Влияние состава твердых сплавов на износ при резании металлов

• Автор: Илясов, Юрий Викторович
• Шифр специальности: 05.03.01, 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Содержание С7р.

Введение.
Глава 1. Направления повышения эксплуатационных характеристик твердосплавных режущих материалов

1.1. Современные группы и марки твердосплавных материалов

1.2. Направления совершенствования качества твердых сплавов .

1.3. Гетерогенность структуры твердосплавных материалов как проявление теплофизической несовместимости фаз.

1.4. О связи износостойкости с теплофизическими характеристиками материалов

1.4.1. Расчетные зависимости для оценки интенсивности изнашивания инструментальных материалов.

1.4.2. Влияние термоЭДС на износ металлорежущих инструментов .

1.5. Выводы и постановка задач исследования

Глава 2. Теоретические основы оценки износостойкости твердых сплавов для металлорежущего инструмента
2.1. ТермоЭДС как характеристика физикомеханических свойств материала и гетерогенности структуры
2.2. Разработка формулы для оценки износостойкости при абразивном изнашивании
2.3. Исследование интервала применимости соотношения для износостойкости
2.4. Оценочные расчеты износостойкости твердых сплавов на основе карбидов вольфрама и титана
2.4.1. Теоретические расчеты параметров электронной структуры карбидов вольфрама и твердых растворов на их основе
2.4.2. Теоретические расчеты относительной износостойкости при абразивном изнашивании, твердости и энергии связи твердых растворов карбида вольфрама.
2.5. Выводы
Глава 3. Экспериментальные исследования износостойкости твердосплавных режущих пластин.
3.1. Экспериментальные исследования особенностей электронного состояния твердых сплавов на основе термоЭДС
3.1.1. Методика экспериментального определения термоЭДС
3.1.2. Экспериментальные исследования температурной зависимости термоЭДС сплавов переходных металлов, составляющих основу твердых сплавов.
3.2. Сравнительная износостойкость разных марок твердых сплавов при трении
3.3. Исследование наджности режущих твердосплавных инструментов
3.3.1. Методика проведения лабораторных и производственных испытаний .
3.3.2. Стойкостные испытания торцевых фрез с механическим креплением пластин твердых сплавов ТК6, КНТ И ТК6Т1С.
3.3.3. Расчет показателей надежности торцевых фрез с пластинами твердых сплавов ТК6 и КНТ.
3.3.4. Стойкостные испытания фрез торцевых насадных для пластин твердых сплавов ВК8, Т5К и ТК
3.3.5. Расчет показателей надежности торцевых фрез с пластинами твердых сплавов ВК8, Т5К и ТК
3.4. Выводы
Глава 4. Совершенствование состава твердых сплавов.
4.1. Исследование физических свойств и износостойкости твердых сплавов МСМе Ме Т, Сг, Мп, Ре, Со, 1, Си, Мо.
4.3. Моделирование состава основы твердого сплава титан хром углерод никель.
4.4. Экспериментальное изучение влияния состава связки твердых сплавов на основе УССо,Ме на износостойкость
4.5. Выводы
Глава 5. Разработка рекомендаций и промышленное внедрение результатов исследований.
5.1. Разработка новых составов твердосплавных материалов с высокими характеристиками износостойкости.
5.2. Разработка рекомендаций по повышению стойкости пластин из твердого сплава на основе карбонитрида титана
5.3. Внедрение результатов исследований
Основные результаты и выводы.
Литература


Применяемые для обработки материалов резанием ТС, как известно , можно разделить на основные группы вольфрамокобальтовые УССо однокарбидные титановольфрамокобальтовые двухкарбидные титанотанталовольфрамовые УСТ1, Та, ССо трехкарбидные безвольфрамовые с преобладанием карбида титана БВТС специальные твердые сплавы режущая керамика. Компонентами спеченных твердых сплавов являются по существу кобальт и или никель в качестве связки и карбиды вольфрама, титана, тантала, ванадия и или хрома в качестве твердой фазы. При увеличении в сплавах содержания кобальта в интервале от 3 до вес. Несмотря на то, что вольфрамокобальтовые сплавы состоят только из двух фаз V, они получили наибольшее распространение. Причина этого заключается в том, что по сравнению с сплавами других типов, они показывают высокие значения прочности в сочетании с низким абразивным износом при рабочих температурах около 0 С. Варьируя дисперсностью частиц карбида вольфрама от одного до микрон и содержанием связующей фазы от 3 до весовых процентов, можно получить широкую область свойств твердого сплава и возможность их использования при обработке различных материалов . Высокодисперсные твердые сплавы V с размером карбидных частиц менее 1 мкм и содержанием кобальта в интервале 6 5 вес. Двухкарбидные твердые сплавы МСЛСуСо по сравнению со сплавами на основе ССо обладают большой стойкостью к окислению, твердостью и жаропрочностью, более высокой температурой схватывания со сталью в сочетании с меньшими теплопроводностью и электропроводностью и поэтому находят широкое применение для обработки сталей, дающих сливную стружку, с высокой скоростью резания. Введение в сплавы добавок карбида тантала улучшает их физикомеханические свойства и эксплуатационные свойства, что выражается в увеличении прочности при изгибе, увеличении сопротивления деформации при высоких температурах. Исследование режущих свойств данных сплавов показало, что увеличение в сплаве содержания карбида тантала повышает его стойкость при резании, особенно благодаря меньшей склонности к луикообразованию и разрушению под действием термоциклических и усталостных нагрузок . Поэтому танталосодержащие сплавы типа ТТ7К и ТТК9 рекомендуются главным образом для тяжелых условий резания с большими сечениями среза, когда на режущую кромку инструмента действуют значительные силовые и тепловые нагрузки, а также для прерывистого резания при точении, строгании и особенно на операциях фрезерования. В связи с дефицитом вольфрама и кобальта отечественная промышленность выпускает безвольфрамовьте твердые сплавы БВТС на основе карбидов и карбонитридов титана с никельмолибденовой связкой. Легирование связки или тугоплавкой составляющей сплава изменяет свойства сплава. Так, добавка в связку небольшого количества вольфрама существенно повышает прочность сплава . Улучшение физикомеханических свойств карбонитрида титана достигается легированием его цирконием. БВТС имеют более низкую теплопроводность и более высокий коэффициент линейного расширения, чем вольфрамосодержащие сплавы. По твердости БВТС находятся на уровне вольфрамосодержащих сплавов, а по прочностным характеристикам, особенно по модулю упругости им уступают. СМП из БВТС с большой активной длинной режущей кромки и с числом граней больше трх. Инструменты из БВТС характеризуются высокими эксплуатационными свойствами при торцевом фрезеровании сталей и чугунов. Широкое применение находят безвольфрамовые твердые сплавы ТМ1, ТМЗ, ТН, КНТ и др. Поиски инструментальных материалов, не содержащих дефицитных элементов, привели к созданию минералокерамических режущих пластин. Существует три группы режущей керамики оксидная, содержащая более А2О3, оксикарбидную и океннитридную и керамику на основе нитрида кремния. Недостатком режущей керамики является се относительно высокая чувствительность к резким температурным колебаниям тепловым ударам. Для улучшения свойств режущих твердосплавных пластин на основе V иногда в состав сплава вводятся ультрадисперсные частицы алмаза или кубического нитрида бора, которые дисперсно упрочняют твердый сплав. Такой твердый сплав может содержать . Дисперсное упрочнение твердого сплава V обеспечивает повышение твердости в 1. Одним из путей улучшения свойств ТС является совершенствование карбидной фазы путем введения карбидов тантала, гафния и циркония и других металлов.