Исследование прочностных и режущих свойств резцов с композиционными сменными многогранными пластинами

• Автор: Ретюнский, Олег Юрьевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Юрга
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ СВОЙСТВА

1.1. Классификация и методы получения режущих композиционных материалов . . !

1.2. Конструктивные и технологические характеристики композиционных режущих элементов

1.2.1. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями

1.2.2. Многослойные режущие композиты

1.3. Прочность и стойкость композиционных режущих инструментов

1.4. Выводы по главе 1 и задачи исследований

Глава 2. РАСЧЕТ РАВНОПРОЧНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ В РЕЖУЩЕМ КЛИНЕ
2.1. Методы исследования прочности режущего клина
2.1.1. Методика расчета модулей упругости в равнопрочном режущем клине при нагружении сосредоточенными силами
2.1.2. Определение модулей упругости в равнопрочном режущем клине при нагружении распределенными нагрузками
2.2. Расчет границ раздела фаз в инструментальном композите
2.2.1. Нагружение сосредоточенными силами резания
2.2.2. Нагружение распределенными контактными нагрузками
2.3. Способ изготовления композиционных СМП методом порошковой металлургии
2.4. Установка для рассеивания материалов при изготовлении заготовок композиционных СМП

2.5. Определение условий получения СМП с требуемым распределением инструментальных материалов
2.6. Выводы по главе
Глава 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ ОТСУТСТВИЯ МЕЖ-
СЛОЙНЫХ ТРЕЩИН В КОМПОЗИЦИОННОМ РЕЖУ- 82 ЩЕМ КЛИНЕ
3.1. Методика расчета трещиностойкости
3.2. Двухслойные композиции
3.3. Трехслойные двухкомпонентные композиции
3.4. Двухклинная анизотропия
3.5. Экспериментальная отработка технологии получения композиционных СМП
3.6. Выводы по главе
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖУЩИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ СМП
4.1. Методика проведения экспериментов
4.1.1. Экспериментальная установка
4.1.2. Прибор для измерения износа и фотографирования резца
4.1.3. Резцы и СМП
4.1.4. Обрабатываемые материалы
4.2. Износ и стойкость режущих пластин Томал-10 при обработке серого чугуна СЧ-
4.3. Износ и стойкость режущих пластин Томал-10 при обработке закаленной стали 40Х
4.4. Влияние ионной имплантации на стойкость Томала-
4.5. Производственные испытания Томала-10 при обработке валков холодной прокатки
4.6. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ .

5.1. Методика расчета экономической эффективности
5.2. Экономический эффект от замены изотропных СМП на композиционные
5.3. Расчет годового экономического эффекта от замены чернового шлифования обтачиванием резцами из Томала-
5.4. Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Программа расчета равнопрочного распределения инструментальных материалов в режущем клине
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Резец сборный проходной с механическим креплением пластины квадратной формы из Томала-
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Резец сборный проходной упорный с механическим креплением пластины трехгранной формы из Томала-10 .... 158 ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Акт внедрения

рошок. Важнейшим преимуществом нового композита является его электропроводимость, что позволяет обрабатывать его с помощью более современных технологий, например, на электроэрозионных и электроискровых станках. С помощью этого композита можно эффективно обрабатывать твердые сплавы и керамики. Из композита можно изготовлять режущие и абразивные инструменты, вкладыши, сопла для выброса струй под высоким давлением, буровые коронки и др. Новый композит более экономичен в применении по сравнению с существующими, созданными фирмами General Electric, Sumitomo, De Beers [12, 116]. Кроме того, Diasil может работать при более высоких температурах и сохраняет свою прочность при нагреве до 1090° С. При этом многие материалы могут обрабатываться без применения СОЖ. Согласно приведенным данным [117], стойкость инструментов из нового композита при прочих равных условиях в 2 раза выше стойкости инструментов из поликри-сталлического алмаза.
Исследовательским институтом Southwest Research Institute de San Antonio создан композит, структура которого состоит из очень тонких вязких слоев и твердых рыхлых слоев [123]. В этой структуре вязкий материал инфильтрован в хрупкие слои через микропоры и образует жесткую граничную поверхность. Новый композит назван MIMLC (Micro-Infiltrated Macro-Laminated Composite). Он изготовлен с применением особого метода порошковой металлургии, представляет собой сочетание слоев никеля, кермета, А1203-никеля. Проведенные испытания показали, что новый композит обладает высокой стойкостью к ударным нагрузкам. Трещины, которые образовывались в поверхностном слое кермета, задерживались нижележащими слоями никеля. Подобная технология изготовления инструментальных материалов может быть применена к инструментам из твердого сплава, керамики, пропитанным кобальтом с целью повышения прочности.