Особливості точіння покриттів з аморфно-кристалічною структурою

Предмет:

Тип роботи:

Автореферат

К-сть сторінок:

Мова:

Українська

Оцінка:

його зменшення у поверхневих шарах оброблюваного матеріалу. Аналіз рентгенограм свідчить про зменшення (до 13%) вмісту АФ у випадку затуплення різця до величини hз = 0, 4 мм, що є наслідком зміни напружено-деформованого стану оброблюваного матеріалу у процесі точіння. По мірі зношування інструменту спостерігається зростання складових сили різання, особливо сили Py, що призводить до підвищення інтенсивності їх впливу на оброблюваний матеріал, внаслідок чого аморфна складова частково кристалізується. Проте, після обробки покриттів зношеним різцем на більш низьких швидкостях різання (0, 7…1, 5 м/с) в оброблюваному матеріалі не спостерігається зменшення вмісту АФ. На підставі отриманих результатів встановлено, що тільки одночасний високоінтенсивний вплив як температурного, так і силового факторів процесу точіння призводить до часткової кристалізації поверхневих шарів оброблюваних ПАКС з високим вмістом аморфної фази (рис. 2), у зв’язку з чим призначений критерій, який обмежує процес точіння ПАКС – гранична потужність різання: , де v – швидкість різання; Pz – тангенційна сила різання, перевищення якого призводить до фазових змін у поверхневому шарі оброблюваного матеріалу. Для газополуменевих покриттів, напилених з порошкового дроту Fe80B20 та з порошку Fe78B10Si12, Nд становить 1100 Вт.

Після обробки покриттів з невисоким вмістом АФ ( 50%) у досліджуваному діапазоні умов точіння зменшення її кількості не встановлено.

П’ятий розділ присвячено вивченню особливостей зношування ріжучого інструменту (РІ) та дослідженню його стійкості під час точіння ПАКС.

Знос РІ під час точіння ПАКС з високим вмістом АФ відбувається як по задній, так і по передній поверхнях, а у випадку точіння покриттів з більш гетерогенною структурою та значно меншим вмістом аморфної складової інструмент переважно зношується по задній поверхні.

У залежності від умов обробки та геометричних параметрів РІ його зношування обумовлюється поєднанням комплексу факторів: механічного руйнування, абразивного та адгезійного зношування, хімічної взаємодії між контактуючими матеріалами та елементами навколишнього середовища. Під час обробки ПАКС із невисокими швидкостями різання (v  1, 5 м/с) зношування інструменту носить переважно абразивно-механічний характер, дія якого підсилюється із зростанням вмісту твердих включень у матеріалі покриття. Підвищення гетерогенності структури покриттів у таких умовах призводить до осипання різальної кромки різця унаслідок зростання ударних навантажень на РІ та високої динамічності процесу різання.

Під час обробки із швидкостями різання v  1 м/с установлено інтенсивне масоперенесення оброблюваного матеріалу на контактні поверхні РІ. Після точіння високоаморфізованих (більше 70% АФ) покриттів утворюється щільний наліт, який захищає контактні поверхні РІ від стикання з оброблюваним матеріалом та сприяє зменшенню інтенсивності зношування інструменту при швидкостях різання 1…1, 5 м/с. У той же час, утворення нальоту, його схоплювання з інструментом, чому сприяє підвищена пластичність аморфної складової покриттів, та його постійне видалення призводить до інтенсифікації процесу адгезійного зношування. Своєрідний «наліт» на неконтактних поверхнях інструменту під час точіння на швидкостях різання більше 2 м/с підтверджує присутність між інструментальним та оброблюваним матеріалом рідкої фази, яка у процесі різання виноситься за межі ділянки контакту.

Інтенсивної хімічної взаємодії між контактуючими матеріалами під час обробки покриттів, що не містять хрому, у досліджуваному діапазоні умов не відбувається. При температурах, які розвиваються у процесі точіння із високими швидкостями різання, процес зношування інструменту інтенсифікується у результаті окислення інструментального матеріалу.

Допустимий знос РІ при чистовому точінні ПАКС нижче, ніж знос для інструментів з киборита при обробці покриттів з кристалічною структурою (hз = 0, 4 мм), та становить hз = 0, 25…0, 3 мм, що визначається вимогами до стану поверхневого шару оброблюваного покриття. Це, переважно, пов’язано з високими питомими навантаженнями, які діють на РІ навколо ріжучої кромки, що призводить до її прискореного руйнування.

Установлені залежності стійкості інструменту з киборита при точінні ПАКС від його геометричних параметрів та режимів різання дозволили визначити їх оптимальні значення, за яких відзначається максимальна стійкість РІ: v = 1, 2…1, 3 м/с, S = 0, 05…0, 07 мм/об,  = -10,  = 10.

Установлено, що інтенсивність зношування РІ і, як наслідок, його стійкість значною мірою визначаються однорідністю структури оброблюваного матеріалу. Підвищення ступеня гетерогенності структури ПАКС, який кількісно характеризується величиною Ds, призводить до прискорення зношування РІ (рис. 3), що пов’язано, насамперед, з інтенсифікацією ударних навантажень на лезо інструменту та зростанням нестабільності самого процесу різання, а величину Ds правомірно використовувати в якості характеристики, яка визначає оброблюваність різанням покриттів (рис. 4). При зростанні швидкості різання відзначається зменшення впливу неоднорідності структури ПАКС на стійкість РІ, що визначається як зміною характеру зношування інструменту, так і динамічних умов різання.

У шостому розділі на підставі результатів досліджень розроблені рекомендації щодо проведення процесу точіння виробів з ПАКС.

В табл. наведені режими різання інструментом з киборита, що рекомендуються при точінні ПАКС, за яких досягається максимальна стійкість ріжучого інструменту, мінімальні значення параметрів шорсткості поверхні та забезпечується збереження вихідного вмісту аморфної фази в оброблюваному матеріалі.

Результати проведених досліджень дозволили виявити наступні особливості процесу точіння покриттів з аморфно-кристалічною структурою:

- величина оптимального припуску при точінні ПАКС функціонально залежить від товщини покриття, яка визначається протіканням процесу аморфізації матеріалу, що напилюється;

- критерієм, що обмежує процес точіння покриттів із вмістом АФ понад 70%, є допустима потужність