Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: осуществляют проведение испытания на изменение величины исходного параметра от свойств поверхностной и объемной структуры, сформированной в процессе изготовления твердосплавного режущего материала. Проводят эталонные испытания на износостойкость в процессе резания материалов, вызывающих интенсивный адгезионный износ при оптимальной или близкой к ней скорости резания. Строят эталонную - корреляционную зависимость «износостойкость - исходный параметр». Контролируют только величину исходного параметра у текущей партии твердосплавных режущих инструментов и прогнозируют износостойкость для текущей партии твердосплавных режущих инструментов на основании зависимости. В качестве исходного параметра используют величину площади гистерезисной петли, полученной при измерении удлинения и последующего укорочения твердосплавного образца, соответственно при нагревании и последующем охлаждении, с увеличением которой износостойкость твердосплавных режущих инструментов, группы применяемости К, возрастает. Технический результат: повышение точности и снижение трудоемкости при прогнозировании износостойкости твердосплавных режущих инструментов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Известен способ определения износостойкости твердых сплавов, заключающийся в том, что испытуемый материал помещают в переменное магнитное поле с напряженностью порядка 5 эрстед, измеряют магнитную проницаемость материала и по градировочному графику «магнитная проницаемость - стойкость», построенному для эталонного образца, определяют величину износостойкости материала [SU А.С. 268720, МПК G01N 3/58, БИ №14, 1970].

Одним из недостатков известного способа является то, что при измерении не учитывается влияние массы и размагничивающего фактора изделий, имеющих часто различные формы и габаритные размеры на величину магнитной проницаемости, что приводит к снижению точности измерений. Кроме того, эксплуатационная характеристика - износостойкость контролируется данным способом посредством оценки физического состояния с помощью относительной магнитной проницаемости только в одной из компонент твердого сплава - кобальтовой связке. Это происходит потому, что карбид вольфрама - парамагнетик и вклад его от намагниченности в общую относительную магнитную проницаемость небольшой. Поэтому с помощью данного способа производится, по существу, оценка относительной магнитной проницаемости кобальта, его количество и деформированное состояние. При этом совершенно не учитываются другие свойства поверхности и объема твердого сплава, в том числе когезионное и адгезионное состояние на границах фаз и в объеме компонентов твердого сплава и т.д. Вследствие рассмотренных причин этот способ отличается низкой точностью при оценке износостойкости твердых сплавов.

Известен способ контроля режущих свойств партии твердосплавных инструментов, в соответствии с которым сначала воздействуют на каждый инструмент (твердосплавную пластину) из партии. Затем по измеренному параметру контроля и по результатам износа отобранного инструмента определяют режущие свойства всей партии инструментов. В качестве воздействия используют равномерно распределенный импульсный нагрев. При этом регистрируют хронологическую термограмму облученного световым потоком инструмента и по ней определяют коэффициент температуропроводности, который используют в качестве параметра контроля, характеризующего режущие свойства. [SU А.С. 1651155, МПК G01N 3/58, БИ №19, 1991]. Выбранным исходным параметром в данном способе является величина температурной проводимости. Основным недостатком данного способа является то, что очень трудно более или менее точно определить скорость распространения тепла в материалах, в которых носителями тепла являются свободные электроны. Твердые сплавы являются такими материалами и теплопередача у них обеспечивается за счет движения электронов. Температурная проводимость всех твердых сплавов отличается на незначительную величину. Вследствие этого при контроле очень сложно определить флуктуации температурной проводимости (изменяющие износостойкость) для одной конкретной марки твердого сплава (они практически незаметны). Кроме того, измерение температурной проводимости сопряжено с большими техническими трудностями. Качественное обеспечение действий проверки в этой ситуации надежными воздействующими, регистрирующими и вспомогательными приборами и устройствами, гарантирующими высокую точность измерений, повлечет за собой значительное повышение себестоимости контрольных операций. Вследствие этого данный способ контроля является мало перспективным для использования как в лабораторных, так и в производственных условиях.

Известен способ прогнозирования износостойкости режущего инструмента, выбранный в качестве прототипа и заключающийся в следующем. Проводят эталонные испытания режущих инструментов при оптимальной или близкой к ней скорости резания, проводят испытания на изменение величины исходного параметра от свойств поверхностной полиоксидной структуры твердого сплава, сформированной в процессе его нагревания, строят эталонную корреляционную зависимость "исходный параметр - износостойкость", выполняют статистический контроль только величины исходного параметра для текущей партии твердосплавных режущих инструментов. После этого прогнозируют износостойкость для текущей партии инструментов на основании зависимости:

где T(текущее), мин - износостойкость в минутах - среднее прогнозируемое время безаварийной работы твердосплавных режущих инструментов, подвергающихся испытаниям, из текущей партии образцов;

T(эталонное), мин - средняя износостойкость в минутах для твердосплавных режущих инструментов из эталонной партии твердосплавной продукции;

τ(эталонное), пс - средняя величина выбранного исходного параметра, полученная при измерении характеристики поверхностной полиоксидной структуры у твердосплавных режущих инструментов из эталонной партии твердосплавной продукции;

τ(текущее), пс - средняя величина выбранного исходного параметра, полученная при измерении характеристики поверхностной полиоксидной структуры у твердосплавных режущих инструментов из текущей контролируемой партии. В качестве исходного параметра при этом используют величину времени жизни позитронов, внедренных в поверхность и приповерхностные слои твердых сплавов и производящих оценку электронной плотности их структуры. По величине электронной плотности прогнозируют износостойкость изготовленных режущих инструментов [SU А.С. 2251095, МПК G01N 3/58, БИ 2005, №12]. Основным недостатком данного способа является высокая организационная сложность в его осуществлении. Для реализации этого способа необходим радиоактивный источник. В соответствии с нормами для его обслуживания существуют высокие требования. Необходимо иметь специальное помещение для его хранения. Измерение соответствующих параметров и обработку полученных результатов может производить только специально подготовленный и обученный персонал. С помощью данного способа производится оценка структуры на атомном уровне и не всегда сопоставление данных результатов с результатами, получаемыми по износостойкости, приводит к точному прогнозу. Данный способ позволяет производить разбраковку - прогнозировать износостойкость твердых сплавов, близких по виду и степени дефектности структуры. Сравнение структур, сильно различающихся по виду и степени дефектности, дает достаточно заметные погрешности в прогнозе износостойкости твердосплавных режущих инструментов. Вследствие этого данный способ прогнозирования износостойкости не совсем точно характеризует эксплуатационные свойства, предопределяемые степенью дефектности структуры, что в итоге снижает степень тесноты корреляционной связи между исходным параметром и износостойкостью режущих инструментов. Тем не менее, данный способ контроля информативно отражает эксплуатационное состояние поверхностной структуры инструментального материала, что важно для установления связи между данной характеристикой и адгезионным износом, в большой степени зависящим от вида и степени дефектности поверхностного слоя, и мы выбираем его в качестве прототипа.

Задачей предлагаемого способа - прогнозирования износостойкости твердосплавных вольфрам-кобальтовых режущих инструментов группы применяемости К является повышение точности и снижение трудоемкости при прогнозировании износостойкости твердосплавных режущих инструментов. Прогнозирование основано на тесной корреляционной зависимости между износостойкостью и площадью дилатометрической гистерезисной петли, получаемой в процессе удлинения образцов при нагревании и последующем их укорочении при охлаждении. С увеличением площади дилатометрической гистерезисной петли, полученной при измерении удлинения и последующего укорочения образцов режущих инструментов, изготовленных из твердых сплавов группы применяемости К, их износостойкость при резании сталей и сплавов, вызывающих интенсивный адгезионный износ, возрастает.

Поставленная задача при прогнозировании износостойкости твердосплавных режущих инструментов группы применяемости К в предлагаемом способе решается путем использования выбранного исходного параметра и включает: проведение испытания на изменение величины исходного параметра от свойств поверхностной и объемной структуры, сформированной в процессе изготовления твердосплавного режущего инструмента, проведение эталонных испытаний на износостойкость в процессе резания материалов при оптимальной или близкой к ней скорости резания, построение эталонной - корреляционной зависимости «исходный параметр - износостойкость», статистический контроль только величины исходного параметра у текущей партии твердосплавных режущих инструментов, прогнозирование износостойкости для текущей партии режущих инструментов на основании зависимости:

где аЭ и вЭ - постоянные коэффициенты:

из них:

Тпт - текущая износостойкость в минутах для твердосплавных режущих инструментов, подвергшихся испытаниям, из прогнозируемой текущей партии твердосплавной продукции;

Sпт - текущее значение выбранного исходного параметра, полученное при контроле твердосплавных режущих инструментов из текущей - контролируемой партии твердосплавной продукции;

Тэ1 и Тэ2 - износостойкость в минутах для двух независимых выборок сменных твердосплавных режущих инструментов из эталонной партии твердосплавной продукции;

SЭ1 и SЭ2 - средние значения величин выбранного исходного параметра, полученные при контроле двух независимых выборок образцов твердосплавных режущих инструментов из эталонной партии твердосплавной продукции.

Согласно изобретению в качестве исходного параметра используют величину площади гистерезисной петли, получаемой при измерении удлинения и последующего укорочения твердосплавного образца соответственно при нагревании и последующем охлаждении, с увеличением которой износостойкость твердосплавных режущих инструментов группы применяемости К возрастает.

В качестве твердосплавных режущих инструментов используют твердосплавные режущие пластины.

В качестве твердосплавных режущих инструментов из эталонной партии используют твердосплавные режущие инструменты из предыдущей партии продукции.

Поверхностная и объемная структура твердосплавного режущего инструмента группы применяемости К, формирующаяся в процессе изготовления твердого сплава, оказывает большое влияние на его износостойкость. Одной из важнейших характеристик поверхностной и объемной структуры, определяющей важнейшие физико-механические и эксплуатационные свойства твердосплавных режущих инструментов данной группы, является ее способность расширяться при нагревании и суживаться при охлаждении. Данная характеристика является одним из основных свойств, характеризующих процесс самоорганизации структуры. С одной стороны, дилатометрические свойства твердых сплавов зависят от состава и свойств поверхностной и объемной структуры. С другой стороны, износостойкость твердосплавных режущих инструментов полностью определяется свойствами поверхностной и объемной структуры. Вследствие этого предлагаемый способ прогнозирования износостойкости режущих инструментов является обоснованным, достаточно надежным и точным.

Количественные изменения объема образцов связаны со свойствами структуры, которые в свою очередь определяют эксплуатационные характеристики твердосплавных группы применяемости К режущих инструментов. На характер и величину изменения геометрических параметров твердосплавных режущих пластин при их нагревании и охлаждении влияет химический состав их компонентов, фазовое состояние карбидных зерен и кобальтовой прослойки, тип химической связи между элементами в компонентах композита, степень взаимодействия компонентов в области границ и т.д.

Процесс нагревания твердосплавных пластин сопровождается их расширением, а процесс охлаждения сужением. Причем скорость расширения при любых температурах нагревания выше скорости сжатия при охлаждении. В итоге изменение линейных размеров у твердосплавных режущих пластин, подвергающихся нагреванию с последующим охлаждением, носит гистерезисный характер. Исходные размеры параметров режущих пластин всегда меньше размеров, полученных после нагревания с последующим охлаждением.

Отношение скорости расширения - удлинения геометрических параметров режущей пластины при нагреве к скорости сужения - укорочения данных параметров при ее охлаждении характеризует структуру инструментального композиционного материала, его физико-механические свойства и в том числе эксплуатационные характеристики.

Кроме простого соотношения в скорости изменения размеров, эксплуатационные свойства твердых сплавов, в большой степени, определяются величиной их абсолютных изменений размеров в процессе нагревания и последующего охлаждения. Последнее происходит вследствие того, что в полостях поверхностной, приповерхностной и объемной структуры при нагревании за счет кислорода окружающей газовой среды и кислорода, находящегося внутри компонентов материала, формируется оксидная масса, препятствующая при охлаждении сужению твердых сплавов, обеспечивающая при эксплуатации твердосплавных режущих инструментов группы применяемости К экранирование межмолекулярного взаимодействия и выполняющая роль твердой смазки. Абсолютное остаточное расширение геометрических параметров, регистрируемое у твердых сплавов после охлаждения, характеризует их способность адсорбировать кислород и производить диссипативную оксидную массу.

Общая величина расширения (сужения) при нагревании (охлаждении) складывается из расширения (сужения) карбидных зерен, кобальтовой прослойки и вещества на границе компонентов. Коэффициенты термического расширения карбида вольфрама и кобальта существенно различаются. Вследствие этого в структуре композита в результате нагревания возникают значительные напряжения. В кобальтовой прослойке - сжимающие, а в карбиде вольфрама - растягивающие. Величина расширения (сужения) указанных субъектов композитного материала зависит от упругости, механической прочности и химической стабильности композитной системы: кобальтовая связка, карбидные зерна, граничные области.

Процесс термического расширения карбидных зерен вольфрама сопровождается раскрытием имевшихся на поверхности трещин и образованием новых трещин наноразмерной величины. Это приводит к увеличению атомной шероховатости и удельной поверхности. Данное обстоятельство приводит к росту адсорбционной емкости карбидной поверхности и увеличению ее адсорбционной активности. При взаимодействии кислорода с наношероховатым рельефом на поверхности образуются тонкие оксикарбидные или оксидные структуры. Оксидная структура на поверхности карбидных зерен может быть как сплошной, так и дискретной. С увеличением исходной дефектности поверхностной структуры карбидных зерен вероятность образования сплошного оксидного покрова возрастает. Процессу объемного окисления карбидных зерен и композита в целом способствует также наличие в их структуре примесного кислорода. Оксидная пленка, формирующаяся на поверхности твердого сплава, в приповерхностных слоях и во внутренних полостях композита имеет высокий удельный объем. При снижении температуры оксидная масса, сформированная в нанополостях поверхностных, приповерхностных слоев и объема, препятствует сужению твердосплавного материала.

С увеличением концентрации поверхностных и приповерхностных наноразмерных трещин у карбидных зерен скорость сужения размеров у твердосплавных образцов при их охлаждении снижается, а полученные конечные размеры не достигают исходных значений, имевшихся до начала нагревания.

При нагревании твердых сплавов в кобальтовой связке реализуются фазовые превращения, связанные с увеличением объема и со снижением плотности структуры. Фазовое преобразование кристаллической решетки обеспечивается за счет сдвиговых процессов в структуре металла. Данный процесс сопровождается в том числе ростом атомной шероховатости поверхности. Вследствие этого возрастает адсорбционная активность ее поверхности по отношению к кислороду и вероятность формирования на ней тонких оксидных структур.

Высокая скорость расширения кобальтовой прослойки при нагревании предопределяет затем снижение скорости сжатия при последующем охлаждении из-за формирования в микро- и нанополостях поверхностной дефектной структуры оксидных образований. Вследствие данных явлений восстановление (укорочение) геометрических размеров твердосплавных пластин замедляется. Окончательные размеры охлажденных образцов всегда несколько выше исходных. В процессе нагревания происходят фазовые превращения в кобальте. С интенсификацией и полнотой процесса фазового превращения в структуре кобальтовой связки, происходящей при нагревании твердосплавных образцов, повышается интенсивность адсорбции кислорода поверхностью и образование поверхностных и приповерхностных тонких оксидных структур в данной металлической составляющей твердого сплава. Наибольший удельный вес фазовых превращений в кобальтовой компоненте осуществляется в приконтактной области на границе с карбидными зернами. Вследствие этого наиболее интенсивная трансформация кобальтовой структуры, выражаемая в ее окислении, происходит при нагревании твердосплавных пластин именно в приконтактной области.

На границе контакта карбидных зерен и кобальтовой прослойки при нагревании и последующем охлаждении также происходят обратимые и необратимые явления. С увеличением температуры нагревания растворимость вольфрама в кобальте на границах их контакта возрастает. Повышается пористость структуры в области межфазных границ. Этому предшествует образование интерметаллического соединения на основе кобальта и вольфрама, рост объема межфазного пространства и снижение его плотности. При этом межфазная граница становится более активным адсорбентом по отношению к газовой среде и, в первую очередь, по отношению к кислороду. В межфазной области происходит более активное образование поверхностных и приповерхностных оксикарбидных, оксидных и иных сложных и комплексных структур. Кроме этого, в зоне контакта компонентов твердого сплава вследствие твердофазных реакций происходят сдвиговые процессы. Последние, в свою очередь, могут приводить к нарушению связи между компонентами твердых сплавов. Нарушению связи в межконтактной области может способствовать повышенная хрупкость комплексных соединений. Последняя может быть связана с неравномерным распределением углерода в составе карбидных зерен и повышенным его содержании на поверхности и в приповерхностных слоях. Контактная область в момент своего наибольшего расширения в наибольшей мере адсорбирует кислород и подвергается наибольшему окислению. Одновременно растягивающие и сжимающие напряжения, действующие между компонентами, приводят к наибольшим разрушениям межфазного пространства. Размеры твердосплавных образцов после нагревания и последующего охлаждения существенно возрастают. Окисление, происходящее в межконтактной области компонентов, вносит значительный вклад в остаточное абсолютное расширение твердосплавных образцов, регистрируемое после охлаждения.

Процессы, происходящие в структуре твердых сплавов при их нагревании и охлаждении в ходе эксплуатации твердосплавных режущих инструментов группы применяемости К, аналогичны рассмотренным процессам, происходящим при нагревании и охлаждении в капсуле дилатометра (приборе, регистрирующем удлинение - укорочение при нагревании - охлаждении твердосплавных образцов). Изменение основных механических, химических и термических характеристик в зоне стружкообразования и на контактных поверхностях режущего инструмента при обработке сталей и сплавов носит циклический характер. Так, например, коэффициенты трения, контактные напряжения и средние температуры в пространстве между инструментальным и обрабатываемым материалом непрерывно изменяются, о чем свидетельствует колебание сил резания. Циклическое изменение средней температуры в межконтактной области вызывается изменением коэффициента трения. Рост коэффициента трения в зоне контакта влечет увеличение касательных напряжений и уменьшение нормальных и наоборот. Увеличение нормальных напряжений приводит к их локализации и уменьшению площади контакта между инструментальным и обрабатываемым материалом. Вследствие этого снижается средняя температура, действующая на площади контакта. Последнее приводит к сжатию кобальтовой прослойки и созданию растягивающих напряжений в карбидных зернах. Расширение карбидных зерен способствует раскрытию у них поверхностных трещин. В свою очередь процесс раскрытия трещин сопровождается интенсивными адсорбционными явлениями. Свежеобразующиеся стенки трещин интенсивно адсорбируют кислород как окружающей газовой среды, так и кислород, поступающий за счет диффузии из глубинных слоев карбидных зерен. Процесс адсорбции кислорода и образование оксидной массы ускоряется интенсивным разложением молекул кислорода на атомы. Этому способствует электрическое поле между стенками трещин. С уменьшением первоначального размера трещины, сопровождающимся ростом толщины оксидных пленок на ее поверхностях, напряженность электрического поля возрастает. Наиболее высокая напряженность электрического поля достигается у поверхностных трещин, имеющих расстояние между стенками, сопоставимое с размерами атомов и молекул. Образование полиоксидной массы в полости трещин, ее выдавливание из полости за счет формирования значительного удельного объема, выполнение ею роли твердой смазки приводит к уменьшению коэффициента трения. В свою очередь снижение коэффициента трения приводит к снижению касательных напряжений в зонах контакта инструментального и обрабатываемого материалов и росту нормальных. Последнее обстоятельство приводит к снижению температуры в межконтактной области. Из-за этого снижается интенсивность адсорбции кислорода полостями трещин и их окисление. Происходит уменьшение производства твердой смазки. Снижение объема смазки влечет к росту коэффициента трения и температуры в зоне контакта. При этом кобальтовая прослойка в твердом сплаве расширяется. На ее поверхности раскрываются короткие трещины, инициирующие адсорбцию и ионизацию молекул кислорода. Кислород при взаимодействии с кобальтом образует в полостях оксидную массу, которая затем также выдавливается и выполняет роль твердой смазки. Вследствие последнего происходит снижение коэффициента трения, касательных напряжений в зоне контакта и температуры в межконтактной области. Снижение температуры приводит к сжатию кобальтовой прослойки и созданию растягивающих напряжений в карбидном зерне и т.д. Таким образом, процесс твердой смазки в зонах контакта композитного материала - твердого сплава группы применяемости К с обрабатываемым материалом, вызывающим интенсивный адгезионный износ, осуществляется периодически как за счет продуктов окисления карбидного зерна, так и за счет окисления кобальтовой связки. Межконтактная зона постоянно интенсивно адсорбирует кислород и подвергается окислению.

Теплота окисления и последующей сублимации образовавшегося оксида для карбида вольфрама несколько меньше чем для кобальта. Вместе с тем коэффициент термического расширения для кобальта в несколько раз выше по сравнению с карбидом вольфрама. Соединение компонентов твердого сплава между собой в композиции осуществляется за счет растворения карбида вольфрама в кобальте. С увеличением растворения карбида вольфрама в кобальте прочность соединения на их границе возрастает. На уровень растворения оказывают влияние степень дефектности их структуры, наличие в составе примесей, фазовое состояние компонентов и др. С увеличением свободного углерода на поверхности карбидных зерен степень растворения карбида вольфрама в кобальте снижается, а прочность соединения на границе данных фаз уменьшается. При увеличении температуры растворимость карбида вольфрама в кобальте возрастает.

Чем выше прочность соединений на межфазных границах, тем выше за счет термического расширения (сжатия) кобальт, при нагревании (охлаждении), оказывает влияние на напряженно-деформированное состояние карбидных зерен. Кобальт за счет расширения (сжатия) при изменении температуры изменяет напряженно-деформированное состояние карбидных зерен и оказывает значительное влияние на сорбционные свойства его поверхности и приповерхностной области. При своем сжатии, инициируемом снижением температуры, кобальтовая прослойка создает растягивающие напряжения в структуре карбидного компонента. За чет раскрытия поверхностных трещин карбидное зерно в данной ситуации переходит в наиболее активное по отношению к кислороду сорбционное состояние. Процесс сопровождается наиболее интенсивным окислением карбида вольфрама и производством твердой смазки. За счет снижения внутренней энергии сама кобальтовая прослойка переходит в более пассивное по отношению к кислороду сорбционное состояние и в меньшей степени подвергается окислению.

Таким образом, при колебании температуры в зоне контакта инструментального и обрабатываемого материалов на этапе ее снижения процесс производства твердой смазки осуществляется за счет окисления карбидного зерна, инициируемого ростом растягивающих напряжений.

С ростом температуры в зоне контакта за счет повышения коэффициента трения кобальтовая прослойка, как более чувствительный компонент, к температурным колебаниям расширяется и переходит в активное сорбционное взаимодействие с кислородом. Ее поверхностная и приповерхностная расширяющаяся дефектная структура интенсивно адсорбирует кислород, а во внутренних полостях поверхностных дефектов формируются оксиды, выполняющие роль твердой смазки. Карбид вольфрама при этом подвергается сжатию, концентрация поверхностных трещин, активных по отношению к кислороду, при этом снижается, а образование оксидной массы в полостях дефектной поверхностной структуры уменьшается.

Таким образом, при колебании температуры в зоне контакта инструментального и обрабатываемого материалов на этапе ее повышения процесс производства твердой смазки осуществляется за счет окисления кобальтовой прослойки, инициируемого ее расширением.

На соотношение периодов, когда твердая смазка генерируется за счет преимущественного окисления одного или другого компонента твердого сплава оказывает влияние множество факторов. Основными из них являются: степень растворения карбида вольфрама в кобальте, уровень стехиометрии карбидных соединений, степень равномерности распределения углерода в карбидном зерне, строение блочной структуры в карбидном зерне, толщина кобальтовой прослойки между карбидными зернами и ее разброс в структуре композита, степень дефектности структуры кобальта, фазовый состав прослойки, размер зерен в кобальтовой прослойке и степень их разориентации, наличие примесей в компонентах.

Периодичность в окислении карбидных зерен и кобальтовой прослойки обеспечивает более высокую упорядоченность и надежность смазочного процесса. При этом одновременно поверхностная и объемная структура компонентов твердых сплавов более эффективным образом преобразуется для последующего производства в ней оксидной диссипативной структуры - твердой смазки. Постепенный характер трансформации карбидной и кобальтовой структуры, на этапах циклического изменения температуры в оксикарбидную и оксидную обеспечивает надежное образование и поступление твердой смазки в межконтактное пространство.

Эффективность твердосплавной структуры режущих инструментов группы применяемости К при обработке ими материалов, вызывающих интенсивный адгезионный износ, предопределяется ее высокой способностью окисляться и производить твердую смазку. Непрерывное и надежное поступление твердой смазки в зону контакта обеспечивает высокую износостойкость режущих инструментов. Твердая смазка - оксидная масса и оксидные пленки интенсивно образуются при наличии в компонентах твердых сплавов открытых и закрытых пор, трещин и их комбинаций, обеспечивающих надежное и достаточное проникновение в структуру газовых элементов и прежде всего кислорода.

Чувствительность структуры к нагреванию и формированию во внутренних полостях оксидных образований оценивается ее безвозвратным расширением. Чем в большей степени структура твердых сплавов после нагревания и последующего охлаждения подвергается остаточному расширению относительно ее первоначальных геометрических размеров, тем в большей степени она после ее изготовления приспособлена для генерации твердой смазки - оксидной массы, тем выше эффективность режущих инструментов при обработке материалов, вызывающих интенсивный адгезионный износ, тем выше их износостойкость.

На процесс образования твердосплавной структуры, обеспечивающей формирование в ней диссипативных оксидных продуктов, необходимых для эффективной и непрерывной смазки поверхностей, находящихся в трибологическом взаимодействии в зонах контакта, оказывают: состав исходных компонентов твердых сплавов, технология процесса насыщения зерен вольфрама углеродом, продолжительность и температурные условия карбидизации, состав и строение карбидных зерен, термодинамические и кинетические характеристики карбидной массы в твердосплавной композиции, наличие примесей, участвующих при спекании в создании эффективной пористой системы, которая призвана на этапах использования режущих инструментов активно адсорбировать кислородную газовую среду.

Наиболее оптимальным образом способность структуры к генерированию твердой оксидной смазки перед использованием твердосплавных, группы применяемости К режущих инструментов, предназначенных для резания материалов, вызывающих интенсивный адгезионный износ, можно оценить при их нагревании до высоких температур и последующем охлаждении, регистрируя общее расширение - сужение. Образующаяся при нагревании во внутренней пористой системе твердосплавного композита оксидная масса препятствует при охлаждении достижения исходных геометрических параметров. В итоге образуется гистерезисная петля, в которой кривая, характеризующая увеличение размеров при нагревании, не совпадает с кривой, характеризующей изменение размеров при охлаждении. Чем больше площадь, образуемая гистерезисом, тем выше способность твердосплавной структуры к образованию твердой смазки и тем выше эксплуатационные характеристики предназначенного для использования режущего инструмента.

Существенно важной особенностью предлагаемого способа является то, что в соответствии с его приемами без дополнительных затрат и технических трудностей представляется возможным проводить более объективный и точный прогноз износостойкости вследствие оперативного анализа и сопоставления текущих контролируемых и эталонных параметров, полученных в широком диапазоне режимов резания и температур резания. На свойства твердосплавных режущих инструментов группы применяемости К большое влияние оказывают различные виды упрочняющей обработки. И в данном случае между площадью гистерезисной петли, получаемой в результате удлинения твердосплавных образцов при нагревании и последующего укорочения при охлаждении, и их эксплуатационными характеристиками наблюдается также устойчивая корреляционная связь. И для данных твердосплавных материалов соблюдается правило: с увеличением способности структуры адсорбировать кислород и генерировать диссипативную оксидную массу - твердую смазку, оцениваемую увеличивающейся площадью гистерезисной петли, износостойкость твердосплавных режущих инструментов возрастает. Соответственно предлагаемый способ прогнозирования для оценки эксплуатационных характеристик упрочненных режущих инструментов также применим.

Реализация способа производится, последовательно проходя несколько этапов. Сначала твердосплавные режущие инструменты, например режущие пластины, подвергают испытанию в процессе резания материалов, вызывающих интенсивный адгезионный износ. После испытаний на износостойкость режущие пластины подвергают разрезанию на электроэрозионном станке. Из каждой режущей пластины вырезают образец с поперечным сечением (2÷3)×(2÷3) мм и длиной 10÷25 мм или любой другой образец с отношением длины образца к площади поперечного сечения, равного (5÷10). Затем образцы очищают, промывают в спиртовом растворе, сушат и помещают в рабочую зону дилатометра - прибора, измеряющего удлинение образца при его нагревании и укорочении при последующем охлаждении.

Расширение - сжатие композиционного материала по всем координатам является равномерным. Поэтому для оценки расширения - сжатия всего твердосплавного образца следует ограничиться оценкой его удлинения - укорочения.

Вклад в удлинение и последующее укорочение соответственно при нагревании и охлаждении твердосплавных образцов в одинаковой степени вносят как поверхностные, так и объемные области. Вследствие этого измерение абсолютного удлинения и укорочения образцов с целью оценки их адсорбционной активности и способности к генерированию оксидной массы в полостях дефектной структуры производили на приборе, оценивающем в комплексе при нагревании и последующем охлаждении оба компонента - как поверхность, так и объем твердосплавного инструментального материала. Такими приборами являются дилатометры.

Измерение коэффициента термического расширения образцов, полученных из твердосплавных режущих пластин группы применяемости К, производят на высокотемпературном дилатометре DIL402PC. Нагревание образцов производят в пространстве между керамическими прободержателями в диапазоне температур от 25 до 900°С в условиях открытой атмосферы. Скорость нагревания составляет 20-30°С/мин. Образцы нагревают до заданной температуры, делают выдержку при данной температуре в течение 5 минут, затем выключают нагревание и образец подвергается естественному охлаждению. В процессе нагревания, выдержки и охлаждения производится непрерывная регистрация изменения длины образцов. Сначала при нагреве - удлинение, а затем при последующем охлаждении - укорочение.

Дилатометр оснащен компьютером и соответствующими программами для обработки полученных данных и построения зависимостей, а также для определения получаемой в итоге площади между кривой, характеризующей процесс удлинения при нагревании, и кривой, характеризующей процесс укорочения при охлаждении.

Сопоставление износостойкости режущих инструментов группы применяемости К в процессе обработки ими материалов, вызывающих интенсивный адгезионный износ, и площади гистерезисной петли, полученной при измерении удлинения и последующего укорочения образцов соответственно при нагревании и последующем охлаждении, позволяет производить в дальнейшем прогнозирование эксплуатационных характеристик твердосплавной продукции, приобретаемой потребителем, без дорогостоящих ее испытаний на металлорежущих станках, ограничиваясь измерениями на дилатометре.

Измерение удлинения и укорочения соответственно при нагревании и последующем охлаждении характеризуется высокой точностью и воспроизводимостью результатов.

Прогнозирование износостойкости твердосплавных режущих инструментов группы применяемости К при обработке ими материалов, вызывающих интенсивный адгезионный износ, заключается в том, что сначала производят стойкостные испытания твердосплавных режущих пластин, взятых из двух выборок у полученной партии твердосплавной продукции, определяют износостойкость каждой режущей пластины, определяют средние значения износостойкости для режущих пластин из каждой выборки, производят подготовку образов (производят вырезание образцов необходимых размеров из использованных твердосплавных режущих пластин на электроэрозионном станке), очищают образцы в спиртовом растворе, подвергают образцы сушке и, наконец, помещают по очереди в алундовую ячейку дилатометра DIL402PC для проведения измерений. Кривые зависимости укорочения от снижения температуры всегда не совпадают с кривой зависимости удлинения от температуры вследствие интенсивного окисления внутренней структуры и частично безвозвратного расширения объема. На основании измерений и получения зависимостей удлинения и укорочения образцов соответственно при нагревании и охлаждении определяют площадь гистерезисной петли.

При сравнении результатов по износостойкости режущих инструментов, полученных в процессе испытания их на металлорежущем станке, и результатов, полученных при измерении образцов на дилатометре, между ними была установлена тесная корреляционная связь. В соответствии с последней износостойкость режущих инструментов увеличивается с увеличением площади гистерезисной петли, полученной между кривой, отражающей абсолютное удлинение образцов при нагревании, и кривой, отражающей их абсолютное укорочение при охлаждении.

При этом для прогнозирования износостойкости используют зависимость (1), а также пользуются графиком зависимости «износостойкость - площадь гистерезисной петли», полученным ранее при испытании - прогнозировании износостойкости эталонных (первичных) партий твердосплавных режущих пластин.

На фиг. 1 представлена эталонная зависимость «износостойкость - площадь гистерезисной петли», на основании которой производится прогнозирование износостойкости твердосплавных группы применяемости К режущих пластин при резании ими материалов, вызывающих интенсивный адгезионный износ.

На фиг. 2 представлена схематическая зависимость изменения удлинения и последующего укорочения нескольких твердосплавных образцов при их нагревании, выдержке и последующем охлаждении: 1 и 1, 2 и 2, 3 и 3, 4 и 4, 5 и 5 соответственно для первого, второго, третьего, четвертого и пятого образцов.

Формирование структуры режущих инструментов, способной активно адсорбировать при нагревании кислород и другие газовые элементы и подвергаться окислению, происходило в процессе изготовления отдельных компонентов и последующего спекания композиции. Остаточное удлинение образцов после нагревания и последующего охлаждения отражает концентрацию адсорбированного структурой кислорода и образование оксидной массы в поверхностной, приповерхностной и внутренней структуре твердого сплава, характер изготовления составляющих компонентов и композиции в целом.

С учетом рассмотренных особенностей взаимодействия твердосплавных инструментальных материалов группы применяемости К с кислородом можно констатировать, что на процесс адсорбции твердым сплавом кислорода и формирование в структуре оксидной массы, создающей необратимое укорочение твердосплавных образцов, оказывает влияние большое количество управляемых факторов, к числу которых относятся, например, основные: состав исходных материалов, предназначенных для получения порошков вольфрама, кобальта, графита, наличие у них тех или иных примесей, технология получения указанных порошков, технология получения карбидов, особенности размола и механоактивации порошков, особенности процесса спекания компонентов твердых сплавов, состав газовой среды, используемой при получении порошков и их спекании. Путем целенаправленного управления и регулирования указанными факторами можно создать условия, при которых структура твердых сплавов будет адсорбировать наибольший из возможных объем кислорода. Вследствие этого в поверхностной, приповерхностной и объемной структуре композита будет формироваться наибольший объем оксидной массы, способствующей при нагревании и последующем охлаждении получению наибольшей площади петли гистерезиса. Такой подход обеспечит формирование наиболее оптимальной внутренней структуры твердых сплавов при их изготовлении. При этом с увеличением способности структуры твердых сплавов группы применяемости К адсорбировать кислород и генерировать оксидную массу, их износостойкость при резании материалов, вызывающих интенсивный адгезионный износ, возрастает.

Пример осуществления способа прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов. Сначала полученные при выборке две партии (принятые в качестве эталонных) в количестве по 10 штук каждая твердосплавных режущих пластин группы применяемости К марки ВК8 подвергались испытаниям на износостойкость на токарно-винторезном станке модели 163. В качестве обрабатываемого материала использовалась хромоникелевая аустенитная сталь 10Х17Н13М2Т, вызывающая интенсивный адгезионный износ режущего инструмента. Скорость резания при испытаниях выбиралась равной 70 м/мин. Подача и глубина резания принимались соответственно 0,23 мм/об и 1,5 мм. Резание осуществлялось без охлаждения. За критерий затупления (потери режущих свойств) принимался износ режущей пластины по задней поверхности, равный 0,6 мм.

Стойкость (T1i) для образцов из 10 штук первой эталонной партии составила: 22,6; 23,2; 23,9; 24,7; 25,3; 26,5; 27,4; 29,6; 31,1; 31,9 мин. Среднее значение стойкости составило 26,62 мин.

Стойкость (T2i) для образцов из 10 штук второй эталонной партии составила: 23,3; 25,5; 26,2; 27,1; 27,9; 28,2; 29,7; 30,1; 31,2; 31,8 мин. Среднее значение стойкости составило 28,11 мин.

Затем из испытанных твердосплавных режущих инструментов (режущих пластин) на электроэрозионном станке вырезали образцы для определения у них способности адсорбировать кислород и формировать в их поверхностной, приповерхностной и объемной структуре оксидную массу. Длина образцов составляла 14 мм, а поперечное сечение 1,5×1,5 мм. Увеличение удлинения при нагревании и последующее укорочение при охлаждении измеряли с помощью дилатометра с горизонтальным толкателем модели DIL402PC. На основании измерения абсолютного удлинения и последующего укорочения определяли площадь гистерезисной петли. Она характеризует способность твердых сплавов адсорбировать кислород и формировать в своей структуре оксидную массу. Чем выше эта способность, тем эффективнее экранируется межмолекулярное взаимодействие в зонах контакта инструментального и обрабатываемого материалов, тем эффективнее осуществляется в зонах контакта смазка за счет оксидной массы, имеющей кристаллическую решетку с множеством плоскостей легкого скольжения, тем выше итоговая износостойкость режущих инструментов группы применяемости К при обработке ими материалов, вызывающих интенсивный адгезионный износ. С увеличением площади гистерезиса износостойкость возрастает.

Итогом контроля твердосплавных образцов на дилатометре является определение кривой абсолютного их удлинения при нагревании и кривой абсолютного укорочения при охлаждении, на основании которых определяется площадь гистерезисной петли, отражающей свойства твердосплавных режущих пластин адсорбировать кислород и формировать в своей структуре оксидную массу (оксидные пленки, оксидные островковые образования, оксидные образования, формирующиеся в полостях дефектов). Графики типовых зависимостей изменения абсолютных удлинений и последующих укорочений после прекращения нагревания от температуры представлены на фиг. 2. С помощью специальной компьютерной программы затем определяли площадь между кривыми, отражающими нагревание и последующее охлаждение. Площадь S гистерезисной петли обозначается произведением абсолютного удлинения (укорочения) в миллиметрах и температуры в градусах по Цельсию - (мм × °С). Для первой партии режущих пластин получили следующие данные по интегральному параметру S1i (величине площади между конкретными кривыми абсолютного удлинения и последующего укорочения) в порядке соответственно с их ранее полученной при испытаниях износостойкостью: 68,2; 70,0; 72,1; 74,0; 75,3; 76,7; 78,4; 82,4; 83,3; 86,2 (мм × °С). Средняя величина значений для полученных площадей составила: 76,66 (мм × °С)

Для второй партии режущих пластин получили следующие данные по параметру S2i (величине площади гистерезисной петли) между конкретными кривыми, характеризующими удлинение и последующее укорочение для режущих пластин, в порядке соответственно также с их ранее полученной при испытаниях износостойкостью: 69,2; 71,4; 73,3; 75,3; 77,2; 78,7; 80,1; 81,9; 83,4; 86,1 (мм × °С). Средняя величина значений для полученных площадей составила: 77,66 (мм × °С)

На основании полученных ранее результатов по определению износостойкости твердосплавных режущих пластин (Тмин) и значений площади S гистерезисной петли, характеризующей интенсивность адсорбции твердыми сплавами кислорода и способность их генерировать оксидную массу, строится график зависимости «износостойкость - Т - площадь гистерезисной петли между кривой нагревания и последующего охлаждения - S»

В соответствии с вышеприведенными формулами определяют аэ и bэ. аэ=1,49; bэ=87,60.

На фиг. 1 представлена зависимость износостойкости режущих пластин из ВК8 группы применяемости К соответственно для выборок 1 и 2 при обработке ими хромоникелевой стали аустенитного класса 10Х17Н13М2Т от площади гистерезисной петли. Для осуществления прогнозирования износостойкости у твердосплавных режущих пластин в последующей текущей (изготовленной или полученной) и предназначенной для потребления партии твердосплавной продукции производят измерение только площади гистерезисной петли между кривой, характеризующей абсолютное удлинение, и кривой, характеризующей абсолютное укорочение у образов, вырезанных из вышеуказанных режущих пластин. Так, например, при прогнозировании износостойкости у очередной партии твердосплавных режущих пластин группы применяемости К на дилатометре с горизонтальным толкателем модели DIL402PC были получены следующие значения величины площади S гистерезисной петли для твердосплавных пластин: 69,7; 71,0; 72,3; 75,2; 77,4; 78,0; 80,0; 81,4; 84,0; 86,9 (мм × °С). Среднее значение из полученных данных составило 77,59 (мм × °С). В соответствии с вышеприведенными формулами, а также полученными ранее аэ и bэ определяют Тпт. Тпт=28,01 мин.

Таким образом, прогнозируемая средняя износостойкость у текущей партии твердосплавных режущих пластин составила 28,01 мин.

Контрольные испытания износостойкости в процессе резания на металлорежущем станке показали следующие результаты по износостойкости: 22,7; 24,6; 24,9; 26,4; 26,8; 27,4; 28,0; 29,2; 30,1; 32,2 мин. Среднее значение составило 27,23 мин.

При осуществлении прогнозирования износостойкости для текущей партии твердосплавных инструментов отпадает необходимость проведения дорогостоящих и трудоемких испытаний на износостойкость на металлорежущих станках. Способ обладает высокой точностью прогноза. Это происходит вследствие тесной корреляционной связи между площадью гистерезисной петли (способностью твердых сплавов адсорбировать и генерировать в своей структуре оксидную массу) и износостойкостью режущих инструментов группы применяемости К при резании ими материалов, вызывающих интенсивный адгезионный износ. Степень корреляционной связи между площадью гистерезисной петли, полученной для образцов из твердых сплавов группы применяемости К, и износостойкостью режущих инструментов, полученных из этой же группы твердых сплавов, составила r=0,90. Степень корреляционной связи между исходным параметром и износостойкостью режущих пластин в соответствии с прототипом составила r=0,80. При сравнении данных прогноза износостойкости, полученных в соответствии с прототипом, по предлагаемому способу, а также в результате контрольных экспериментальных исследований износостойкости, выполненных в процессе резания хромоникелевой стали аустенитного класса, выявлено, что результаты, полученные в соответствии с прототипом, отличаются от контрольных испытаний на 15-20%, в то время как результаты, полученные по предлагаемому способу, отличаются лишь на 5-10%.

Таким образом, предлагаемый способ контроля - прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов может быть использован с достаточно высокой экономической эффективностью на предприятиях, изготавливающих или потребляющих твердосплавную продукцию.

1. Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных группы применяемости К режущих инструментов, по выбранному исходному параметру, включающий проведение испытания на изменение величины исходного параметра от свойств поверхностной и объемной структуры, сформированной в процессе изготовления твердосплавного режущего материала, проведение эталонных испытаний на износостойкость в процессе резания материалов, вызывающих интенсивный адгезионный износ при оптимальной или близкой к ней скорости резания, построение эталонной - корреляционной зависимости «износостойкость - исходный параметр», статистический контроль только величины исходного параметра у текущей партии твердосплавных режущих инструментов, прогнозирование износостойкости для текущей партии твердосплавных режущих инструментов на основании зависимости:

где аЭ и bЭ - постоянные коэффициенты:


из них:
Тпт - текущая износостойкость в минутах для твердосплавных режущих инструментов, подвергшихся испытаниям, из прогнозируемой текущей партии твердосплавной продукции;
Sпт - текущее значение выбранного исходного параметра, полученное при контроле твердосплавных режущих инструментов из текущей - прогнозируемой партии твердосплавной продукции;
Тэ1 и Тэ2 - износостойкость в минутах для двух независимых выборок сменных твердосплавных режущих инструментов из эталонной партии твердосплавной продукции;
S э1 и Sэ2 - средние значения величин выбранного исходного параметра, полученные при контроле двух выборок образцов твердосплавных режущих инструментов из эталонной партии продукции, отличающийся тем, что в качестве исходного параметра используют величину площади гистерезисной петли, полученной при измерении удлинения и последующего укорочения твердосплавного образца соответственно при нагревании и последующем охлаждении, с увеличением которой износостойкость твердосплавных режущих инструментов группы применяемости К возрастает.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве твердосплавных режущих инструментов используют твердосплавные режущие пластины.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве твердосплавных режущих инструментов из эталонной партии используют твердосплавные режущие инструменты из предыдущей партии продукции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для выбора оптимальных режимов шлифования. Для этого осуществляют экспресс-контроли режимов шлифования путем обработки детали, закрепленной на координатном столе, имеющем продольное, поперечное и вертикальное перемещения, под объективом оптического устройства.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано в машиностроении для ускоренной автоматизированной оценки обрабатываемости как традиционно применяемых сталей и сплавов в изменяющихся условиях резания, так и новых марок сплавов, наплавленных и композиционных материалов и т.д.

Использование: для определения ударной вязкости испытуемого образца. Сущность изобретения заключается в том, что собирают акустические данные от акустического датчика с помощью средства сбора акустических данных при приложении к испытуемому образцу нагрузки, при этом указанный акустический датчик связан с испытуемым образцом; определяют одну или более фоновых точек с помощью средства определения фоновых точек; определяют одну или более точек возможного акустического события с помощью средства определения точек возможного акустического события; интерполируют кривую характеристики фонового шума с использованием фоновых точек с помощью средства интерполяции кривой характеристики фонового шума; определяют одну или более точек фактического акустического события с использованием точек возможного акустического события и кривой характеристики фонового шума с помощью средства определения точек фактического акустического события; и вычисляют площадь акустического события, заключенную между точкой фактического акустического события и кривой характеристики фонового шума с помощью средства вычисления площади фактического акустического события.

Устройство и способ исследования образцов горной породы, основанные на явлении акустической эмиссии. Для осуществления исследования образца горной породы заявленным способом исследуемый образец помещается в заявленное устройство, содержащее в своей конструкции камеру повышенного давления и один или более акустических датчиков, присоединяемых к исследуемому образцу горной породы, с возможностью передачи сигналов.

Использование: для тестирования истинной прочности или жесткости твердых или сверхтвердых компонентов, используя акустическую эмиссию. Сущность изобретения заключается в том, что устройство тестирования на основе акустической эмиссии содержит тестируемый образец, включающий твердую поверхность, акустический датчик, индентор, соединенный с твердой поверхностью, и нагрузку.

Изобретение относится к области испытания материалов и может использоваться при испытании алмазной кольцевой коронки для колонкового бурения. Сущность: на корпусе коронки формируют одинаковые пары алмазосодержащих режущих секторов, расположенные по окружности корпуса коронки под углом 180° друг к другу, причем высота каждой пары секторов убывает по ходу вращения буровой коронки.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания сплавов, покрытий и других материалов, работающих в условиях высокотемпературной эрозии, характерных для труб топочных экранов бойлеров тепловых электростанций.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к железнодорожному транспорту, и может быть использовано при испытаниях пар трения по определению предельных нагрузок и триботехнических характеристик.

Использование: для определения эрозионной стойкости твердых микро- и нанообъектов при воздействии кавитации. Сущность изобретения заключается в том, что одну грань исследуемого объекта упрочняют, после чего проводят кавитационное воздействие в герметичной камере с жидкостью при избыточном гидростатическом давлении, обработку исследуемого объекта ведут гидроакустическим потоком при плотности мощности ультразвукового излучения, достаточной для нахождения исследуемого образца во взвешенном состоянии, оценивают эрозионную стойкость по состоянию рельефа поверхности, его геометрическим и объемным параметрам по сравнению с первоначальным состоянием объекта.

Изобретение относится к технологии оценки качества смазочных масел, в частности к определению их смазочной способности. Способ определения смазывающей способности масел заключается в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через нее электрический ток, измеряют постоянный ток при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, пробу масла постоянной массы нагревают при определенной температуре в течение постоянного времени.

Изобретение относится к области определения свойств материалов в условиях сухого трения, преимущественно для испытания структурных зон металла, образующихся в результате сварочных технологических процессов или локальной поверхностной термической обработки концентрированными источниками нагрева.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания металлов и сплавов, а также композиционных материалов и покрытий на стойкость к абразивному изнашиванию при нормальной и повышенных температурах.

Изобретение относится к области триботехнических испытаний материалов и может быть использовано при создании новых сталей и сплавов с особыми свойствами для тяжелых условий эксплуатации, а также при оценке работоспособности модифицированных поверхностей и покрытий.

Трибометр // 2559798
Изобретение относится к испытательным и обкаточным стендам. Трибометр состоит из предметного стола, ограничивающей рамки, заполняемой пробой насыпного груза, навески и тягового органа для предметного стола с прибором для определения его тягового усилия.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при определении стойкости инструмента методом, основанным на корреляции между магнитными и физико-механическими свойствами. Для определения стойкости инструмента, работающего в составе пресса для холодной обработки металлов давлением при рабочей нагрузке в плоскости, перпендикулярной плоскости обработки, измеряют коэрцитивную силу на наиболее нагруженных участках инструмента в процессе его эксплуатации. Измерение производят в плоскости обработки в направлениях, параллельном и перпендикулярном плоскости рабочей нагрузки на инструмент. Полученные значения сопоставляют с критическими и производят оценку текущего ресурса инструмента. Для оценки используют наименьшее из рассчитанных по приведенным формулам значений текущего ресурса. В результате при определении стойкости инструмента обеспечивается учет влияния конструкции и материала инструмента, степени износа и рабочей нагрузки на технологической операции, что позволяет повысить точность определения. 2 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: осуществляют проведение испытания на изменение величины исходного параметра от свойств поверхностной и объемной структуры, сформированной в процессе изготовления твердосплавного режущего материала. Проводят эталонные испытания на износостойкость в процессе резания материалов, вызывающих интенсивный адгезионный износ при оптимальной или близкой к ней скорости резания. Строят эталонную - корреляционную зависимость «износостойкость - исходный параметр». Контролируют только величину исходного параметра у текущей партии твердосплавных режущих инструментов и прогнозируют износостойкость для текущей партии твердосплавных режущих инструментов на основании зависимости. В качестве исходного параметра используют величину площади гистерезисной петли, полученной при измерении удлинения и последующего укорочения твердосплавного образца, соответственно при нагревании и последующем охлаждении, с увеличением которой износостойкость твердосплавных режущих инструментов, группы применяемости К, возрастает. Технический результат: повышение точности и снижение трудоемкости при прогнозировании износостойкости твердосплавных режущих инструментов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх