ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, ПОЛУЧЕННОГО ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИЕЙ

Для обеспечения наименьших затрат на изготовление деталей с заданными эксплуатационными свойствами в условиях современного машиностроительного производства необходимо оптимизировать процессы механической обработки, где более 70 % занимает лезвийная обработка резанием. Эту проблему можно решить путем разработки и применения современных инструментальных материалов, обладающих уникальными свойствами. Анализ технологических особенностей изготовления деталей в машиностроении, в частности деталей силовой части газотурбинных двигателей, показал необходимость повышения качества обработанной поверхности этих деталей и эффективности использования современного дорогостоящего оборудования, оснащенного системами числового программного управления и адаптивными системами управления, обеспечивающего широкий диапазон изменения элементов режима резания, вплоть до высокоскоростного. Для выпуска конкурентоспособной продукции как на внутреннем рынке, так и за его пределами, необходимо проведение комплекса мероприятий по оптимизации лезвийной обработки резанием, где наиболее слабым звеном технологической цепочки является режущий инструмент, что отрицательно влияет как на производительность, так и на качество обработанных деталей. В работе представлены результаты исследования особенностей износа режущих инструментов, изготовленных путем спекания порошков на основе быстрорежущей стали. Показано, что порошковые инструментальные материалы на основе быстрорежущей стали, дополнительно легированные карбидом титана (карбидосталь), обладают высокой износостойкостью и их можно классифицировать как новый класс самоорганизующихся инструментальных материалов. Полученные результаты позволяют сделать вывод о целесообразности проведения дополнительного легирования с помощью следующих двух способов воздействия на трение и износ инструментов. Первый – это легирование с помощью соединения, которое позволяет достичь значительного снижения уровня самоорганизации в результате уменьшения коэффициента трения при рабочих температурах. Второй способ – это легирование, которое дает возможность расширять интервал самоорганизации. Применение обоих способов сопровождается переходом к трению с меньшим усилием и тепловой нагрузкой, что подтверждается изменением в износостойкости и триботехнических характеристиках. Как показали исследования, износостойкость такого инструмента в 2 – 3,5 раза выше износостойкости обычных инструментов из быстрорежущей стали.

износостойкость, самоорганизация при трении, инструментальные материалы, триботехнические свойства, вторично-ионная масс-спектрометрия, оже-электронная спектроскопия

1. Верещака А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями. – М.: Машиностроение, 1993. – 336 с.

2. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. – М.: Машиностроение, 1982. – 320 с.

3. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания. – М.: Машиностроение, 1976. – 278 с.

4. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. – М.: Металлургия, 1983. – 528 с.

5. Остафьев В.А. Расчет динамической прочности режущего инструмента. – М.: Машиностроение, 1979. – 168 с.

6. Захарченко И.П. Эффективность обработки инструмента сверхтвердыми материалами. – М.: Машиностроение, 1982. – 224 с.

7. Резников А.Н., Резников Л.А.Тепловые процессы в технологических системах. – М.: Машиностроение, 1990. – 288 с.

8. Бершадский Л.И. Самоорганизация и надежность трибосистем. – Киев: Знание, 1981. – 35 с.

9. Бершадский Л.И. Структурная термодинамика трибосистем. – Киев: Знание, 1990. – 31 с.

10. Гершман И.С., Буше Н.А. Реализация диссипативной самоорганизации поверхностей трения в трибосистемах // Трение и износ. 1995. Т. 16. № 1. С. 61 – 70.

11. Кабалдин Ю.Г. Самоорганизация и нелинейная динамика в процессах трения и изнашивания инструмента. – Комсомольск-на-Амуре: КнАГТУ, 2003. – 236 с.

12. Шульц В.В. Форма естественного износа деталей машин и инструмента. – Л.: Машиностроение. Лен. отд-ние, 1990. – 208 с.

13. Мигранов М.Ш., Шустер Л.Ш. Интенсификация процесса металлообработки на основе использования эффекта самоорганизации при трении. – М.: Машиностроение, 2005. – 202 с.

14. Польцер Г., Эбиленг В., Фирковский А. Внешнее трение твердых тел, диссипативные структуры и самоорганизация // Трение и износ. 1988. Т. 9. № 1. С. 12.

15. Fox–Rabinovich G.S., Kovalev A.I., Shuster L.S. etс. Characteristic features of alloying HSS – based deformed compound powder materials with consideration for tool self – organization at cutting. Part.1. Characteristic features of wear in HSS-based deformed compound powder materials at cutting // Wear. 1997. Vol. 206. Issue 1. P. 214 – 220.

16. Мигранов М.Ш. Повышение износостойкости инструментов на основе интенсификации процессов адаптации поверхностей трения при резании металлов. – Уфа: Изд-во «Гилем АН РБ», 2001. – 229 с.

17. Креймер Г.С. Прочность твердых сплавов. – М.: Металлургия, 1971. – 247 с.

18. Постнов В.В., Шолом В.Ю., Шустер Л.Ш. Методы и результаты оценки контактного взаимодействия применительно к процессам металлообработки. – М.: Машиностроение, 2004. – 103 с.

19. Шустер Л.Ш. Адгезионное взаимодействие твердых металлических тел. – Уфа: Гилем, 1999. – 199 с.

20. Криони Н.К., Мигранов М.Ш. Покрытия и смазки для высокотемпературных трибосопряжений. – М.: Изд-во «Инновационное машиностроение», 2016. – 327 с.