Повышение надежности режущего инструмента путем комплексной ионно-плазменной поверхностной обработки

• Автор: Григорьев, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1995
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 497 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ПО ПРОБЛЕМЕ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА С ИЗНОСОСТОЙКИМ ПОКРЫТИЕМ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Основные тенденции совершенствования инструментальных материалов
1.2. Анализ методов поверхностной модификации свойств инструментальных материалов
1.3. Анализ методов повышения надежности режущего инструмента нанесением износостойких покрытий
1.4. Анализ современных1 теорий изнашивания режущего инструмента с покрытием и повышения его надежности
1.5. Критический анализ результатов литературного обзора. Постановка задач исследования
2. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ КОМПЛЕКСНОЙ ИОННО-ПЛАЗМЕННОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ПРИРОДЫ ОТКАЗОВ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
2.1. Формулирование концептуальных научных принципов комплексной ионно-плазменной поверхностной обработки режущего инструмента
2.2. Разработка основных принципов и методики комплексной ионноплазменной поверхностной обработки
2.3. Анализ некоторых особенностей формирования и эксплуатации износостойкого комплекса
3. РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОЙ ИОННО-ПЛАЗМЕННОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
3.1. Анализ основных особенностей процесса ионно-плазменного осаждения покрытий на установках с электродуговыми источниками
плазмы
3.2. Разработка оборудования для комплексной ионно-плазменной
£ обработки режущего инструмента
3.2.1. Физические принципы двухступенчатого вакуумно-дугового разряда (ДВДР)

3.2.2. Экспериментальное исследование параметров газовой ступени ДВДР
3.2.3. Разработка оборудования для комплексной ионно-плазменной поверхностной обработки инструмента с применением газовой ступени
ДВДР
3.2.4. Разработка планарного элекгродугового источника плазмы для установок КИПО режущего инструмента
3.3. Разработка технологии и оборудования для комплексной ионноплазменной поверхностной обработки режущего инструмента, совмещающего планарный элекгродуговой испаритель и ДВДР
3.3.1. Разработка износостойких комплексов для
КИПО режущего инструмента
3.3.2. Методика формирования износостойких комплексов
и оценки их свойств
. 3.3.3. Разработка технологических условий синтеза износостойкого комплекса, формируемого методом КИПО
3.3.4. Исследование влияния технологических параметров процесса азотирования на характеристики диффузионного термостабильного слоя и работоспособность инструмента
. 3.3.5. Влияние параметров процесса азотирования на структурные характеристики Р6М5
3.4. Исследование свойств инструментальных материалов с износостойкими комплексами, формируемыми методами КИПО
Выводы по главе
4.ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОЦЕССА КОМПЛЕКСНОЙ ЙОННО-ПЛАЗМЕННОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЗАНИЯ И ЕГО ОТКАЗЫ
4.1. Методика исследования характеристик процесса резания и изнашивания иструмента, подвергнутого КИПО
4.2. Результаты исследований контактных процессов и параметров стружкообразования
4.3. Исследование теплового состояния инструмента с ИК, формируемым методами КИПО

4.4. Исследование механизма изнашивания и разрушения режущего инструмента с различными вариантами КИПО
4.4.1. Изнашивание инструмента из быстрорежущей стали, с различными вариантами КИПО
4.4.2. Изнашивание твердосплавного инструмента с различными вариантами КИПО
Выводы по главе
. 5. ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА С ИЗНОСОСТОЙКИМИ КОМПЛЕКСАМИ, ФОРМИРУЕМЫМИ МЕТОДАМИ КИПО
5.1. Методика исследований
5.2. Надежность инструмента из быстрорежущей стали с И К
(КИПО)
5.2.1. Надежность протяжек с ИК (КИПО)
5.2.2. Надежность сверл с ИК (КИПО)
5.2.3. Надежность зуборезного инструмента из быстрорежущей
стали с ИК (КИПО)
'5.3. Исследование надежности твердосплавного инструмента с ИК (КИПО)
5.3.1. Надежность твердосплавных резьбовых пластин с ИК (КИПО)
5.3.2. Надежность твердосплавных пластин с ИК (КИПО) для тяжелых операций механической обработки
5.4. Надежность режущего инструмента из режущей керамики с
ИС (КИПО)
5.5. Разработка методики оптимизации условий применения режущего инструмента с ИК (КИПО)
5.5.1. Обоснование и выбор математической модели
• 5.5.2. Разработка математических моделей резания инструмента с
ИК (КТПО)
Выводы по главе :
с ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложения

Особенно перспективны марки режущей керамики на основе с добавками активаторов, препятствующих росту зерна при спекании. В частности, пластины ЛЛсНапН: N1000 и N2000 фирмы “Крупп Видна” рекомендованы не только для получистовой обработки чугунов К10-К20), но и используются при резании супертруднообрабатываемых никелевых сплавов на скоростях резания до 140-160 м/мин /28/, т.е. на скоростях резания, в десятки раз превышающих скорости резания, употребляемые для твердосплавного инструмента стандартного типа. Такой широкий диапазон использования пластин УМсИапй обусловлен не только повышенными значениями твердости (до 1600 НУ), но и высокой прочностью при изгибе (до 1 ГПа), а также повышенным значением коэффициента вязкости разрушения /28/.
Анализ перспектив использования керамического инструмента показывает, что пока применение подобного инструмента весьма ограничено из-за низких значений прочности, повышенной хрупкости. Однако последнее время отмечается внедрение керамического инструмента в области, в которых ранее его использование было невозможно. Связано указанное с последними достижениями в области усовершенствования керамического инструмента. К таким усовершенствованиям можно отнести повышение хрупкой прочности керамического инструмента путем увеличения толщины пластины, формирования упрочняющих фасок на режущей кромке, изготовление слоистых пластин типа “керамика-твердый сплав”, "керамика-твердый сплав-керамика”, а также “залечивание” наиболее опасных поверхностных дефектов керамики например, нанесением специальных покрытий.
Обобщая анализ основных типов инструментальных материалов, тенденции их совершенствования, особенностей и рациональных областей их применения можно отметить, что совершенствование инструментальных материалов связано главным образом с ростом твердости, теплостойкости и износостойкости в ущерб таких важных характеристик материала как прочность при изгибе, вязкость, трещиностойкость. Отдельные попытки развивать одни свойства без снижения других полного успеха не имеют. Классификация основных групп инструментальных материалов по их свойствам представлена на рис.1.Н. Приведенные данные свидетельствуют о несоответствии