CC BY
40
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_
5. Способ обработки коллагенсодержащего сырья: пат. 2557112 Рос. Федерация. № 2014118702/13 / Зинина О.В., Ребезов М.Б., Бажина К.А., Богатова О.В., Асенова Б.К.; заявл. 07.05.2014; опубл. 20.07.2015.
6. Изучение гидролиза коллагенсодержащего сырья протеолитическими ферментами / Э.Ш. Юнусов [и др.] // Вестник казанского технологического университета. 2016. Т. 19. № 24. С. 168-170.
© Чертова А.С., Рузаева Д.Н., 2017
УДК № 621.45.038.72
Шаймухаметова Л.Ф.
Студент 1 курса магистратуры УГАТУ E-mail: [email protected]
ПРИМЕНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
Аннотация
В статье обсуждены основные современные типы покрытий для защиты режущего инстурмента.
Ключевые слова Характеристика покрытий, типы покрытий.
Правильная обработка поверхности на инструментах может увеличить общий срок службы, повысить качество отделки поверхности. К сожалению, выбор правильного покрытия может быть запутанной и трудной задачей. У каждого есть преимущества и недостатки в процессе обработки. Неправильный выбор может привести к меньшему сроку службы инструменту, чем к инструменту без покрытия, а иногда и к большему количеству проблем, чем к решениям.
Существует обширный выбор PVD (физическое осаждение из паровой фазы), CVD (химическое осаждение из паровой фазы) и альтернативные обработки поверхности. Каждая из этих характеристик играет важную роль в определении того, какая обработка может быть наиболее оптимальная.
В России широкое промышленное применение получили PVD-способы нанесения защитных покрытий на режущий инструмент. Это связано с тем, что технологии CVD предполагают использование дорогостоящих высокочистых химических реагентов (TiCl4, NH3 и др.) и точный контроль продуктов химических реакций в рабочей камере. А нанесение PVD-покрытий при помощи дугового или тлеющего разряда (магнетрона) обладает большей производительностью и не столь чувствительно к незначительным отклонениям технологических параметров. Многообразие применяемых в настоящее время способов физического осаждения износостойких покрытий сводится к испарению или ионному распылению титана или его сплавов.
Структуру и адгезию покрытия инструмента, а также его режущие свойства определяет многие параметры: степень ионизации, скорость и плотность потока напыляемых частиц, оптимизация температуры нанесения покрытий, различные режимы нанесения, конфигурация технологической оснастки, проведение предварительного ионного травления или легирования и многие другие особенности определяют структуру самих покрытий и строение межфазной границы «покрытие — подложка».
Характеристики покрытия:
1. Твердость
Высокая поверхностная твердость покрытия является одним из лучших способов увеличения срока службы инструмента. Карбонитрид титана (TiCN) имеет более высокую поверхностную твердость по сравнению с титановым нитридом (TiN). Добавление углерода дает TiCN на 33 процента более высокую твердость и изменения в диапазоне от 3000 до 4000 по шкале Виккерса. Поверхность с твердостью до 9 000
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_
по Виккерсу и алмазные покрытия CVD имеют в 10-20 раз лучший срок службы инструмента по сравнению с покрытиями PVD. Это предпочтительное покрытие для производства изделий из цветных материалов из-за его высокой твердости и способности работать как минимум в три раза быстрее [1,4,5].
2. Износостойкость
Это способность покрытия защищать от истирания поверхности инструмента. Существуют методы повышения износостойкости деталей благодаря нанесению специального износостойкого покрытия на поверхность детали. При этом износостойкость детали без покрытия может быть намного ниже, чем у детали с износостойким покрытием[2,6,7].
3. Поверхностная смазка
Высокий коэффициент трения, повышенное тепловыделение приводит к снижению срока службы инструмента. Однако более низкий коэффициент трения может значительно увеличить этот срок в несколько раз. Количество тепла может быть уменьшено поверхностью, которая не имеет грубости или неровностей. Эта гладкая поверхность позволяет кристаллам соскользнуть с поверхности инструмента, что в свою очередь приводит к меньшему тепловыделению[2,6,7].
4. Температура окисления
Покрытия из нитрид титан алюминия (TiAlN) сохраняет свою твердость при более высоких температурах из-за слоя оксида алюминия, который образуется между инструментом и срезающим материалом. Этот слой переносит тепло от инструмента в деталь. Инструмент из карбида обычно работает на более высоких скоростях по сравнению с быстрорежущей стали.. Сверла и концевые фрезы обычно покрываются этим типом обработки PVD.
Виды покрытий :
• Нитрид титана (TiN)
Покрытие общего назначения PVD, которое увеличивает твердость и имеет высокую температуру окисления. Это покрытие отлично работает при резке или формовании с помощью инструмента из быстрорежущей стали [1,3].
• Титан карбонитрид (TiCN)
Добавление углерода добавляет больше твердости и улучшает поверхностную смазывающую способность. Это покрытие идеально подходит для резки из быстрорежущей стали [1,3].
• Нитрид титанового алюминия (TiAlN или AlTiN)
Образующийся слой оксида алюминия дает этому инструменту больший срок службы при высоких температурах. Это покрытие в первую очередь выбирается для карбидной оснастки, где используется СОЖ. AlTiN предлагает более высокую поверхностную твердость, чем TiAlN, а также различные проценты алюминия и титана [1,3].
• Алмазное покрытие
Процесс CVD обеспечивает максимальную производительность. Идеально подходит для резки графита, металлических матричных композитов, алюминия с высоким содержанием кремния и многих других абразивных материалов . При обработке сталей нельзя использовать алмазные покрытия. Так как при резке сталей генерируется больше тепла, вызывающие химические реакции, которые разрушают связи, удерживающие это покрытие инструмента [1,3].
Покрытия для нарезания резьбы и сверления различаются и зависят от конкретного применения. Также доступны многослойные покрытия, которые цепляются на следующий слой вместо инструментальной подложки, обеспечивая дальнейшее увеличение срока службы инструмента.
Глубина резания, скорость и охлаждающие жидкости могут влиять на способ обработки поверхности.
Производители покрытий постоянно работают над новыми поверхностными обработками, которые обеспечивают дополнительную защиту от тепла, трения и истирания.
Список использованной литературы:
1. Энциклопедия полимеров. В 3 т. - М. : БСЭ, 1977. - Т. 1 - 3.
2. Свирская, С.Н. Строение и классификация полимеров : метод. пособие/ С.Н. Свирская, И.Л. Трубников. -Ростов н/Д : Изд-во Юж- ного федерального университета, 2007. - 22 с.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_
3. Тагер, А.А. Физико-химия полимеров / А.А. Тагер. - М. : Научный мир, 2007. - 573 с.
4. Кулезнев, В.Н. Химия и физика полимеров / В.Н. Кулезнев, В.А. Шершнев. - М. : Колос, 2007. - 367 с.
5. Шевченко, В.Г. Основы физики полимерных композиционных материалов : учеб. пособие / В.Г. Шевченко. - М. : Изд-во Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова, 2010. - 98 с.
6. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология : учебное пособие вузов / М.Л. Кербер, В.М. Виноградов, Г.С. Головкин [и др.] ; под ред. А.А. Берлина. - СПб. : Профессия, 2008. - 560 с.
7. Pat. 6388043 US, C 08 G 018/48. Shape memory polymers / R.S. Lager, A. Lendlein. - Publ. 15.05.2002.
© Шаймухаметова Л.Ф.,2017
УДК 621.775.8
Шакиров А.А.
Студент группы КТО-148М, УГАТУ г. Уфа, Российская Федерация E - mail: [email protected]
КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация
В данной статье рассмотрена классификация композиционных материалов, их отличие между собой и практическое применение.
Ключевые слова
Композиционный материал, классификация, дисперсно-упрочненные, волокнистые, слоистые, применение.
Традиционно применяемые металлические и неметаллические материалы в значительной мере достигли своего предела конструктивной прочности. Развитие современной техники требует создания материалов, которые могут надежно работать в сложных комбинациях силовых и температурных полей, при воздействии на них агрессивных сред, разного рода излучений и высокого давления. Обычно требования, которые предъявляются к материалам несут в себе противоречивый характер. Удовлетворить этим требованиям можно путем использования композиционных материалов [1, 3, 4].
Композиционным материалом называют объемно-гетерогенную систему, которая состоит из сильно различающихся по свойствам, взаимно нерастворимых компонентов, строение которой позволяет использовать достоинства каждого из них.
Композиты состоят из пластичного матричного материала-основы и более твердых прочных компонентов, которые являются наполнителями. Свойства компонентов зависят от свойств матрицы-основы, наполнителей и прочности связи между ними.
Матрица связывает композицию в монолит и придает ей форму. Также основной функцией матрицы является передача внешних нагрузок арматуре из наполнителей. В зависимости от материала основы различают композиты с металлической матрицей, или металлические композиционные материалы (МКМ), с полимерной - полимерные композиционные материалы (ПКМ) и с керамической - керамические композиционные материалы (ККМ) [1, 5].
Наполнители участвуют в упрочнении композитов. Их также иногда называют упрочнителями. Они имеют очень высокие механические свойства. А именно, прочность, твердость и модуль упругости. По типу упрочняющих наполнителей композиционные материалы разделяют на дисперсно-упрочненные, волокнистые и слоистые. Их схемы представлены на рисунке 1:
