.989
3,244 3,276 5.410 2,710
Ra = 4.151 мкм Ra = 2,855 мкм Ra = 4,890 мкм Ra = 4,920 мкм
Износ h
0.05...0,08 мм 0...0,02 мм 0,1...0,15мм Полный (1___1,5 мм)
ТАБЛИЦА 4 ОБРАБОТКА F-1ОН-3
Твердосплавная пластина CNMG 120408-MF1 ТН1000 (Seco) Пластина с кубическим нитридом бора (КНБ) CNGA 120412S01025MT КВ5630 (Kennanietal) Пластина с алмазом (А) CNGA 12040SFST KD1400 'Kennanietal) Пластина : кубическим нитридом бора (КНБ) NP-CNGA 12040SGS2 MB730 (Mitsubishi)
0.709 0,113 0,171 0,-151
0,507 0,611 0,562 0,528
0,982 0,378 0,654 1,058
1.064 0.443 0,721 0.610
0,711 0,411 0,698 0.587
Ra - 0,795 мкм Ra - 0.451 micm Ra - 0,621 micm Ra -0,647 мкм
Наличие раковин 1 = 0,5...1,0 мм Наличие раковин 1 = 0,5... 1,0 мм Наличие раковин 1 = 0,5... 1,0 мм Наличие раковин 1 = 0,5... 1,0 мм
Износ h
0,05...0,08 мм 0...0ДЗ мм 0,1. . 0,15 мм 0,05...0,1 мм
На рис. 4. представлены фотографии инструмент?, после обработки.
Твердосплавная пластина CNMG 120408-MF1 Пластина с кубическим нитридом бора (КНБ) CNGA ТН1000 (Seco) 120412S01025MT КВ5630 (Kennanietal). х2,5
