Повышение режущих свойств инструмента путем выбора рационального сочетания параметров твердых сплавов ВРК и наноструктурированных функциональных покрытий

• Автор: Дачева, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 183 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ состояния вопроса, цели и задачи исследований
1.1. Анализ особенностей процесса резания труднообрабатываемых материалов
1.2. Инструментальные материалы, применяемые для обработки
труднообрабатываемых материалов
1.3. Основные направления совершенствования твердых сплавов
1.4. Многофункциональные износостойкие покрытия, основные
тенденции совершенствования
1.5. Анализ данных литературного обзора, постановка цели и задач
исследования
Глава 2. Разработка методологии процесса резания труднообрабатываемых материалов на основе применения твердого сплава рационального Состава и наноструктурированного износостойкого покрытия, методика исследований
2.1. Разработка рабочих гипотез и методологических принципов
процесса резания труднообрабатываемых материалов
2.1.1. Рабочие гипотезы по выбору инструментального материала для обработки труднообрабатываемых материалов
2.1.2. Методика подбора элементов многофункционального износостойкого покрытия для повышения работоспособности режущего инструмента из твердого сплава рационального состава
2.2. Методика проведения исследований
2.2.1. Методика получения твердого сплава рационального состава
2.2.1.1. Технология получения твердого сплава
2.2.1.2. Определение механических свойств и микроструктуры спеченных материалов

2.2.2. Получение многофункциональных износостойких покрытий
2.2.2.1. Технология нанесения покрытий
2.22.2. Контроль качества покрытий
2.2.3. Методика проведения исследований процесса резания
2.2.3.1. Инструмент
2.2.3.2. Оборудование, обрабатываемый материал
2.2.4. Методика оценки эффективности режущего инструмента
2.2.5. Методика статистического анализа результатов сравнительных испытаний
Выводы по главе
Глава 3. Разработка и исследование процесса резания труднообрабатываемых материалов инструментом из твердого сплава рационального состава и многофункциональным износостойким покрытием
3.1. Исследование процесса получения твердого сплава рационального состава
3.2. Выбор архитектуры, структуры и свойств многофункционального покрытия
3.3. Исследование влияния параметров процесса формирования многофункциональных покрытий на их состав и свойства
3.3.1. Исследование химического состава
3.3.2. Исследование основных механических свойств покрытия
Выводы по главе
Глава 4. Исследование параметров процесса резания и изнашивания инструмента при обработке труднообрабатываемых материалов
4.1. Исследование сил резания
4.1.1. Теоретические предпосылки и методика проведения экспериментов
4.1.2. Результаты экспериментальных исследований
4.2. Исследование тепловых явлений

4.2.1. Теоретические предпосылки
4.2.2. Исследование теплового состояния задней поверхности инструмента для различных условий обработки
4.3. Исследование шероховатости обработанной поверхности
4.3.1. Теоретические предпосылки
4.3.2. Исследование шероховатости обработанной поверхности для различных условий обработки
4.4. Исследование работоспособности инструмента
4.4.1. Исследование кинетики изнашивания режущего инструмента
4.4.1.1. Методика исследований
4.4.1.2. Исследования изнашивания инструмента при обработке труднообрабатываемых материалов
4.4.2. Исследование влияния скорости резания на стойкость
Выводы по главе
Общие выводы
Список использованной литературы
Приложение

покрытия, которые, способны обеспечить существенное повышение основных эксплуатационных характеристик инструмента. Рассмотрим более подробно основные особенности таких покрытий.
Наноструктурированные покрытия. Анализ основных типов многослойных покрытий, используемых в машиностроении, позволяет классифицировать покрытия на основные группы по толщине отдельных слоев:
• микрометрические с толщиной (10"1’5... 10'3,5) мм;
• микрометрические с толщиной (10'4’8... 10'6’8) мм;
• нанометрические с толщиной (10"7’8... 1 (Г9,7) мм.
При этом все типы покрытий, имеющие структуру с размерами зерен менее 100 нм, называют наноструктурированными.
Исследования показали [6, 12, 15, 22, 35-43, 44], что свойства и параметры покрытия заметно зависят от количества слоев, определяющих общий объем внутренних граничных поверхностей в покрытии. Можно считать доказанным, что наиболее благоприятные свойства покрытий достигаются при определенном количестве слоев. Количество слоев зависит от многих параметров, главными из которых являются особенности операции обработки (непрерывное, прерывистое или нестационарное резание), для которой предназначен инструмент с покрытием, особенности комбинации материалов слоев покрытия.
Важнейшей задачей при разработке покрытий для режущих инструментов, работающих при высоких и знакопеременных температурных нагрузках, является повышение их трибологических и прочностных свойств, сопротивления усталостному разрушению, вязкости, особенно благоприятного соотношения «твердость - вязкость».
В таблице 1.11 приведены составы и архитектура покрытий последнего поколения, используемые для нанесения на твердосплавные пластины, выпускаемые ведущими производителями твердых сплавов.