Повышение стойкости режущих инструментов с износостойким покрытием путем отделочно-упрочняющей обработки их рабочих поверхностей алмазным выглаживанием

• Автор: Тихонов, Денис Александрович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Оглавление
Введение
Процесс отделочно-упрочняющей обработки методом поверхностного пластического деформирования и его

особенности.

11 Особенности отделочно-упрочняющей обработки §

алмазным выглаживания.

1 2 Особенности нанесения высокопрочных износостойких 1 £

покрытий.

1 з Особенности поверхностно-пластическим

деформированием металлопокрытий.

1 -4- Выводы из обзора литературы
Исследование качества отделочно-упрочняющей
2- обработки быстрорежущей стали с высокопрочным
износостойким покрытием.
2.1. Методика исследования
2-2- Шероховатость обработанной поверхности
2 3 Упрочнение поверхностного слоя круглых резцов
алмазным выглаживанием.
2 4 Исследование остаточных напряжений в поверхностном
слое изделий.
2-5 Исследование пористости покрытия ПИ
Выводы по второй главе
3 Исследование тепловых явлений при поверхностно
пластическом деформировании.
3 1 Определение тепловой мощности процесса и
распределение ее в очаге деформации.
Определение тангенциальной составляющей силы при 3 2 поверхностно-пластическом деформирования
инструментальных материалов с высокопрочным покрытием.
3 з Исследование температуры в алмазном выглаживающем
инструменте.
3-4. Исследование температуры в обрабатываемой детали
3-5. Решение балансовой задачи
Выводы по третьей главе
4* Экспериментальное исследование температур

4.1. Методика исследования
4.2. Методика градуировки полуискуственной термопары
4.3. Способ динамической тарировки полуискуственной
4.4. термопары
Результаты исследование и определение температур
Выводы по четвертой главе
5. Приложение результатов исследования в практику
5.1. Методика нахождения области рациональных режимов
алмазного выглаживания быстрорежущих сталей с высокопрочным покрытием
5.2. Устройства для поверхностно-пластического деформирования
5.3. Устройства для заточки инструментов
5.4. Экспериментальные исследования износостойкости
круглых резцов с износостойким покрытием, обработанных алмазным выглаживанием
5.5 Рекомендации по расширению практического использования
Выводы по пятой главе
Выводы по работе
Список используемой литературы
Приложения
Приложение
Приложение
Приложение

Введение
Современная машиностроительная промышленность уделяет большое внимание вопросам повышения надежности, экономичности и ресурса выпускаемых изделий. Решение их требует применения материалов, способных работать в различных агрессивных средах, в условиях высоких температур и давлений, повышенных вибраций при переменных контактных, ударных статических нагрузках и т. д.
Непрерывно возрастающие требования к качеству выпускаемых изделий связаны с необходимостью повышения их точности и надежности, которые непосредственно зависят от эксплуатационных свойств рабочих поверхностей. Поэтому уже в процессе обработки таких поверхностей нужно формировать их высокие эксплуатационные свойства [1,2].
Технологические параметры формообразования рабочих поверхностей изделий во многом определяют такие важнейшие эксплуатационные показатели изделий, как износостойкость, контактная жесткость, величина локальных напряжений, адгезия смазок и покрытий и другие [3, 4, 5].
В общей проблеме совершенствования процессов формирования рабочих поверхностей деталей машин и приборов в настоящее время решающее значение принадлежит технологическим методам упрочнения и финишной обработки [6]. К таким технологиям, повышающим эксплуатационные свойства деталей, относят различные виды поверхностного упрочнения, в том числе основанные на нанесении защитных покрытий и поверхностном пластическом деформировании [7, 8,9,10,11].
Многие рабочие параметры изделия в основном определяются состоянием поверхностного слоя материала, из которого оно изготовлено. Поэтому использование дефицитных и дорогих конструкционных материалов во всем объеме изделия нецелесообразно. Экономически оправдывает себя применение материалов со специальными покрытиями, обеспечивающими нужный комплекс свойств.
Прогрессивным технологическим процессом нанесения покрытий является плазменное напыление в атмосфере и вакууме. Однако практика напыления показывает, что нередко наблюдаются случаи разрушения покрытий после напыления, а также в период эксплуатации изделий. При этом основной причиной разрушения покрытий является наличие в них критических остаточных напряжений и высокой пористости.
Несмотря небольшое количество работ, выполненных рядом авторов по изучению формирования покрытий, до настоящего времени механизм образования остаточных напряжений в полной мере еще нераскрыт, нет методов и методик, с помощью которых можно было бы определить их значения и уровень залегания в системах покрытие - основа. Формулы, предполагаемые для расчета остаточных напряжений в многослойных покрытиях, имеют весьма существенные допущения и не учитывают, как правило, реального процесса на температурные напряжения.

Jfe y-
л'.! j

г il ür > ï ’ IL' f? fi > v &
?J .V . rU Hr !;» 4 f. t

28/09/2006 12:40 H
Рис. 2.9. Шероховатость цилиндрического участка рабочей поверхности круглого резца; увеличение ЗООх: а- поверхность после нанесения покрытия; б- поверхность после алмазного выглаживания покрытия.
Дня исследуемых быстрорежущих сталей Р18 и Р6М5 с износостойким покрытием TiN это сочетание находится в области 160..210 Н при R=1mm. При выглаживании покрытий небольшой толщины (1-6мкм) незначительное увеличение радиальной силы по сравнению с ее оптимальным значением сможет привести к резкому снижению шероховатости и отслаиванию покрытия из-за превышения контактного напряжения над величиной прочности сцепления. Таким образом, при выглаживании нитрида титана оптимальная сила Ру в основном зависит от толщины покрытия, физикомеханических свойств материалов основы и покрытия, а также от прочности их сцепления.
Влияние радиальной силы Ру при R=1mm на высоту шероховатостей показано графиком на рис. 2.10. Обработка образцов осуществлялась на токарном станке с подачей 0,05 мм/об.