Повышение эффективности резания закаленных сталей путём применения высокопрочной композиционной керамики с многослойно-композиционными покрытиями

• Автор: Сотова, Екатерина Сергеевна
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. Анализ проблемы повышения эффективности режущего инструмента из режущей керамики
1.1. Анализ особенностей применения режущей керамики в качестве инструментального материала
1.2. Анализ физико-механических свойств режущей керамики и областей применения керамического инструмента
1.3. Основные тенденции совершенствования режущей керамики
1.4. Повышение эксплуатационных характеристик керамических пластин методами термической обработки
1.4.1. Отжиг в вакууме или окислительной среде керамических режущих пластин
1.4.2. Повышение эксплуатационных характеристик керамических пластин путем модификации ее поверхностных слоев
1.4.3. Повышение работоспособности керамических пластин путем нанесения покрытий
1.5. Анализ данных литературного обзора, постановка цели и задач исследования
2. Разработка рабочих гипотез и методики исследования
2.1. Особенности контактных процессов и механизмов изнашивания керамики, построение рабочих гипотез, устанавливающих особенности трансформации контактных процессов при нанесении покрытий
2.2. Разработка функциональных требований к покрытиям для режущего инструмента из высокопрочной композиционной керамики
2.3. Методология выбора состава и формирования архитектуры МКП
2.4. Методика проведения исследований
2.4.1. Методика получения многофункциональных покрытий
2.4.1.1. Оборудование
2.4.1.2. Технология нанесения покрытий
2.4.2. Методика обработки экспериментальных данных
2.4.2.1. Статистическая обработка экспериментальных данных
2.4.2.2. Исключение резко выделяющихся результатов

Выводы по главе
3. Разработка архитектуры и исследование свойств высокопрочной градиентной режущей керамики
3.1. Разработка концепции архитектуры высокопрочной композиционной керамики для режущего инструмента
3.1.1. Разработка технологии получения керамического слоя ВКК
3.1.1.1. Технология приготовления керамической смеси
3.1.1.2. Технология горячего прессования керамического слоя
3.1.1.3. Технология механической обработки образцов
3.1.1.4. Результаты испытания образцов
3.1.2. Технология изготовления ВКК
3.2. Методология формирования многослойно-композиционных покрытий на керамическом слое ВКК
3.2.1. Исследование состава и свойств СМП из ВКК с МКП
3.2.1.1. Контроль толщины покрытия
3.2.1.2. Контроль микротвердости покрытия
3.2.1.3. Исследование прочности адгезии в системе
«МКП - керамический слой ВКК»
3.2.1.4. Исследования химического состава МКП и морфологии поверхности
Выводы по главе
4. Исследование влияния функциональных покрытий, осаждаемых на СМП из ВКК, на контактные процессы при резании
4.1. Определение длины контакта стружки с передней поверхностью режущего инструмента
4.2. Определение коэффициента трения по передней поверхности режущего инструмента
4.3. Исследование термонапряжеиного состояния режущего инструмента из ВКК
4.4. Определение сопротивления изнашиванию режущего инструмента и напряжения трения
4.4.1. Построение математической модели резания
4.4.2. Аналитический метод определения сопротивления изнашиванию режущего инструмента и напряжения трения
Выводы по главе

5. Исследование работоспособности СМП из ВКК
5.1. Стойкостные испытания СМП из ВКК
5.2. Исследование шероховатости обработанной поверхности
5.3. Определение оптимальных режимов резания при точении стали ХВГ режущим инструментом, оснащенным СМП из ВКК
Выводы по главе
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 2. Разработка рабочих гипотез и методики исследования.
2.1. Особенности контактных процессов и механизмов изнашивания керамики, построение рабочих гипотез, устанавливающих особенности трансформации контактных процессов при нанесении покрытий.
Наиболее важным показателем режущего инструмента является работоспособность - состояние, при котором он способен выполнять заданные функции, имея износ рабочих поверхностей, меньший критериального значения [20]. В общем случае работоспособность керамического инструмента определяют жесткость технологической системы СПИД (станок — приспособление - инструмент - деталь), схема и сила прижима режущей пластины и т.п.
Согласно схеме резания [35], показанной на рис. 2.1, характер стружкообразования и контактные процессы при резании определяют следующие факторы:
• вид механической обработки (непрерывное или прерывистое резание);
• режимы резания (1, Б, V);
• свойства обрабатываемого материала (ОМ) - твердость НВом или НЯСом, прочность оом, плотность ром, модуль упругости Еом, коэффициенты теплопроводности Хом, теплоемкости Сром, линейного расширения аом и Пуассона ром;
• свойства режущей керамики (РК) - твердость НЯСрк, прочность при изгибе оюгрк, теплостойкость, термостойкость Тр, ПЛОТНОСТЬ ррк, модуль упругости Ерк, коэффициенты теплопроводности Хрк, теплоемкости Сррк, линейного расширения арк и Пуассона црк;
• геометрия режущей пластины.

Вид и режимы механической обработки / Свойства обрабатываемого
материала
Свойства инструментальной керамики / Геометрия 4 инструмента
|фюию-химичесшс процессы]
Рис. 2.1. Система резания инструментами с керамическими режущими пластинами [35].