Модификация структуры и триботехнических свойств инструментальных твердых сплавов пучками заряженных частиц

• Автор: Полещенко, Константин Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 400 с. : ил

Введение.
Глава 1. Физические основы повышения триботехнических свойств инструментальных твердых сплавов методами радиационно-пучковой обработки..
1.1. Влияние радиационно-пучкового воздействия на структуру и триботехнические свойства металлических материалов
1.1.1. Формирование поверхностных структур в металлах и сплавах под воздействием ионных и электронных пучков
1.1.2. Влияние радиационно-пучковой модификации на процессы трения и изнашивания материалов

1.2. Проблема повышения гриботехнических свойств инструментальных твердых сплавов

1.2.1. Особенности изнашивания инструментальных твердых сплавов

1.2.2. Пути совершенствования инструментальных твердых сплавов

1.3.Предпосылки повышения триботехнических свойств твердосплавных инструментальных материалов с использованием методов радиационно-пучковой обработки

1.3.1. Технологические возможности радиационно-пучковой обработки

1.3.2. Технологические возможности повышения работоспособности трибосистемы резания
1.3.3. Гипотеза комплексной модификации
1.3.3. Роль массопереноса в процессах структурообразования при трибомеханическом воздействии
1.4. Технологические условия комплексной модификации
1.5. Выводы
1.6. Задачи исследования
Глава 2. Структурно-фазовые изменения в твердых сплавах при радиационнопучковом воздействии
2.1. Влияние радиационно-пучкового воздействия на структуру, фазовый и элементный состав инструментальных сплавов
2.2. Характеристика объектов исследования и техники эксперимента
2.2.1. Структурные особенности твердых сплавов
2.2.2. Техника эксперимента
2.3. Результаты исследований структурно-фазовых изменений при радиационнопучковом воздействии
2.3.1. Изменения микроструктуры и морфологии поверхности
2.3.2. Изменения фазового состава
2.3.3. Изменения элементного состава
2.3.4. Изменения в тонкой структуре
2.4. Анализ механизмов структурной модификации
2.5. Выводы
Глава 3. Триботехнические свойства модифицированных твердых сплавов
3.1. Влияние радиационно-пучкового модифицирования на эксплуатационные и триботехнические свойства инструментальных материалов
3.2. Кинетика изнашивания инструментальных твёрдых сплавов при резании конструкционных материалов
3.2.1. Изнашивание при резании сталей
3.2.2. Изнашивание при резании титановых сплавов
3.2.3.Изнашивание при резании никелевых сплавов
3.3. Анализ кинетических зависимостей износа модифицированных твердых сплавов.
3.4. Влияние вида модифицирующей обработки на износ твердосплавных материалов
3.4.1. Износ твёрдых сплавов, модифицированных слаботочными пучками
3.4.2.Износ твёрдых сплавов, модифицированных сильноточными пучками
3.5. Выводы
Глава 4. Комплексная модификация структуры и свойств твёрдых сплавов
4.1.Анализ факторов, определяющих износостойкость модифицированных твердосплавных материалов
4.1.1. Влияние структурно-фазовых изменений на износостойкость инструментальных твердых сплавов
4.1.2. Влияние модификации на адгезионные свойства твердых сплавов и контактные
процессы
4.1.3. Влияние геометрических параметров режущих пластин на формирование контактных условий и износостойкость твердых сплавов
4.1.4. Влияние структурных особенностей твёрдых сплавов на проявление эффектов модификации

4.1.5. Влияние модификации на трансформацию поверхностных структур твёрдых сплавов
4.1.6. Анализ механизмов формирования трибоструктур
4.2. Взаимосвязь процессов, определяющих формирование трибоструктур и износостойкость при комплексной модификации инструментальных твердых сплавов.
4.3. Выводы
Глава 5. Разработка способов модифицирования триботехнических свойств инструментальных твердых сплавов и комплексной упрочняющей технологии
5.1. Разработка эффективных способов радиационно-пучковой обработки
5.1.1. Повышение триботехнических свойств ИТС комбинированным модифицированием
5.1.2. Повышение триботехнических свойств ИТС комплексной обработкой
5.2. Разработка комплексной комплексной триботехнологии
5.2.1. Этапы проектирования комплексной технологии
5.2.2. Научные основы комплексной технологии
5.2.3. Оценка эффективности комплексной триботехнологии
5.3. Рекомендации по рациональному использованию модифицированных инструментов
5.4. Рекомендации по совершенствованию комплексной технологии
5.5.Вывод ы
Заключение
Литература
Приложения

карбида и материала связки. Изнашивание на вышних скоростях резания [137.140] происходит в результате усталостного разрушения карбидов, интенсивность которого по мере снижения скорости резания уменьшается. При дальнейшем снижении скорости резания изнашивание происходит путем отрыва зерен карбидов за счет усталостных явлений в связке [144], что соответствует экстремуму стойкостной зависимости. Вновь преобладающим усталостное разрушение карбидов становится на малых скоростях резания.
При резании на высоких скоростях существенное значение, по мнению Т.Н. Лолад-зе, Н.В. Талантова, Е.М. Трента, приобретают диффузионные явления и связанное с ними изнашивание. Диффузионное изнашивание обусловлено взаимным растворением инструментального и обрабатываемого материалов, разупрочнением приповерхностных слоев твердого сплава вследствие структурных превращений. Несмотря на продолжающиеся дискуссии относительно механизмов диффузионного изнашивания, подтверждение диффузионного износа твердых сплавов получено при резании сталей [35,132-136] и жаропрочных сплавов на никелевой основе [125.149]. Из-за высокого градиента концентрации углерода на границе раздела контактирующих материалов, малого радиуса атомов углерода и их большой подвижности происходит нарушение стехиометрического состава элементов в карбидах, что приводит к возникновению смеси карбидов \АС 4- ^7С и У2С + и7. Появление смеси разных карбидов и устранение пластичной кобальтовой связки между зернами карбидов способствует охрупчиванию и разупрочнению твердого сплава. В работах Н.В. Талантова [132,133] обосновываются несколько возможных механизмов, связанных с диффузионным растворением в обрабатываемом материале элементов твердого сплава, обусловленных диффузией в связку твердого сплава элементов, содержащихся в стали, снижением устойчивости карбидных зерен в сплаве с последующим их вырывом.
Следует отметить, что экспериментально зафиксированные факты диффузионного переноса, например, наличие железа в межфазных областях, а кобальта - в обрабатываемый материал, не получают подтверждения в других работах [134]. Тем не менее А.Д. Макаровым [125] было доказано, что изнашивание инструментального материала сопровождается не только взаимным диффузионным растворением контактирующих материалов, но и вырывом частиц твердого сплава за счет адгезии к обрабатываемому материалу, разупрочненного вследствие диффузионных процессов.
Механизм окислительного изнашивания основывается на процессах образования окисных пленок на поверхностях твердого сплава вследствие окисления их структурных составляющих при высокотемпературном фрикционном контакте [125,127,136]. Вклад