CC BY
6УДК 621.793.6
ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ РЕЖУЩИХ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ПЛАСТИН МЕТОДОМ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
канд. техн. наук, доц. А.М. ДОЛГИХ (Полоцкий государственный университет)
Исследован процесс резания инструментами с покрытиями различного состава, нанесенными методом химико-термической обработки. Определены некоторые эксплуатационные характеристики твердосплавных режущих пластин, подвергнутых химико-термической обработке. В качестве процессов диффузионного насыщения выбраны однокомпонентные - хромирование, борирование, и двухкомпо-нентный - хромотитанирование. Насыщение проводили в алюмотермических, предварительно восстановленных смесях, время проведения процессов составляло 4 часа, температура - 950, 1050 °С. Покрытия наносили толщиной 5... 22 мкм, что обеспечивало им оптимальные свойства. На основании результатов экспериментов выявлено влияние параметров процесса резания на инструмент с покрытием и инструмент без покрытия. С помощью метода математического планирования эксперимента получены уравнения, отражающие зависимость исследуемых факторов от параметров процесса резания.
В настоящее время в Республике Беларусь и за рубежом в металлообработке все большее применение находит инструмент, оснащенный неперетачиваемыми пластинами с различными покрытиями [1 - 3]. В результате нанесения покрытия срок службы и показатели надежности работы режущего инструмента увеличиваются. Наряду с повышением износостойкости при работе инструментами с покрытиями уменьшаются силы резания, снижаются температуры в зоне резания, изменяется состояние поверхностного слоя обработанной детали. Поэтому нанесение защитных покрытий на режущий инструмент является эффективным, перспективным методом повышения износостойкости и нуждается в проведении дальнейших исследований.
Исследование особенностей процесса резания инструментом с покрытиями - актуальная задача, решение которой позволит рационально и эффективно его эксплуатировать.
В процессе химико-термической обработки спеченных твердых сплавов происходит изменение химического состава и структуры поверхностного слоя, возникновение внутренних напряжений, что оказывает определенное влияние на качественные характеристики поверхности, механические и режущие свойства твердых сплавов.
В последние годы широкое распространение получили процессы диффузионного упрочнения в порошковых насыщающих средах, что обусловлено следующими факторами:
- простотой реализации данного метода насыщения, его хорошей воспроизводимостью, стабильностью получаемых результатов;
- возможностью обработки деталей любой формы и конфигурации с сохранением качества их поверхности;
- возможностью оперативного применения данного метода упрочнения на любом промышленном предприятии, имеющем термические печи, так как осуществление не требует дополнительных капитальных затрат и изготовления дорогостоящей оснастки;
- возможностью многократного использования насыщающих сред, что значительно снижает его себестоимость.
Коэффициент усадки стружки служит важным показателем величины деформации, соответственно и сил резания в процессе обработки металлов. Как результат воздействия сил резания, длина образовавшейся стружки L1 получается короче пути L, пройденного резцом по обработанной поверхности. Усадку стружки по длине определяли весовым методом по формуле [4]:
к _ L _al-bl
Ц а-Ь
где а\-Ъ\ - площадь поперечного сечения стружки, определяют путем взвешивания стружки на аналитических весах с учетом того, что
б10' Ь-у
где Q - масса стружки, г; у - удельный вес обрабатываемого материала, г/мм3.
Так как а ■ Ъ = Б ■ /, то продольная усадка стружки рассчитывается по формуле:
Ьфг
Для измерения величины составляющих сил резания применяли комплект аппаратуры, состоящий из универсального динамометра УДМ-600, тензометрического усилителя ТА-5, блока измерительных стрелочных приборов и стабилизатора напряжения. Основу силоизмерительной аппаратуры составляет динамометр. Принцип измерения сил резания динамометром основан на том, что часть элементов его конструкции выполняется так, чтобы их деформацию под действием сил резания можно было сравнительно легко измерить. Такие элементы называются упругими.
С изменением сил резания изменяется деформация упругого элемента, и датчик передает информацию о силе резания на регистрирующее устройство. Для того чтобы найти соответствие между показаниями регистрирующего устройства и величиной силы резания в Ньютонах, проводится тарирование. Для этого на динамометр воздействуем силой, величина которой известна, и фиксируем показания регистрирующего устройства. Повторив такой прием при нескольких значениях нагружающей силы, строим тарировочный график.
Метод химико-термической обработки в порошковых насыщающих средах наиболее легко реализуется в лабораторных и промышленных условиях и дает значительное повышение стойкости твердосплавного инструмента [5]. Насыщение поверхности твердых сплавов двумя или несколькими элементами одновременно (многокомпонентное насыщение) позволяет в значительно большей мере изменять свойства поверхностного слоя, чем однокомпонентное насыщение, и получать слои с более высокими свойствами [6]. Процессы диффузионного насыщения проводили по раздельному варианту, с предварительным восстановлением насыщающей смеси при температуре 800... 1100 °С с использованием реактивов классификации «ХЧ» и «Ч».
Составы смесей (в % по массе) для диффузионного насыщения твердосплавных пластин приведены в таблице 1.
Таблица 1
Составы насыщающих смесей
Тип диффузионного слоя Состав смеси (% по массе)
в 98 % [40 % А1203 + 60 % (75 % В203 + 25 % А1)] + 2 % №,С1
Сг 98 % [40 % А1203 + 60 % (75 % Сг203 + 25 % А1)] + 2 % ЫН4С1
Сг + Т 98 % {50 % А1203 + 50 % [70 % (25 % Сг203 + 30 % ТЮ2) + 30 %А1]} + 2 % ЫН4С1
Компоненты смесей взвешивали, а затем тщательно перемешивали. Поверхности твердосплавных пластин перед упаковкой обезжиривали ацетоном. На дно контейнера насыпали активатор МН4С1, засыпали слой смеси толщиной 10.15 мм и укладывали ряд пластин. Расстояние между рядами - 5.10 мм, до стенок контейнера - 10 мм, над последним рядом пластин слой смеси составлял 30.40 мм. Поверх смеси клали листовой асбест, затем слой песка (толщиной 10... 15 мм). Для герметизации контейнера применяли плавкий затвор из борного ангидрида. При высокой температуре (550 °С) затвор расплавляется, тем самым исключается возможность доступа кислорода воздуха, что предохраняет смесь и детали от окисления. Упакованные контейнеры помещали в печь, нагревали до температуры 900 °С (для процесса борирования) и 1050 °С (для процесса хромирования и хромотитанирования), выдержали при этой температуре 4 часа. Заданную температуру в печи поддерживали с помощью автоматического электронного потенциометра. Термопару устанавливали вблизи стенок контейнера.
После проведения процесса диффузионного насыщения производили распаковку контейнера и очистку поверхности пластин от остатков смеси. Внешний вид пластин после процесса химико-термической обработки показан на рисунке.
Внешний вид твердосплавных пластин после химико-термической обработки
Результаты замера геометрических параметров инструмента сведены в таблицу 2.
Таблица 2
Результаты замера геометрических параметров инструмента
Наименование углов Главная режущая кромка Вспомогательная режущая кромка
обозначение величина, град. обозначение величина, град
Передний угол У -5 71 -5
Задний угол а 8 а1 8
Угол заострения в 82 в1 82
Угол резания 5 87 51 87
Угол в плане Ф 45 Ф1 45
Угол при вершине 8 90 - -
Расчет режимов резания производился по стандартной методике [7 - 9]. Материал - жаропрочная сталь. Станок - 16К20П.
Материал режущей части инструмента: 1) ТН-25; 2) ВК8; 3)Т15К6.
Выбираем глубину резания / = 0,3 мм. Так как исследования проводим для чистовой обработки, то подача = 0,2 мм/об.
Скорость резания рассчитываем по формуле:
Тше8у
где Су = 420; Т = 50 мин - стойкость инструмента; т = 0,2, х = 0,15, у = 0,2 - показатели степени; Ку - поправочный коэффициент (Ку = Кту ■ Кпу ■ Киу ); Ку = 0,8 ■ 0,9 ■ 0,8 = 0,6 (для ТН-25); Ку = 0,8 ■ 0,9 ■ 1,0 = 0,72 (для ВК8); Ку = 0,8 ■ 0,9 ■ 1,4 = 0,98 (для Т15К6).
1. У = —~—^-— -0,6 = 124 м/мин = 2,07 м/с.
50 • 0,3 • 0,2
Определяем число оборотов шпинделя:
1000
п =-,
где Б - диаметр заготовки.
1000-124 лпп ч
п=-= 490 мин .
тг-80
По паспорту станка ближайшее значение ппр = 500 мин4, следовательно,
тг-80-500 ;
V =-= 134 м/мин.
1000 мин
2. ¥ = —-—^-— ■ 0,72 = 158 м/мин.
50 ' • 0,3 ' • 0,2 '
1000-158 ч
п =-= 628 мин .
71-80
ппр = 630 мин-1.
V = 71 630 _ ^^ м/мин 1000 мин
420
3- Г = --ту-0,08 = 190 м/мин.
50 • 0,3 • 0,2
ЮОО-190 _„
п =-= 753 об/мин.
71-80
ппр = 800 мин \
тл тг-80-800 ,
V =-= 214 м/мин.
1000 мин
Ход резца I = 40 мм.
Исследование характеристик процесса резания проводим с применением метода математического планирования [10].
Характеристику цели, заданную количественно, называют параметром оптимизации. Параметр оптимизации является реакцией, или откликом, на воздействие факторов, определяющих поведение исследуемого процесса. Результаты эксперимента используют для получения математической модели исследуемого процесса. Математическая модель - это уравнение, связывающее параметр оптимизации с факторами (такое уравнение называют также функцией отклика).
Переменные х1, х2, ..., хп называются факторами, а числовые значения, которые могут быть заданы в процессе проведения эксперимента, - уровнями. Функция у от независимых переменных образует поверхность отклика произвольной формы.
При полном факторном эксперименте выбор области эксперимента производят на основе априорной информации. В этой области устанавливают основные уровни и интервалы варьирования факторов. Основным уровнем фактора называют его значение, принятое за исходное в плане эксперимента. Основные уровни факторов выбирают таким образом, чтобы их сочетание отвечало значению параметра оптимизации, по возможности более близкому к оптимальному.
Интервалом варьирования фактора называют число (свое для каждого фактора), прибавление которого к основному уровню дает верхний уровень фактора, а вычитание - нижний. Интервал варьирования не может быть выбран меньше той ошибки, с которой экспериментатор фиксирует уровень фактора. Интервал варьирования не может быть настолько большим, чтобы верхний или нижний уровни выходили за пределы области определения
Насыщение поверхности твердых сплавов двумя или несколькими элементами одновременно (многокомпонентное насыщение) позволяет в значительно большей мере изменять свойства поверхностного слоя, чем однокомпонентное насыщение, и получать слои с более высокими свойствами.
Результаты сравнительных испытаний твердосплавных пластин Т15К6 с нанесенными на них различного типа покрытиями показывают следующее: коэффициент усадки стружки по длине для пластин с покрытием несколько меньше, чем для стандартных пластин, что означает меньшую степень деформации стружки. Это подтверждает общеизвестный эффект снижения усилий резания для пластин с покрытиями на 10.15 % [11].
Матрица планирования для полного факторного эксперимента для определения коэффициента усадки стружки ротационного резца представлена в таблице 3.
Таблица 3
Матрица планирования эксперимента
№ п/п Г(х1), мм Б(х2), мм/об У(х3), м/мин йср ^ср К£весов(^)
1 0,5 0,26 200 0,270 80 3,328
2 1 0,26 200 0,323 72,5 2,196
3 0,5 0,52 200 0,330 58 2,805
4 1 0,52 200 0,623 86,5 1,775
5 0,5 0,26 400 0,263 91 2,850
6 1 0,26 400 0,330 83 1,960
7 0,5 0,52 400 0,296 90,6 1,611
8 1 0,52 400 0,563 113,3 1,225
После перевода кодированных переменных в реальные получим следующие уравнения регрессии:
- для хромированной пластины:
К, = 2,92 + 0, Ц -1,003х2 - 0,053х3 + 0,007%, • х2;
- для пластины без покрытия:
К1 = 2,25 + 0,15^ — х2 -0,2х3 —0,33х1 -х2;
- для ротационного резца:
К, = 2Д14 + 0,354-? —0,2895 —0,382 - К —7,5 -10 4 • 5 - 0,185 - К+ 0,573 -Б -V.
В результате проведенных исследований получили следующие экспериментальные данные (табл. 4).
Таблица 4
Значения составляющих силы резания
Тип покрытия Составляющие силы резания
осевая Рх, тУ радиальная Ру, тУ тангенциальная Р2, тУ
Сг 215 250 120
В 235 260 150
Сг + Л 225 260 115
Без покрытия 260 280 120
Результаты исследования, приведенные в таблице 4, показали, что имеет место уменьшение величины составляющих силы резания для пластин с покрытиями.
Испытания проводились при следующих режимах резания: глубина резания t = 1 мм; подача на оборот 5 = 0,2 мм/об; скорость резания V = 84 м/мин.
Матрицы планирования эксперимента для пластин из материалов ТН25, ВК8, Т15К6 без покрытия и с покрытием (В, Сг) представлены в таблицах 5 - 12.
Таблица 5
Матрица планирования 23 для пластин ТН25 без покрытия
№ х,(0, X 2( 5 ), X3(У), Уг(Рх) , Ру), У3( Р ) , № ), ВД л) , № ),
опыта мм мм/об м/мин Н Н, Н мкм мкм мкм
1 0,5 0,3 168/630 1100 431 625 91 131 88
2 0,1 0,3 168 200 258 125 46 71 59
3 0,5 0,1 168 150 465 375 60 100 74
4 0,1 0,1 168 800 207 125 40 63 110
5 0,5 0,3 106/400 1000 431 875 60 65 92
6 0,1 0,3 106 300 120 500 47 229 103
7 0,5 0,1 106 500 94 375 43 84 74
8 0,1 0,1 106 150 51 125 45 306 77
9 0,3 0,2 600 172 625 44 130 76
10 0,3 0,2 400 189 1250 41 141 85
11 0,3 0,2 700 224 500 40 129 74
12 0,3 0,2 700 181 500 45 132 80
13 0,3 0,2 650 241 750 60 120 72
14 0,3 0,2 600 172 625 42 140 84
15 0,3 0,2 800 218 500 43 142 79
16 0,3 0,2 750 207 375 44 133 75
Таблица 6
Матрица планирования 23 для пластин ТН25 с покрытием В
№ Х^г), X2 ( 5 ) Xз(У ) Ч Рх) Ру) Гэ(Р ) № ) Чиз л) м ии3ес„)
опыта мм мм/об м/мин Н Н Н мкм км мкм
1 0,5 0,3 168/630 600 345 750 53 34 30
2 0,1 0,3 168 50 172 125 37 47 44
3 0,5 0,1 168 500 120 250 34 60 70
4 0,1 0,1 168 600 51 250 57 42 30
5 0,5 0,3 106/400 600 172 750 48 35 59
6 0,1 0,3 106 50 138 375 64 56 44
7 0,5 0,1 106 550 155 500 47 51 69
8 0,1 0,1 106 400 120 375 52 56 75
9 0,3 0,2 134/500 400 189 500 52 34 49
10 0,3 0,2 134 450 224 125 56 40 59
11 0,3 0,2 134 600 172 375 50 42 48
12 0,3 0,2 134 600 198 250 53 35 52
13 0,3 0,2 134 400 232 125 56 39 50
14 0,3 0,2 134 500 207 500 52 43 57
15 0,3 0,2 134 550 198 375 51 40 59
16 0,3 0,2 134 450 224 375 50 35 48
Таблица 7
Матрица планирования 23 для пластин ТН25 с покрытием Сг
№ Х(г) X2( 5 ) XЗу) Р) Ру) Гэ(Р ) № ) ВД л) м ии3вс„)
опыта мм мм/об м/мин Н Н Н мкм км мкм
1 0,5 0,3 168/630 1000 396 750 78 70 87
2 0,1 0,3 168 300 172 750 65 74 124
3 0,5 0,1 168 800 258 500 81 111 122
4 0,1 0,1 168 400 224 250 93 75 163
5 0,5 0,3 106/400 500 345 500 71 83 124
6 0,1 0,3 106 300 224 500 58 86 128
7 0,5 0,1 106 600 207 375 118 75 155
8 0,1 0,1 106 1000 345 625 99 132 126
9 0,3 0,2 134/500 500 258 625 78 82 77
10 0,3 0,2 134 600 241 375 61 87 75
Таблица 8
Матрица планирования 23 для пластин ВК8 без покрытия
№ х,(/) X2 ( 5 ) X3(¥ ) Р) Ру) У3(Р; ) Ш„ ) л) м Ш3вс„) м
опыта мм мм/об м/мин Н Н Н мкм км км
1 0,5 0,3 214/800 300 603 500 101 90 80
2 0,1 0,3 214 400 258 250 90 71 80
3 0,5 0,1 214 400 258 125 70 82 154
4 0,1 0,1 214 300 414 500 152 80 221
5 0,5 0,3 134/500 1500 431 500 83 150 385
6 0,1 0,3 134 400 258 250 114 184 223
7 0,5 0,1 134 1000 603 500 119 81 122
8 0,1 0,1 134 150 172 250 87 85 229
9 0,3 0,2 168/630 1000 258 500 86 109 108
10 0,3 0,2 168 500 172 375 102 131 106
Таблица 9
Матрица планирования 23 для пластин ВК8 с покрытием В
№ X!« ) X2 (5) Xз(У ) Р) Ру) Уз(Р; ) № ) ^(Ц ^) м ии3о„)
опыта мм мм/об м/мин Н Н Н мкм км мкм
1 0,5 0,3 214/800 500 431 125 65 70 188
2 0,1 0,3 214 100 172 125 99 129 133
3 0,5 0,1 214 500 431 375 119 89 118
4 0,1 0,1 214 400 517 125 119 93 106
5 0,5 0,3 134/500 1500 189 1000 65 109 132
6 0,1 0,3 134 100 517 375 105 71 124
7 0,5 0,1 134 700 120 500 86 94 122
8 0,1 0,1 134 300 250 25 116
9 0,3 0,2 168/630 500 431 375 81 142 111
10 0,3 0,2 168 600 517 125 92 120 113
Таблица 10
Матрица планирования 23 для пластин Т15К6 без покрытия
№ ^ ) X2 (5) Xз(У) Р) Ру ) Гз( Р;) № ) ^(Ц ^) м ии3вс„) м
опыта мм мм/об м/мин н н н мкм км км
1 0,5 0,3 267/1000 1500 603 500 71 79 112
2 0,1 0,3 267 300 517 375 55 108 77
3 0,5 0,1 267 1600 517 125 65 65 96
4 0,1 0,1 267 200 293 500 37 112 83
5 0,5 0,3 168/630 500 120 375 41 66 53
6 0,1 0,3 168 200 465 125 48 56 76
7 0,5 0,1 168 1100 207 250 49 39 46
8 0,1 0,1 168 200 69 150 40 50 99
Окончание таблицы 10
№ X1(t) X2 ( 5 ) Xз(У) Рх ) Ру ) Гэ( Р) ) ии3 л) м ии3вс„) м
опыта мм мм/об м/мин н н н мкм км км
9 0,3 0,2 214 500 345 125 44 47 66
10 0,3 0,2 214 300 258 250 39 57 51
11 0,3 0,2 214 650 172 125 40 65 68
12 0,3 0,2 214 400 207 375 41 51 75
13 0,3 0,2 214 700 293 125 38 60 70
14 0,3 0,2 214 550 207 125 42 52 72
15 0,3 0,2 214 600 258 210 40 48 76
16 0,3 0,2 214 300 345 125 45 63 60
Таблица 11
Матрица планирования 23 для пластин Т15К6 с покрытием В
№ Xl(t) X2 (5) Xз(У ) Ч Р,) Ру ) Ч Р2) № ) ВД л) м ии3вс„) м
опыта мм мм/об м/мин н н н мкм км км
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 0,5 0,3 267/1000 1500 431 875 51 45 80
2 0,1 0,3 267 100 431 1350 52 47 86
3 0,5 0,1 267 500 120 750 54 83 65
4 0,1 0,1 267 350 86 375 42 72 66
5 0,5 0,3 168/630 1400 345 1000 44 78 72
6 0,1 0,3 168 1500 207 1000 49 103 84
7 0,5 0,1 168 1200 138 750 51 97 89
8 0,1 0,1 168 150 138 125 45 86 70
9 0,3 0,2 214/800 700 293 250 42 70 77
10 0,3 0,2 214 700 189 750 29 59 127
11 0,3 0,2 214 850 258 500 41 47 85
12 0,3 0,2 214 900 207 250 39 69 96
13 0,3 0,2 214 750 172 750 45 52 70
14 0,3 0,2 214 650 189 250 35 58 75
15 0,3 0,2 214 800 276 250 40 60 80
16 0,3 0,2 214 750 241 500 42 63 82
Таблица 12
Матрица планирования 23 для пластин Т15К6 с покрытием Сг
№ X1(t) X2 (5) Xз(У ) Р,) Ру) Гз(Р; ) Ш„) ии3 л) м Ш3вс„) м
опыта мм мм/об м/мин н н н мкм км км
1 0,5 0,3 267/1000 1500 345 1500 71 96 78
2 0,1 0,3 267 50 276 125 49 109 76
3 0,5 0,1 267 800 138 250 35 71 66
4 0,1 0,1 267 250 103 1000 34 71 94
5 0,5 0,3 168/630 900 155 125 64 66 92
6 0,1 0,3 168 50 34 1250 70 73 62
7 0,5 0,1 168 1000 155 750 61 83 78
8 0,1 0,1 168 350 103 500 136 54 83
9 0,3 0,2 214 500 172 250 77 124 46
10 0,3 0,2 214 500 172 125 62 70 108
11 0,3 0,2 214 1000 155 750 110 83 95
12 0,3 0,2 214 500 138 1250 72 123 50
13 0,3 0,2 214 700 163 125 70 106 78
14 0,3 0,2 214 500 189 500 85 92 64
15 0,3 0,2 214 900 138 250 64 85 49
16 0,3 0,2 214 1000 172 250 101 120 52
Примечание. Опыты с номерами 9 - 16 во всех случаях направлены на получение основного уровня.
Таким образом, можно отметить:
- для сплавов ТН-25, ВК8 без покрытия значения сил Рх и Р2 больше, чем для пластин с покрытием;
- по пластинам Т15К6 с покрытием результаты получились обратные, что, скорее всего, объясняется механическим разрушением покрытия за счет высоких режимов резания;
- сила Ру колеблется примерно на одном уровне практически для всех сплавов (кроме бориро-ванной пластины ВК8).
Анализ результатов величин износа показал:
- покрытия дают уменьшение износа по задней поверхности (пластины ТН-25, хромированные и борированные);
- для сплавов ВК8 и Т15К6 у пластин с покрытием и без покрытия износ практически одинаковый. Это можно объяснить высокой прочностью обрабатываемого материала, за счет чего происходит скол инструмента.
По результатам расчетов можно сделать выводы:
Для силы Рх:
- у сплавов без покрытия Т15К6 и ВК8 наибольшее значение имеет постоянный коэффициент;
- для сплава ТН-25 с покрытием и без и для сплава Т15К6 с борированным покрытием наибольшее влияние на составляющую Рх оказывает совместное действие глубины резания t и подачи
Для силы Ру:
- большое влияние на величину силы Ру для сплава Т15К6 оказывает глубина t и совместное действие t и 5. Изменение знака при коэффициентах говорит об изменении характера протекания процессов для пластин с покрытием и без;
- для сплава ВК8 знаки при коэффициентах примерно одинаковы, однако для пластин ВК8 без покрытия значения коэффициентов больше. Основное влияние оказывает совместное действие t и 5, причем с увеличением глубины и подачи величина силы Ру резко падает;
- для сплава ТН-25 наибольшее влияние на Ру оказывает подача 5. Значения коэффициента для пластин с покрытием и без резко отличаются, а для ТН-25 с борированием меняется знак при коэффициенте.
Для силы Рг:
- для сплавов ВК8, ТН-25, Т15К6 без покрытия и Т15К6 с хромированием более всего влияет совместное действие t и 5, причем для Т15К6 с хромированием возрастание значений подачи и глубины дает значительное уменьшение Рг;
- для сплава Т15К6 борированного главное влияние оказывает подача 5;
- для сплава ВК8 борированного постоянный коэффициент имеет наибольшее значение;
- для сплава ТН-25 хромированного с увеличением глубины резания t и величины подачи 5 увеличивается и значение силы Р2 .
Износ по передней поверхности:
- для сплава Т15К6 без покрытия постоянный коэффициент имеет наибольшее значение;
- для сплава Т15К6 хромираванного главное влияние оказывает совместное действие t и 5;
- для сплава ВК8 без покрытия с увеличением 5 и t резко уменьшается значение износа ип;
- для сплава ВК8 борированного коэффициенты при t и 5 имеют противоположные знак по сравнению с пластинами без покрытия, что означает изменение характера протекания процесса;
- для сплава ТН-25 без покрытия наибольшее влияние оказывает скорость V;
- для сплава ТН-25 хромированного наибольшее значение имеет коэффициент при подаче 5;
- для сплава ТН-25 борированного значительное влияние оказывает совместное действие t и 5.
Износ по задней поверхности:
- для сплава ВК8 борированного наибольшее значение имеет постоянный коэффициент;
- для сплава ТН-25 главное влияние оказывают t и совместное действие t и 5, причем пластины с покрытием и без имеют противоположные знаки при коэффициентах;
- для сплава Т15К6 без покрытия наибольшее значение оказывает коэффициента глубины резания V,
- для сплава Т15К6 с покрытием больше других факторов оказывают влияние подача 5 и глубина резания t.
ЛИТЕРАТУРА
1. Похмурский, В.И. Влияние диффузионных покрытий на прочностные свойства сталей / В.И. Похмур-ский // Защитные покрытия на металлах. - Киев, 1970. - № 3. - С. 191 - 200.
2. Восстановление деталей машин / Ф.И. Пантелеенко [и др.]. - М.: Машиностроение, 2003. - 672 с.
3. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Справочник / Г.В. Борисенок [и др.]. - М.: Металлургия, 1981. - 424 с.
4. Ящерицын, П.И. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах / П.И. Ящерицын, М.Л. Еременко, Е.Э. Фельдштейн. - Минск: Выш. шк., 1990. - 512 с.
5. Панов, В.С. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них: учеб. пособие для вузов / В.С. Панов, А.М. Чувилин. - М.: МИСиС, 2001. - 432 с.
6. Земсков, Г.В. Некоторые особенности одновременного диффузионного насыщения двумя элементами / Г.В. Земсков // Защитные покрытия на металлах. - 1972. - Вып. 6. - С. 28 - 34.
7. Балабанов, А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя / А.Н. Балабанов. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 464 с.
8. Обработка металлов резанием. Справочник технолога / А.Л. Панов [и др.]. - М.: Машиностроение, 1988. - 736 с.
9. Общемашиностроительные нормативы режимов резания / А.Д. Локтев [и др.]. - М.: Машиностроение, 1991. -Т. 1. - 640 с.
10. Спиридонов, А.А. Планирование эксперимента при исследовании и оптимизации технологических процессов / А.А. Спиридонов, Н.Г. Васильев. - Свердловск: УПИ, 1975. - 190 с.
11. Верещака, А.С. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями / А.С. Верещака, И.П. Третьяков. - М.: Машиностроение, 1986. - 192 с.
12. Технология конструкционных материалов и материаловедение / М.Т. Коротких. - СПб.: СПбГПУ, 2004. - 104 с.
Поступила 20.01.2013
INCREASE OF SERVICE DURABILITY OF CARBIDE INSERTS BY CHEMICOTHERMAL TREATMENT
А. DOLGIKH
The process of cutting with the instruments with coverings of different composition, applied by chemicothermal treatment, is studied. Some operational characteristics of carbide inserts, subjected to chemicothermal treatment, are defined. As processes of diffusion saturation single-component (chromium-plating, boriding) and two-component (chromium-titanizing) ones were chosen. Saturation was conducted in aluminothermic mixtures, reduced beforehand. Conduction time - 4 hours, temperature - 950, 1050 °С. Coverings were applied at thickness of 5... 22 micron, which ensured their optimal properties. According to the results of the experiments influence of the parameters of the process of cutting on the instrument with covering and without it is revealed. With the help of the method of mathematical planning of the experiment equations, reflecting the dependence of the studied factors on the parameters of the process of cutting are obtained.
