Повышение режущих свойств твердосплавного инструмента путём рационального выбора состава, структуры и свойств наноразмерных износостойких комплексов

• Автор: Верещака, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 253 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Анализ методов повышения режущих свойств инструмента нанесением функциональных покрытий. Цель и задачи исследований
1.1. Анализ методов формирования покрытий на рабочих поверхностях режущего инструмента и тенденций их совершенствования
1.1.1. Анализ особенностей методов ХОП (С УО)
1.1.2. Анализ процессов физического осаждения покрытий (ФОП-РУП) и тенденций их совершенствования
1.2 Анализ тенденции совершенствования функциональных покрытий для режущего инструмента
1.2.1. Концепции покрытий многоцелевого назначения
1.2.2. Особенности получения наноструктурированных многослойно-композиционных покрытий
1.3. Повышение режущих свойств инструмента на основе направленного изменения состава, структуры, архитектуры и
свойств покрытий
1.4. Обобщение результатов анализа. Цель и задачи
исследований
ГЛАВА 2. Разработка методологии, рабочих гипотез и методики проведения исследований
2.1. Разработка концепции функциональных покрытий для режущего инструмента, рабочие гипотезы исследований
2.1.1. Систематизация требований к износостойким покрытиям
для режущего инструмента
2.1.2. Разработка концепции многослойно - композиционных 51 покрытий
2.1.3. Методика выбора состава и свойств материала слоев

2.1.4. Формулирование рабочих гипотез исследования
2.2. Методика проведения экспериментальных исследований
2.2.1. Методика формирования износостойких комплексов
2.3. Контроль параметров износостойкого комплекса
2.3.1. Методика контроля толщины ИК
2.3.2. Методика оценки адгезия между износостойким комплексом и субстратом
2.3.3. Методика исследования микротвердости
2.3.4. Методика исследования вязкости разрушения

2.4. Методика проведения исследований режущих свойств твердосплавного инструмента с ИК
2.4.1. Обрабатываемые материалы, оборудование, инструмент
2.4.2. Методика оценки режущих свойств твердосплавного инструмента с ИК
2.4.3. Методика статистической обработки результатов экспериментальных исследований
Выводы по главе
Глава 3. Разработка и исследование износостойких комплексов для твердосплавного инструмента при различных условиях обработки
3.1. Выбор архитектуры и составов износостойких комплексов
3.1.1. Архитектура ИК
3.1.2. Обоснование выбора структуры и свойства ЖАТ
3.1.3. Условия формирования износостойких комплексов
3.2. Исследование влияния параметров ФВДО на основные
характеристики износостойкости ИК
3.2.1. Исследование состава, структуры, морфологии и свойств

3.2.2. Результаты исследований
3.2.3. Исследование основных параметров композиционных комплексов (на примере соединения (Т/УдИ/д/У)
3.3. Исследование влияния параметров процесса осаждения на основные параметры ИК
3.3.1. Исследования морфологии поверхности ИК
3.3.2. Исследование влияния параметров осаждения на толщину

3.3.3. Исследование влияния параметров синтеза на микротвердость и трещиностойкость ИК
3.3.4. Влияние параметров синтеза на адгезию системы «ИК -субстрат»
3.4. Разработка математической модели процесса ФВДО
Выводы по главе
Глава 4. Исследование параметров функционирования и трибологии процесса резания твердосплавным инструментом с разработанными износостойкими комплексами
4.1. Методика осаждения ИК и наноструктурированных износостойких слоёв
4.2. Методика исследований режущих свойств
4.3. Методика исследования трибологических характристик
4.3.1. Составы износостойких комплексов
4.3.2. Методика исследований

4.4. Влияние параметров процесса синтеза ИК на износостойкость твердого сплава
4.5. Исследование функциональных и трибологических параметров системы резания твердосплавным инструментом с ИК
4.5.1. Методика исследований
4.5.2. Исследование функциональных параметров резания и трибологичеких характеристик инструмента с разработанными ИК
4.5.3. Исследование режущих свойств и трибологических параметров инструмента с разработанными ИК
4.5.4. Анализ результатов исследований износостойкости и триботехнических характеристик твердосплавного инструмента с разработанными ИК
Выводы по главе
Глава 5. Аттестационные исследования различных типов инструмента с разработанными ИК, получаемыми при использовании вакуумно-дугового процесса ФВДО
5.1. Лабораторные и промышленные исследования режущих свойств СМИ из твердых сплавов с разработанными ИК при точении различных материалов
5.1.1.Промышленные испытания инструмента с разработанными

5.1.2 Лабораторные исследования инструментов с разработанными износостойкими комплексами
5.2. Разработка процесса и технологии ассистируеще-фильтруемого вакуумно-дугового осаждения
5.2.1. Особенности процесса ассистируеще-вакуумного вакуумно-дугового осаждения
5.2.2. Обоснование и разработка процессов ассистируюгце-фильтруемого вакуумно-дугового осаждения (И ФДД0)
5.2.3. Исследования режущих свойств
5.2.4. Анализ результатов исследований
Выводы по главе
Основные результаты работы и выводы
Список литературы
Приложения

Направление
роста
покрытия
Архитектура
покрытия

. ’ ’субстрат-;
V'.**’; ‘ V: -Л ’.V
Рис. 1.10. Гипотетическая модель многослойно композиционного покрытия с наноразмерными слоями, включающего супертвердые слои С31Ч4 встроенные в слоистую структуру 813К4
1 ' ь
100 нм [36]. Следует отметить, что, как и для покрытии с супер-решетчатыми структурами слоя, были получены покрытия, содержащие совокупность модулированных композитных нанослоев, которые имели максимальное значение прочности при толщине от 2 до 6 нм [8].
1.3. Повышение режущих свойств инструмента на основе направленного изменения состава, структуры, архитектуры и свойств покрытий.
Одним из наиболее эффективных способов повышения режущих свойств инструмента является формирование на его рабочих поверхностях функциональных покрытий. Как установлено в работах отечественных и зарубежных исследователей [ 1,3-4,6-13,15-16,23,27,29-31,39-42,43,45-48] режущие свойства, а следовательно и работоспособность режущего инструмента сильно зависят от таких важных параметров функциональных