Особливості точіння покриттів з аморфно-кристалічною структурою

4. Установлено, що інтенсивність зношування ріжучого інструменту, оснащеного ПНТМ «киборит», в різних температурно-силових умовах процесу точіння напилених покриттів з аморфно-кристалічною структурою систем Fe-B, Fe-Cr-B і Fe-Si-B переважно обумовлюється їх структурною неоднорідністю, яка, головним чином, визначається вмістом кристалічної фази, та інтенсивністю масоперенесення оброблюваного матеріалу на поверхні інструменту.

5. Запропоновано критерій – гранична потужність різання, що визначає обмеження параметрів процесу точіння ПАКС, перевищення межі якого призводить до зменшення вмісту аморфної фази в поверхневому шарі оброблюваного матеріалу, що обумовлює зниження експлуатаційних властивостей аморфізованих покриттів.

Практична цінність одержаних результатів:

1. Методологічний підхід, запропонований у роботі, дозволяє на основі попередньої інформації про гетерогенну структуру оброблюваного матеріалу оцінити можливості по забезпеченню належних параметрів стану поверхневого шару покриттів та прогнозувати стійкість інструменту.

2. Показані можливості по технологічному управлінню якістю обробленої поверхні у процесі точіння покриттів з різним вмістом аморфної фази, зокрема, при обробці низки високоаморфізованих (більше 70% аморфної фази) покриттів досягається шорсткість поверхні Ra 0, 52…0, 63, що дозволяє у ряді випадків відмовитись від операції шліфування.

3. Установлено, що при чистовій обробці ПАКС допустима величина зносу по задній поверхні ріжучого інструменту з киборита визначається вимогами до стану поверхневого шару оброблюваного покриття та складає 0, 25…0, 3 мм.

4. За результатами проведених досліджень розроблено рекомендації щодо токарної обробки покриттів з аморфно-кристалічною структурою, які доцільно практично використовувати при розробці технологічних процесів на підприємствах, які виготовляють деталі із зносостійкими покриттями, та в ремонтному виробництві при відновленні деталей.

Результати дисертаційної роботи знайшли дослідно-промислове використання в умовах науково-виробничого підприємства по газотермічному напилюванню ОДО «Тена» (Бєларусь, м. Мінськ), Інституті електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, а наукові положення використовуються в учбовому процесі при підготовці студентів Житомирського інженерно-технологічного інституту (ЖІТІ).

Особистий внесок здобувача полягає в наступному:

- розробці методики опису гетерогенної структури матеріалів, зокрема, напилених покриттів з аморфно-кристалічною структурою, кількісною характеристикою – фрактальною розмірністю сукупності механічних властивостей матеріалу, величина якої використовується для оцінки їх оброблюваності різанням;

- проведенні експериментальної частини роботи, зокрема, визначення ступеня гетерогенності структури оброблюваних матеріалів, встановленні величини оптимального припуску при точінні ПАКС; температурно-силових закономірностей процесу різання ПАКС, роботи по технологічному управлінню якістю оброблених поверхонь, визначенню стійкості ріжучого інструменту та особливостей його зношування;

- аналізі впливу величини неоднорідності покриттів і явищ, які визначають зношування інструменту, на стійкість інструменту;

- розробці методики визначення теплофізичних коефіцієнтів напилених покриттів, яка враховує гетерогенність їх структури;

- встановленні умов різання, при яких спостерігається зменшення вмісту аморфної фази в покриттях;

- аналізі здобутих результатів та розробці на їх основі практичних рекомендацій щодо лезової обробки покриттів з аморфно-кристалічною структурою.

Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на наступних конференціях, конгресах, симпозіумах: I-й та II-й Міжнародних науково-технічних конференціях «Процеси механічної обробки, верстати та інструменти» (вересень-жовтень 1999 р., жовтень 2001 р., м. Житомир, Україна), міжнародних науково-технічних конференціях «XXVI Jupiter Conference» (лютий 2000 р., м. Белград, Югославія), «Технологія ремонту машин, механізмів, обладнання» (червень 2000 р., м. Ялта, Україна), «Балттехмаш-2000» (червень 2000 р., м. Калінінград, Росія), «Качество машин» (травень 2001 р., м. Брянськ, Росія), «Інженерія поверхні та реновація виробів» (травень 2001 р., м. Феодосія, Україна), 5-му Міжнародному симпозіумі українських інженерів-механіків у Львові (травень 2001 р., м. Львів, Україна), Міжнародному технологічному конгресі «Современные технологии при создании продукции военного и гражданского назначения» (червень 2001 р., м. Омськ, Росія), 2-му міждисциплінарному симпозіумі «Фракталы и прикладная синергетика» (листопад 2001 р., м. Москва, Росія), міжнародній науково-практичній конференції «Проблеми технічного сервісу сільськогосподарської техніки» (грудень 2001 р., м. Харків, Україна).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 18 наукових робіт, серед яких – 6 статей у фахових виданнях та 12 тез доповідей на науково-технічних конференціях, семінарах, симпозіумах, конгресах.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, шести розділів, основних висновків, списку використаних джерел, що нараховує 168 найменувань бібліографії, 7 додатків. Повний обсяг дисертації складає 213 сторінок, основна частина викладена на 165 сторінках, включає 14 таблиць, 44 рисунки.

 

 

У вступі обґрунтовано актуальність теми роботи, сформульовано мету та задачі досліджень, показано наукову новизну і практичну цінність.

Проведені в роботі дослідження є логічним продовженням робіт вчених, які займалися вивченням питань обробки захисних покриттів, дослідженням їх структури та властивостей, зокрема: Борисова Ю. С., Гавриша А. П., Дулєбо О. А., Клименка С. А., Коломійця В. В., Мощенка В. І., Муковоза Ю. О., Пилипенка О. М., Полонського Л. Г., Рижова Е. В., Фельдштейна Є. Е., Харламова Ю. А., Хейфеця М. Л., Ящерицина П. І., Hagami T, Inui V, Ikuta T та інших.

У першому розділі розглянуті особливості фізико-механічних властивостей аморфних матеріалів, галузі використання покриттів з аморфно-кристалічною структурою, наведено огляд існуючих технологій їх механічної обробки.

Аналіз літературних джерел показав, що ПАКС, які нанесені із використанням економнолегованих матеріалів на основі заліза, характеризуються високою зносостійкістю, корозійною стійкістю та підвищеною міцністю зчеплення з основою у порівнянні з кристалічними аналогами. Це