Повышение работоспособности металлорежущего инструмента на основе совершенствования технологических процессов лазерного импульсного упрочнения.

• Автор: Яресько, Сергей Игоревич
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 490 с. : ил.

Оглавление

Список сокращений
Введение
1 Анализ физической природы изнашивания и упрочнения металлорежущего инструмента
1.1 Физические основы изнашивания режущего инструмента
1.2 Применение методов упрочняющей поверхностной обработки .
1.3 Металлофизические аспекты лазерной упрочняющей обработки
инструментальных материалов
1.4 Технологические особенности лазерного упрочнения режущего инструмента
1.5 Цель и задачи исследования
2 Теоретико-экспериментальное исследование формирования теплового поля при упрочнении режущего инструмента лазерным импульсным излучением
2.1 Анализ способов повышения эффективности процесса лазерного упрочнения
2.2 Исследование импульсного лазерного упрочнения излучением
с заданными характеристиками
2.3 Анализ тепловых полей в режущем клине инструмента при лазерном нагреве
2.4 Выводы
3 Экспериментально-теоретическое обоснование рациональных областей использования упрочненного инструмента
3.1 Методологические аспекты анализа эффективности лазерного упрочнения режущего инструмента
3.2 Анализ значимости факторов, влияющих на эффективность процесса лазерной термообработки металлорежущего инструмента

3.3 Построение модели процесса резания инструментом, упрочненным лазерным излучением
3.4 Прогнозирование стойкости упрочненного инструмента на основе разработанной модели
3.5 Результаты моделирования и их анализ
3.6 Выводы
4 Металлофизические исследования поверхности инструментальных материалов после лазерного воздействия. Выбор режимов и условий упрочнения режущего инструмента
4.1 Механизм высокотемпературного окисления инструментальных сталей
4.2 Формирование состава поверхности инструментальных сталей
при импульсном лазерном воздействии
4.3 Структура и фазовый состав зон трения при контактировании поверхностей инструментальных сталей после лазерной обработки
4.4 Модификация структуры и состава связующего кобальта твердых сплавов
4.5 Выводы
5 Разработка физической модели процесса изнашивания инструмента, упрочненного лазерным излучением
5.1 Влияние оксидов зоны лазерной обработки на изнашивание ин-
струмента из быстрорежущих сталей
5.2 Особенности изнашивания твердосплавного инструмента, упрочненного импульсным лазерным излучением
5.3 Исследование влияния лазерной обработки на температуру резания твердосплавным инструментом и стабильность характеристик упрочненного инструмента
5.4 Выводы

6 Результаты опытно-промышленной проверки и внедрения технологических процессов лазерного импульсного упрочнения металлорежущего инструмента и его эксплуатации
6.1 Специализированная лазерная технологическая установка для упрочнения инструмента
6.2 Разработка технологического процесса лазерного упрочнения
при изготовлении и эксплуатации инструмента
6.3 Результаты производственных испытаний
6.4 Научно обоснованные рекомендации по лазерному импульсному упрочнению металлорежущего инструмента
6.5 Выводы
Общие выводы
Список использованных источников и литература
Приложения

твердосплавным инструментом четкой границы между адгезионным и диффузионным видами износа не существует, оба они могут действовать одновременно, и на изношенных поверхностях имеются как равномерно изношенные, так и оторванные зерна.
Современными экспериментальными исследованиями установлено, что внешние признаки механизма изнашивания твердосплавного инструмента в низкотемпературной и высокотемпературной областях схожи [15, 132, 287] и выражаются в образовании частиц износа, размеры и состав которых зависят, главным образом, от типа контактирующих материалов, уровня температур и сил трения в контакте. При обработке твердыми сплавами группы ВК в условиях низких температур разрушение поверхности инструмента происходит за счет микросколов и вырывов отдельных зерен карбидной фазы и даже их групп [131]. В'области оптимальных температур размеры частиц износа существенно уменьшаются, происходит отрыв отдельных частичек и блоков с поверхности зерен карбидов WC. На высоких скоростях резания наблюдается срез большой группы зерен карбидов с передней и задней поверхностей инструмента. Увеличение частиц износа при этом происходит вследствие интенсификации диффузионных процессов [132].
По данным Б.И. Костецкого, Т.Н. Лоладзе и др. [25, 161, 185, 332 и др.] одним из основных факторов, оказывающим влияние на стойкость РИ, являются структурные превращения в контактных слоях инструментального материала. Наряду со структурными превращениями в контактных слоях обрабатываемого материала эти явления имеют большое значение в процессе изнашивания инструмента. Свойства именно этих непосредственно вступающих в контакт слоев отличаются от свойств основного металла и определяют механизм износа и стойкость РИ. Уровень структурно-фазовых превращений и напряженно-деформированного состояния в поверхностном слое инструментального материала обусловливаются температурно-силовыми условиями в зоне контакта при резании. Наличие процессов упрочнения и разупрочнения на различных стадиях эксплуатации инструмента из быстрорежущей ста-