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 структуры, сформированной в процессе изготовления твердосплавного режущего материала. Осуществляют проведение эталонных испытаний на износостойкость в процессе резания материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ при оптимальной или близкой к ней скорости резания. Осуществляют построение эталонной - корреляционной зависимости «исходный параметр - износостойкость». Осуществляют статистический контроль только величины исходного параметра у текущей партии твердосплавных режущих инструментов, а прогнозирование износостойкости для текущей партии твердосплавных инструментов на основании зависимости. В качестве исходного параметра используют величину концентрации водорода, содержащегося в оксидной массе, полученной при окислении твердосплавных режущих инструментов, с увеличением которой износостойкость твердосплавных режущих инструментов группы применяемости Р возрастает. Технический результат: повышение точности и снижение трудоемкости при прогнозировании износостойкости твердосплавных режущих инструментов. 1 з.п. ф-лы, 1 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 1970, №14].

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 деформационное 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, согласно которому сначала воздействуют на каждый инструмент (твердосплавную пластину) из партии, регистрируют параметр контроля, затем выборочно подвергают механическому износу несколько инструментов из партии и определяют режущие свойства инструментов всей партии. Воздействие на каждый инструмент осуществляют путем равномерно распределенного импульсного нагрева, регистрируют хронологическую термограмму, в качестве параметра контроля определяют коэффициент температуропроводности каждого инструмента по результатам выборочного механизма износа в зависимости от коэффициента температуропроводности, а режущие свойства инструментов всей партии определяют, используя полученную зависимость [SU А.С. 1651155, МПК G0IN 3/58, БИ 1991 №19]. Выбранным исходным параметром в данном способе является величина температуропроводности. 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. Температуропроводность всех твердых сплавов отличается на незначительную величину. Поэтому очень сложно определить флуктуации (изменяющие износостойкость) температуропроводности для одной конкретной марки твердого сплава (они практически незаметны). Последнее сопряжено с большими техническими трудностями. Должное обеспечение в этой ситуации операций контроля точными воздействующими, регистрирующими и вспомогательными приборами и устройствами, гарантирующими необходимую точность, повлечет за собой значительное повышение себестоимости контрольных операций. Вследствие этого данный способ контроля является малоперспективным 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;

Т (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 могут 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 сильноразличающихся 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 титан - вольфрам - кобальтовых (группа P) режущих инструментов является повышение точности и снижение трудоемкости при прогнозировании износостойкости твердосплавных режущих инструментов. Прогнозирование основано на тесной корреляционной зависимости между износостойкостью и концентрацией водорода, содержащегося в оксидной структуре твердого сплава, сформированной при окислении твердосплавных режущих инструментов в электрической печи с открытым доступом атмосферного воздуха, при температуре нагрева, соответствующей оптимальной температуре резания данным инструментальным материалом. С увеличением концентрации водорода в оксидной структуре твердых сплавах группы применяемости P износостойкость изготовленных из этих твердых сплавов режущих инструментов при резании сталей и сплавов, вызывающих интенсивный диффузионный износ, возрастает.

Поставленная задача при прогнозировании износостойкости твердосплавных режущих инструментов группы применяемости P в предлагаемом способе решается путем использования выбранного исходного параметра и включает проведение эталонных испытаний режущих инструментов на износостойкость в процессе резания материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ при оптимальной или близкой к ней скорости резания, окисление испытанных режущих инструментов при температуре, соответствующей средней от действующих в зонах контакта, проверку оксидных образцов на изменение величины исходного параметра, 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 инструментов на основании зависимости:

где aЭ и bЭ - постоянные коэффициенты:

из них:

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

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

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

ωЭ1 и ωЭ2 - средние значения величин выбранного исходного параметра, полученные при контроле оксидной массы, сформированной на поверхности твердосплавных режущих инструментов при их окислении для двух выборок образцов, из эталонной партии продукции, отличающийся тем, что с целью повышения точности прогнозирования износостойкости в качестве исходного параметра используют величину концентрации водорода, содержащегося в оксидной массе, полученной при окислении твердосплавных режущих инструментов, с увеличением которой износостойкость твердосплавных режущих инструментов, группы применяемости P возрастает.

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

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

Процессы формирования оксидных пленок на контактных поверхностях режущего клина при резании твердосплавными режущими инструментами группы применяемости P материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ, являются нежелательными. Они еще в большей степени интенсифицируют твердофазные реакции между инструментальным и обрабатываемым материалами и приводят к преждевременным разрушениям режущих инструментов. Все мероприятия, направленные на уменьшение окисления контактных поверхностей режущего клина, приводят к повышению износостойкости твердосплавных режущих инструментов.

Внутренняя структура твердосплавного режущего инструмента группы применяемости P, формирующаяся в процессе изготовления твердого сплава, оказывает большое влияние на его износостойкость. Одной из важнейших характеристик внутренней структуры, определяющей важнейшие физико-механические и эксплуатационные свойства твердосплавных режущих инструментов данной группы, является ее способность поглощать водород. Водород оказывает большое влияние как на формирование самой структуры твердого сплава, так и на процессы, развивающиеся в зонах взаимодействия инструментального и обрабатываемого материалов в процессе резания. Накопление водорода во внутренней структуре твердых сплавов происходит как на стадиях получения порошков, так и при их спекании. Приготовление порошков и спекание твердых сплавов производится в водородосодержащей атмосфере при достаточно высоких температурах. Водород, проникая в глубинные области компонентов твердых сплавов группы применяемости P, участвует в образовании твердых растворов, а также карбогидридных, оксикарбогидридных, карбонитрогидридных и иных соединений. Твердые растворы водорода и особенно указанные водородосодержащие комплексные соединения эффективно экранируют проникновение во внутреннюю структуру инструментального материала атомов и молекул обрабатываемого материала и окружающей газовой среды и соответственно исключают или снижают вероятность образования в процессе твердофазных химических реакций разрыхляющих соединений на поверхности и в объеме компонентов твердого сплава. При резании сталей и сплавов поглощенный на этапе спекания структурой твердого сплава водород в той или иной степени выделяется из структуры, проникает в межконтактные зоны системы инструментальный - обрабатываемый материал, участвует в процессах образования сложных соединений, восстановления образующихся оксидов, оказывает большое влияние на контактные процессы и способствует повышению износостойкости режущих инструментов.

Интенсивное перемещение водорода в составе компонентов твердого сплава приконтактной области, происходящее при эксплуатации твердосплавного режущего инструмента, снижает концентрационный и электрический градиент, необходимый для активной диффузии других элементов в глубинные слои твердого сплава или, наоборот, из глубинных слоев к поверхности. Вследствие этого в приконтактных зонах режущего клина формируются структуры, эффективно препятствующие диффузионным процессам в глубинную структуру твердого сплава элементов, со стороны обрабатываемого материала и окружающей газовой среды. Вероятность твердофазных реакций и окислительных процессов в межконтактном пространстве при этом значительно снижается.

Водород, проникая в межконтактную зону, между режущим и обрабатываемым материалами, участвует в восстановлении образующихся оксидов, а также формирует с ними слоистые оксикарбогидридные соединения. Данная оксикарбогидридная диссипативная структура, между передней поверхностью режущего клина и сходящей стружкой, а также между задней поверхностью режущего клина и обрабатываемой поверхностью стальной заготовки состоит как минимум из двух частей. Одна часть оксикарбогидридной структуры с высоким содержанием водорода и низким содержанием кислорода, прилегающая к контактным - передней и задней поверхностям режущего клина, выполняет преимущественно роль противодиффузионного барьера. Другая часть, находящаяся над первой, так же, как на передней, так и на задней поверхностях режущего клина, но с низким содержанием водорода и с высоким содержанием кислорода, выполняет роль твердой смазки. Выполнение противодиффузионного барьера первым слоем становится возможным вследствие его низкой реакционной активности и плотности. Решение смазочных задач вторым слоем становится возможным вследствие действия высоких температур в зонах контакта, давлений и интенсивной пластической деформации оксикарбогидридной массы, происходящей при резании твердосплавными режущими инструментами группы применяемости P материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ. В состав первого - приконтактного противодиффузионного слоя, располагающегося в приповерхностных слоях твердосплавной структуры, входят элементы компонентов твердого сплава, водород и незначительное количество кислорода. Процесс образования и реконструкции приповерхностного противодиффузионного слоя продолжается в течение всего периода эксплуатации твердосплавного режущего инструмента - с начального и в продолжении всего нормального периода изнашивания его структуры. В состав второго слоя, выполняющего роль твердой смазки, входят элементы обрабатываемого материала, кислород и незначительное количество водорода. Процесс образования и реконструкция слоя, выполняющего роль твердой смазки, также происходит в течение всего периода эксплуатации твердосплавного режущего инструмента. Большое влияние на формирование диссипативной структуры на рабочих гранях твердосплавного режущего инструмента оказывают контактные напряжения. С уменьшением касательной составляющей действующих напряжений качество и эффективность диссипативных образований в зонах контакта возрастает. Нормальные напряжения определяю, как температурный режим в зонах контакта, так и доступность в данную область кислорода атмосферного воздуха. При достаточном поступлении в межконтактное пространство из окружающей газовой среды кислорода на контактных поверхностях преимущественно, образуются оксидные и оксикарбидные структуры. Это приводит к снижению коэффициентов трения и температуры в трибологических зонах. Последние обстоятельства способствуют увеличению нормальных напряжений и плотности контакта. Поступление кислорода в межконтактные пространства при этомзамедляется, а водорода из глубинных слоев структуры твердых сплавов значительно увеличивается. Данному обстоятельству также способствует снижение температуры на контактных поверхностях и высокий концентрационный градиент. В межконтактном пространстве при этом преимущественно образуются гидридные и карбогидридные структуры. Преимущественный характер образования указанных структур приводит к росту касательных напряжений, коэффициентов трения как на задней, так и на передней поверхности режущего клина, температуры на рабочих гранях твердосплавного режущего инструмента, снижению нормальных напряжений и плотности контакта и соответственно созданию более благоприятных условий для поступления в межконтактные области кислорода окружающей газовой среды.

Периодическое формирование в зонах контакта инструментального и обрабатываемого материалов со стороны стружки и обрабатываемой поверхности заготовки преимущественно оксидных, а со стороны инструментального материала преимущественно гидридных структур приводит к установлению термодинамического равновесия между процессами окисления и восстановления в межконтактном пространстве. Процесс успешного функционирования твердосплавных режущих инструментов, определяемый процессами периодического окисления и восстановления межконтактных структур в течение экономически обоснованного периода безаварийной работы твердосплавного режущего инструмента, определяется наличием в структуре композиционного материала достаточного количества водорода.

С увеличением в составе твердых сплавов группы применяемости P водорода вероятность формирования в межконтактной области структур, эффективно препятствующих диффузионным процессам и выполняющим роль твердой смазки, повышается. Отделение внешней части диссипатиной структуры от прилежащей к контактным поверхностям режущего клина внутренней части при реализации смазочных эффектов становится возможным при критическом снижении содержания водорода в верхнем слое, что достигается в процессе эффективного его окисления.

В итоге резание сталей мартенситного, перлитного, ледебуритного классов и других материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ, при наличии в межконтактном пространстве эффективной диссипативной структуры сопровождается достижением режущими инструментами группы применяемости P наибольшей износостойкости.

Из основных компонентов структуры твердых сплавов группы применяемости P наиболее активными поглотителями водорода являются карбид титана, сложный карбид титана и вольфрама, карбид вольфрама, кобальт, графит и их соединения.

Твердые сплавы группы применяемости P наиболее интенсивно насыщаются водородом на этапе их спекания. Процесс взаимодействия формовок твердого сплава с водородом в процессе спекания осуществляется в такой последовательности: на первом этапе происходит физическая адсорбция молекул водорода поверхностью данного сформованного материала. На втором этапе адсорбированные молекулы водорода подвергаются диссоциации на отдельные атомы. Процесс диссоциации реализуется на активных центрах, располагающихся на поверхности и в приповерхностном слое компонентов спекаемого твердого сплава. Водород, диссоциированный на отдельные атомы, приобретает высокую подвижность и диффундирует с большой скоростью во внутреннюю структуру компонентов твердого сплава и межфазное пространство.

Активные центры структуры компонентов твердых сплавов образуют примеси и систему вакансионной дефектности. Примесные элементы входят в состав всех компонентов твердых сплавов группы применяемости P: карбида титана, сложного карбида, карбида вольфрама и кобальта. Система вакансионной дефектости у компонентов формируется в процессе их приготовления. Сюда входит стадия получения порошков, их размол в шаровых мельницах, процесс получения карбидов титана, сложных карбидов и карбида вольфрама. С увеличением температуры карбидизации, в зависимости от наличия тех или иных примесей концентрация вакансий в структуре может как увеличиваться, так и уменьшаться. При этом соотношение между отдельными вакансиями, дивакансиями и вакансионными комплексами также будет изменяться. Образование вакансий в соединениях при карбидизации металлических порошковых элементов происходит в результате твердофазных реакций между ними и атомами углерода вследствие неупорядоченности процессов диффузии металлических элементов из глубинных слоев к поверхности и, наоборот, атомов углерода в глубинные слои металла. При достаточно высокой энергии активации структуры титана и вольфрама, полученной ими на этапе размола, атомы глубинных слоев данных элементов при карбидизации будут активно совершать диффузию к поверхности, образуя высокую концентрацию вакансий в кристаллографической системе центральных областей. При высоком концентрационном градиенте между графитом и металлическими частицами насыщение металлической матрицы углеродом будет происходить с высокой скоростью, а степень вакансионной дефектности будет снижаться. В данном случае процесс аккумуляций водорода структурой карбидных зерен, происходящий при спекании твердосплавных режущих инструментов, будет низким. Если одновременно между графитом и металлическими частицами, например, вследствие наличия в их составе определенных примесей будет существовать низкий концентрационный градиент, то заполнение атомами углерода металлической структуры будет низким. Кристаллическая структура образующегося в этом случае соединения между металлом и углеродом будет иметь высокую степень вакансионной дефектности. В данном случае насыщение структуры карбидных зерен водородом при спекании твердосплавных режущих инструментов группы применяемости P в водородосодержащей среде будет достаточно высоким.

В результате повышения степени пластической деформации частиц кобальтовой компоненты при размолах в шаровой мельнице их способность аккумулировать водород в составе формовок, подвергающихся спеканию в водородосодержащей среде, возрастает. Причем наиболее высокую концентрацию водорода кобальтовая компонента аккумулирует при наличии в ее структуре высокой концентрации вакансий и дивакансий. С увеличением концентрации мелких и крупных пор, объединяющих в группы несколько вакансий, способность кобальтовых частиц аккумулировать водород снижается.

Как правило, на поверхности карбидных зерен изначально располагается повышенная концентрация углерода, находящегося в свободном состоянии, и углерода слабосвязанного с металлической компонентой. Водород при спекании, проникая в межфазную область, располагающуюся между кобальтовой и карбидной компонентами, может взаимодействовать со свободным и слабосвязанным углеродом с образованием в результате газообразных углеводородов. Вследствие последующего удаления газообразных продуктов пространство между составляющими композит компонентами становится свободным от углеродного содержания. Это, в свою очередь, стимулирует процесс твердофазных реакций в особенности между кобальтовой и титановой компонентами. Интенсивность взаимодействия объектов композиции тем выше, чем ниже концентрация углерода в межконтактной области, а также на поверхности и в приповерхностных слоях карбидного зерна. В результате частичного пограничного растворения карбида титана, сложного карбида и карбида вольфрама в кобальте образуются интерметаллиды с плотной структурой и высокой способностью аккумулировать водород. Одновременно с этим увеличивается также и аккумулирующая способность по отношению к водороду и самой кобальтовой структуры. Твердофазные реакции на границах фаз между карбидами и кобальтовой составляющей приводят к повышению термодинамической стабильности инструментальной композиции, ее прочности и жесткости в целом. Получение твердосплавной структурой при участии водорода, отмеченных выше свойств является существенно важным в условиях активной сопротивляемости режущего клина высокотемпературному изнашиванию при действии интенсивных диффузионных потоков вещества как со стороны обрабатываемого материала в тело инструментального материала, так и, наоборот, с его стороны в направлении зон контакта.

Формирующиеся в межконтактном пространстве диссипативные оксикарбогидридные структуры экранируют диффузионные потоки и выполняют роль твердой смазки. Вместе с тем, при достижении в межконтактных пространствах между передней поверхностью режущего клина и стружкой, а также между задней поверхностью режущего клина и поверхностью обрабатываемого материала высоких температур данные оксикарбогидридные образования подвергаются деструктивным изменениям.

При этом нижний слой оксикарбогидридов, располагающийся на поверхности и в приповерхностной области режущего клина, превращается в оксикарбидный слой и теряет в некоторой степени способность к экранированию диффузионных потоков вещества. Только поступление достаточной концентрации водорода из глубинных слоев твердого сплава в межконтактные пространства гарантирует непрерывную реконструкцию состава и строения поверхностных оксикарбогидридов и обеспечивает их высокую эффективность. Наличие высокой концентрации водорода в межконтактной диссипативной структуре и в приконтактных областях твердого сплава существенным образом повышает теплопроводность всей зоны резания. Вследствие этого интенсивный характер отвода тепла от контактных поверхностей режущего клина представляет возможным эксплуатировать твердосплавный режущий инструмент группы применяемости P на более высоких режимах резания, без значительного риска его катастрофического разрушения. Увеличение скорости тепловых потоков в глубинные слои структуры твердого сплава, в свою очередь, препятствует поступлению водорода в зоны контакта. Таким образом, процесс образования диссипативных оксикарбогидридных структур в межконтактных зонах саморегулируется за счет тепловых потоков, распространяющихся в глубинные слои твердого сплава, и обратной по направлению в зоны контакта диффузии водорода. Водород, содержащийся в структуре приконтактной области твердосплавных режущих инструментов, оказывает большое влияние на процессы зарождения и движения дислокаций в результате напряжений, вызываемых силой резания.

Компоненты инструментальных материалов после их получения находятся в состоянии сжатия, растяжения или более сложного напряженного состояния. Действие таких напряжений снижает уровень термодинамической стабильности инструментальной композиции. Высокие значения напряжений сжатия, растяжения или действие более сложной схемы нагрузки в отдельных компонентах твердосплавных режущих инструментов может привести при их эксплуатации к существенному локальному разрушению структуры и явиться основной предпосылкой для дальнейшего обширного разрушения контактных поверхностей режущего клина.

Водород, содержащийся в структуре приконтактной области твердосплавных режущих инструментов группы применяемости Р, оказывает большое влияние на процесс зарождения и движение дислокаций, генерируемых действием высоких температур и сил резания. Наличие водорода приводит к снижению напряжений, ответственных за перемещение дислокационной системы. В итоге стимулируемое водородным участием движение дислокаций в структуре компонентов и в области межфазных границ на начальном этапе эксплуатации твердосплавных режущих инструментов приводит к снижению остаточных напряжений. Это происходит в результате смещения всех элементов структуры в позиции, в которых их внутренняя энергия будет наименьшей из всех возможных. В условиях достигнутого термодинамического равновесия снижается вероятность разрушительных для структуры инструментального материала различных твердофазных реакций с обрабатываемым материалом. При этом также сдвигается в сторону более высоких температур процесс начала взаимодействия контактной поверхности твердосплавного режущего инструмента с элементами окружающей газовой среды. В итоге износостойкость твердосплавных режущих инструментов группы применяемости P при резании материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ, возрастает.

Диссипативные структуры, формирующиеся на контактных поверхностях твердосплавного режущего инструмента, состоят как минимум из двух частей. Первый слой, прилежащий непосредственно, к рабочей поверхности режущего клина, состоит преимущественно из оксикарбогидридов компонентов инструментального материала. Данный слой имеет высокое значение теплопроводности, участвует в интенсивном отводе тепла из контактной зоны в тело режущего инструмента и обеспечивает надежное экранирование диффузионных потоков вещества в основном со стороны твердого сплава. Интенсивность теплоотвода зависит в значительной степени от концентрации водорода в оксикарбогидридном соединении и в приповерхностных слоях твердосплавного режущего инструмента. Второй слой межконтактной диссипативной структуры располагается над первым и состоит преимущественно из оксидов инструментального и обрабатываемого материалов. Данный слой имеет высокое значение теплоемкости, препятствует распространению тепла со стороны обрабатываемого материала в инструментальный твердый сплав, размягчается от действия высоких температур и эффективно выполняет смазочные функции. Периодический унос всего данного слоя или его отдельных частей прирезцовой поверхностью сходящей стружки или обрабатываемой поверхностью заготовки резко снижает тепловую нагрузку в зонах контакта инструментального и обрабатываемого материалов. Реконструкция данного слоя после периодического его разрушения выполняется за счет нижележащего первого слоя. Это происходит вследствие интенсивного окисления внешней поверхности первого слоя после уноса верхнего слоя. Повышенный доступ в зоны контакта кислорода окружающей газовой среды инициируется в это время высокочастотными колебаниями режущего инструмента, вызываемыми прохождением разрушенных частей оксидов вдоль длины контакта стружки с передней поверхностью режущего клина и поверхностью обрабатываемого материала с задней поверхностью режущего клина. Одновременно с реконструкцией второго слоя диссипативной структуры происходит интенсивное насыщение водородом основания первого слоя и его реконструкция.

В составе первого оксикарбогидридного слоя диссипативной структуры присутствуют также оксиды и гидриды.

Образование гидридов, входящих в состав оксикарбогидридного первого слоя, стимулируется высокими температурами и давлениями, а также поступлением в приконтактные области окиси углерода, образующегося при окислении карбидов.

Высокотемпературный диффузионный износ режущих инструментов группы применяемости P включает в себя в том числе окисление карбидов и сублимацию оксидного вещества. Вместе с тем, при некоторых, контролируемых условиях проведения операций резания материалов процессы окисления могут прийти в состояние термодинамического равновесия с процессами восстановления формирующихся оксидных образований. Существование термодинамического равновесия между процессами окисления и восстановления карбидов может быть нарушено процессом полимеризации формирующихся оксидных образований и их сублимации, которые приводят к существенному нарушению целостности структуры, твердых сплавов группы применяемости Р. Это вызывается тем, что в состав твердых сплавов данной группы входит карбид вольфрама, легко подвергающийся окислению. Причем карбид вольфрама может существовать в составе твердых сплавов в виде отдельной фазы, а также в растворе с карбидом титана. Процессу интенсивного окисления, образованию полимерных оксидных комплексов и их сублимации из композиции подвержен в первую очередь карбид вольфрама. Удаление за счет сублимации из структуры этого компонента существенным образом нарушает ее общую и локальную целостность. Снижается уровень напряжений сжатия, растяжения, кручения, сдвига или их комбинаций, необходимых для отделения отдельных смежных с разрушенной позицией элементов, различных по размерам и составу. В итоге твердосплавная композиция в области контактов с обрабатываемым материалом подвергается интенсивному разрушению и теряет свои эксплуатационные свойства. Наличие оксикарбогидридных соединений в приконтактных слоях режущего клина препятствует процессам окисления карбида вольфрама, полимеризации и сублимации оксидных образований. Вследствие этого твердосплавные режущие инструменты данной группы при обработке ими материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ, можно эксплуатировать с более высокими режимами обработки. В этом случае достигается более высокая производительность.

Водород, аккумулируемый структурой твердых сплавов, создает на границах карбидных зерен титана и сложных карбидных зерен с кобальтом гидридные соединения, имеющие высокие тепло- и температуропроводность. Чем больше в состав твердого сплава группы применяемости P входит водорода, тем в большей степени композиция обладает способностью передавать тепло по межфазным границам в свои глубинные слои и т.д. При этом тепловая деструкция структуры карбидных зерен фактически не происходит. В этом случае карбидная фаза твердых сплавов сохраняет основные механические характеристики, такие как твердость, предел прочности на сжатие, предел прочности на растяжение, предел прочности на изгиб, предел прочности на кручение, вязкость разрушения и др. на достаточно высоком уровне.

Таким образом, сочетание высокой тепло- и температуропроводности межфазных границ и высоких механических характеристик карбидных зерен делает возможным для данного класса твердосплавных инструментальных материалов группы применяемости P их эффективное применение при обработке различных материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ.

Таким образом, в результате аккумулирования водорода твердосплавными инструментальными материалами группы применяемости P увеличение эксплуатационных характеристик режущих инструментов происходит за счет образования в зонах контакта диссипативных оксикарбогидридных структур. Достаточное количество водорода, аккумулированное твердосплавной структурой, создает условия для уравновешивания процессов окисления и восстановления диссипативной массы, формируемой в зонах контакта, поддерживает ее термодинамическую стабильность. Снижение интенсивности окислительного износа происходит за счет предотвращения окисления карбида вольфрама, полимеризации оксидных молекул и их сублимации присутствующими в межфазном пространстве водородосодержащими соединениями и свободным водородом.

Эффективность участия водорода в повышении износостойкости твердосплавных режущих инструментов группы применяемости P определяется интенсивностью его перехода в диссипативные оксикарбогидридные и оксигидридные структуры, формируемые в зонах контакта передней и задней поверхности режущего клина со стружкой и обрабатываемым материалом. Износостойкость режущих инструментов в значительной степени зависит от качественных характеристик диссипативных структур, которые, в свою очередь, зависят от наличия в их составе достаточного количества водорода. Вследствие этого определение водорода в оксидных, оксигидридных и оксидных фазах общей оксидной массы, полученной в процессе окисления твердых сплавов, группы применяемости P в электрической печи с открытым доступом атмосферного воздуха является эффективной мерой оценки износостойкости режущих инструментов.

Существенно важной особенностью предлагаемого способа является то, что в соответствии с его приемами - без дополнительных затрат и технических трудностей - представляется возможным проводить более объективную и точную оценку 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 P большое влияние оказывают износостойкие покрытия. Между содержанием водорода у оксидных структур этих твердых сплавов и их эксплуатационными характеристиками наблюдается устойчивая корреляционная связь. И для данных инструментальных материалов соблюдается правило: с увеличением аккумулированного в их оксидной структуре водорода износостойкость режущих инструментов возрастает. Соответственно предлагаемый способ прогнозирования для оценки их эксплуатационных характеристик также применим.

Реализация способа осуществляется, последовательно проходя несколько этапов. Сначала твердосплавные режущие инструменты (режущие пластины) подвергают испытанию в процессе резания материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ. После испытаний на износостойкость режущие пластины тщательно очищают и подвергают окислению в электрической печи с открытым доступом атмосферного воздуха при температуре, близкой к температуре, возникающей в зоне обработки материалов при оптимальной скорости резания. Из образовавшейся на поверхностях режущих инструментов оксидной массы произвольно подбирают навески от 0,2 до 0,3 г, помещают их в специальные тигли, а затем сами тигли поочередно устанавливают в рабочую камеру прибора по определению водорода и определяют в каждом конкретном случае количество водорода в оксидной массе.

Вначале тигель с навеской автоматически взвешивается после включения прибора и автономно размещается между электродами рабочей зоны данного анализатора. Оценка веса водорода при плавлении навески в тигле производится по изменению теплопроводности (электропроводности) несущего газа (аргона). Расчет концентрации водорода в образце - навеске, взятой из оксида твердого сплава, осуществляется также автоматически и оценивается в специальных единицах - ppm. Компьютером водородного анализатора также автоматически вычисляется итоговый результат по содержанию водорода путем умножения определяемой концентрации на 104.

Определение водорода в структуре твердосплавных режущих инструментов группы применяемости P производили с помощью анализатора водорода модели RHEN602 фирмы LECO. Анализатор оснащен системой Windows. Процесс определения водорода в оксидном образце производится при его плавлении в автономной электродной печи в среде газа-носителя (аргона). Концентрация водорода - отношение массы выделившегося при расплавлении образца водорода к массе образца (навески) - оценивается по регистрации теплопроводности газа-носителя, в атмосфере которого производится плавления образца. В свою очередь измерение теплопроводности газа-носителя производится в термокондуметрической ячейке. Сначала графитовый тигель, в котором затем плавится оксидный образец-навеска, подвергается дегазации. Дегазация начинается после помещения пустого графитового тигля (без образца) между электродами и последующего включения анализатора. Вследствие этого электроды сближаются, происходит их замыкание и реализуется режим горения - очистки тигля от атмосферных газов. При этом через тигель проходит ток величиной 800А, разогревающий его до высокой температуры, способствующей высвобождению газов, находящихся на поверхности и в микропорах приповерхностной области графитового тигля. Затем измеряемый на наличие водорода образец помещается в загрузочное устройство, взвешивается и перемещается через шлюзовую камеру из загрузочного устройства в дегазированный тигель. После этого на тигель вновь подается высокий ток, разогревающий тигель и образец, высвобождая при этом газы из плавящегося образца. С тем чтобы предотвратить возможное выделение газов из самого тигля, во время текущего рабочего анализа на тигель подается ток, сила которого несколько ниже (600А) предыдущего тока дегазирования. Процесс плавления образца в тигле производится в среде газа-носителя. Прежде чем попасть в дозированном количестве в термокондуметрическую ячейку с пустым тиглем, а после с тиглем и помещенным в него образцом-навеской, газ-носитель проходит тщательную очистку. Сначала газ из газового баллона через систему трубопроводов проходит через нагретую медь для очистки его от примесей кислорода. Затем газ проходит через специальные химические реагенты для очистки его от CO2 (углекислого газа) и H2O (влаги). Процесс очистки несущего газа, а затем и несущего газа с выделившимся после расплавления образца водородом осуществляется после режима дегазации и соответственно рабочего режима (плавление образца в тигле с рабочим газом носителем). В термокондуметрической ячейке измеряется теплопроводность газа-носителя после режима «дегазация» тигля (без образца) и после плавления образца в тигле. По мере нагревания образца и его плавления (после замыкания электродов) выделяющийся водород и прочий газ попадает в транспортирующий газовый поток и проходит через участок контроля газового потока. Газ вновь проходит через специальные химические реагенты, которые удаляют CO2 и H2O (влагу). Наконец газ образца проходит через измерительную систему термокондуметрическую ячейку, где измеряется теплопроводность несущего газа с выделившимся при плавлении образца водородом. Так как водород имеет очень высокую теплопроводность по сравнению с другими газами, то по изменению теплопроводности несущего газа (в смеси с выделившимся из расплавленного образца водородом) с высокой точностью определяется содержание выделившегося при плавлении оксидной навески водорода в несущем газе. Данные по теплопроводности в отдельности газа носителя и газа носителя с выделившимся, при плавлении навески водородом передаются на аналогово-цифровой преобразователь, а затем компьютерный процессор и, наконец, на дисплей компьютера.

Полностью процесс измерения отображается на экране процессорного блока. Обычно время измерения составляет не более 1 мин. Измерение характеризуется высокой воспроизводимостью результатов, т.к. исключает ошибки, связанные с отбором, подготовкой и анализом отдельных проб оксидных масс, характерные для традиционных методов анализа. Концентрация водорода у оксидной массы твердого сплава определяется компьютерной системой анализатора в соответствии с формулой:

Прогнозирование износостойкости твердосплавных режущих инструментов группы применяемости P при обработке ими материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ, заключается в том, что сначала производят стойкостные испытания твердосплавных режущих пластин из двух выборок партии твердосплавной продукции, определяют износостойкость каждой твердосплавной режущей пластины, определяют средние значения износостойкости для твердосплавных режущих пластин для каждой выборки, производят окисление в электрической печи испытанных на износостойкость твердосплавных режущих пластин, берут навески оксидных масс из окисленных твердосплавных режущих пластин, помещают в анализатор, расплавляют навески, определяют концентрацию выделившегося водорода из каждого образца - оксидной навески, определяют средние значения выделившегося водорода для образцов-навесок для каждой выборки, строят график зависимости износостойкости от концентрации выделившегося водорода. Затем прогнозирование износостойкости у поставляемой партии твердосплавных режущих пластин группы применяемости P производят без испытания их в процессе резания, а только по наличию у них концентрации водорода в их оксидной массе, полученной при окислении твердосплавных режущих пластин. С увеличением водорода в составе оксидной массы твердосплавных режущих пластин их износостойкость при резании материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ, возрастает.

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

На фиг. 1 представлена эталонная зависимость «концентрация водорода - износостойкость», на основании которой производится прогнозирование износостойкости твердосплавных группы применяемости P режущих пластин, при резании ими материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ.

С учетом рассмотренных особенностей взаимодействия твердосплавных инструментальных материалов группы применяемости P с водородом можно констатировать, что на процесс насыщения структуры твердых сплавов водородом оказывают большое количество управляемых факторов, к числу которых относятся, например, основные: состав исходных материалов, предназначенных для получения порошков титана, 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 внутренняя структура твердых сплавов будет аккумулировать наибольший, из возможных, объем водорода. Такой подход обеспечит формирование наиболее оптимальной по составу диссипативной структуры в зонах контакта передней и задней поверхности режущего клина со стружкой и обрабатываемой поверхностью заготовки материала, вызывающего интенсивный диффузионный износ. При этом с увеличением в оксидной массе твердых сплавов группы применяемости Р водорода их износостойкость, при резании материалов, вызывающих интенсивный диффузионный 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 P марки Т30К4 подвергались испытаниям на износостойкость на токарно-винторезном станке модели 163. В качестве обрабатываемого материала использовалась углеродистая сталь 50. Скорость резания при испытаниях выбиралась равной 130 м/мин. Подача и глубина резания принимались соответственно 0,23 мм/об и 1,5 мм. Резание осуществлялось без охлаждения. За критерий затупления принимался износ режущей пластины по задней поверхности, равный 0,8 мм.

Стойкость для образцов из 10 штук первой эталонной партии составила: 27,4; 28,8; 29,6; 30,5; 31,7; 32,3; 33,4; 34,1; 35,4; 36,2 мин. Среднее значение составило 31,94 мин.

Стойкость для образцов из 10 штук второй эталонной партии составила: 27,6; 28,9; 29,8; 30,6; 31,8; 32,4; 33,6; 34,2; 35,7; 36,8 мин. Среднее значение составило 32, 14 мин.

Затем испытанные твердосплавные пластины после химической очистки в ультразвуковой ванне и сушки подвергались окислению в электрической печи с открытым доступом атмосферного воздуха при температуре 900°C. После этого из полученной на поверхности твердосплавных режущих пластин оксидной массы подбирались навески массой в диапазоне от 0,2 до 0,3 г и подвергались обследованию на определение аккумулированного в их структуре водорода. Насыщение оксидной структуры твердосплавных режущих инструментов группы применяемости Р водородом происходило в процессе изготовления отдельных компонентов и последующего спекания композита в целом.

Масса приготовленных оксидных образцов (кусочков в навеске), полученных из первой партии испытанных в процессе резания твердосплавных режущих пластин, составила:0,246; 0,252; 0,264; 0,275; 0,278; 0,282; 0,286; 0.291; 0,296; 0,298 г.

Масса приготовленных оксидных образцов (кусочков в навеске), полученных из второй партии испытанных в процессе резания твердосплавных режущих пластин, составила: 0,254; 0,266; 0,268; 0,270; 0,274; 0,278; 0,280; 0.282; 0,286; 0,294 г.

Подготовленные таким образом навески устанавливают в специальную шлюзовую камеру, помещают в дегазированный графитовый тигель, тигель устанавливают между электродами, производят плавление навески, очищают газовую смесь несущего газа с выделившимся водородом от углекислого газа (CO2) и влаги (H2O), определяют теплопроводность (электропроводность) смеси несущего газа с выделившимся при сгорании водородом и на основании их собственно определяют массу водорода. Процесс определения массы выделившегося (аккумулированного структурой) водорода производится с помощью анализатора RHEN602 фирмы LECO в автоматическом режиме.

Точность определения концентрации выделяющегося водорода из оксидной структуры твердого сплава с помощью данного прибора (анализатора RHEN602 фирмы LECO) составляет 0,02 ppm.

Концентрация водорода в единицах ppm у оксидных образцов, полученных из первой партии режущих пластин, соответственно составила: 0,66; 0,78; 0,84; 0,92, 1,06; 1,12; 1,21; 1,30; 1,42; 1,50. Среднее значение концентрации водорода в ppm составило 1,081.

Концентрация водорода в единицах ppm у оксидных образцов, полученных из второй партии режущих пластин, соответственно составила: 0,74; 0,82; 0,96; 1,08; 1,14; 1,24; 1,32; 1,46; 1,52; 1,62. Среднее значение концентрации водорода в ppm составило 1,190.

На основании полученных ранее результатов по определению износостойкости твердосплавных режущих пластин и концентрации выделившегося при плавлении образцов-навесок водорода строится график зависимости «износостойкость - концентрация выделившегося водорода».

На фиг. 1 представлена зависимость износостойкости режущих пластин из твердого сплава Т30К4 группы применяемости P соответственно для выборок 1 и 2 при обработки ими стали 50 от концентрации аккумулированного их оксидной структурой водорода. Для осуществления прогнозирования износостойкости у твердосплавных режущих пластин в последующей текущей (изготовленной или полученной) и предназначенной для потребления партии инструментальных образцов производят испытание только величины концентрации аккумулируемого их оксидной структурой водорода. Так, например, при прогнозировании износостойкости у очередной партии твердосплавных режущих пластин группы применяемости P на анализаторе RHEN602 с массой оксидных навесок: 0,242; 0,247; 0,252; 0,256; 0,266; 0,272; 0,284; 0,290; 0,292; 0,298 были получены следующие концентрации водорода, в ppm: 0,70; 0,80; 0,88; 1,02; 1,08; 1,16; 1,28; 1,36; 1,48; 1,56. Среднее значение из полученных данных составило 1,132 ppm. В соответствии с вышеприведенными формулами определяют aэ и bэ: aэ=1,835; bэ=29,957, после этого определяют Тпт: Tпт=32,034 мин.

Таким образом, прогнозируемая средняя износостойкость у текущей партии твердосплавных режущих пластин составила 32,034 мин.

Контрольные испытания износостойкости в процессе резания на металлорежущем станке показали следующие результаты по износостойкости: 27,60; 29,40; 29,80; 31,20; 31,80; 32,90; 33,80; 34,90; 35,80; 36,90, мин. Среднее значение составило 32,40 мин.

При осуществлении прогнозирования износостойкости для текущей партии твердосплавных инструментов отпадает необходимость в проведении дорогостоящих и трудоемких испытаний на износостойкость, проводимых на металлорежущих станках. Способ обладает высокой точностью прогноза. Это происходит вследствие тесной корреляционной связи между способностью оксидной массы твердосплавных режущих инструментов группы применяемости P аккумулировать в своей структуре водород и их износостойкостью при резании материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ. Степень корреляционной связи между концентрацией водорода, содержащегося в оксидной структуре твердосплавных группы применяемости P режущих инструментов и их износостойкостью, составляет r=0,84. Степень корреляционной связи между исходным параметром и износостойкостью режущих пластин в соответствии с прототипом составляет r=0,72. 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 углеродистой стали 50, 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 Ρ режущих инструментов по выбранному исходному параметру, включающий проведение испытания на изменение величины исходного параметра от свойств структуры, сформированной в процессе изготовления твердосплавного режущего материала, проведение эталонных испытаний на износостойкость в процессе резания материалов, вызывающих интенсивный диффузионный износ 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 твердосплавных инструментов на основании зависимости:

где aЭ и bЭ - постоянные коэффициенты:


из них:
Tпт - текущая износостойкость в минутах для твердосплавных режущих инструментов, подвергшихся испытаниям, из прогнозируемой текущей партии твердосплавной продукции;
ωпт - текущее значение выбранного исходного параметра, полученное при контроле оксидной структуры 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;
ωэ1 и ωэ2 - средние значения величин выбранного исходного параметра, полученные при контроле оксидной массы, сформированной на поверхности твердосплавных режущих инструментов при их окислении для двух выборок образцов, из эталонной партии продукции, отличающийся тем, что с целью повышения точности прогнозирования износостойкости в качестве исходного параметра используют величину концентрации водорода, содержащегося в оксидной массе, полученной при окислении твердосплавных режущих инструментов, с увеличением которой износостойкость твердосплавных режущих инструментов группы применяемости Ρ 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 приобретенной 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.

Группа изобретений относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения прочности. Устройство содержит образец горной породы, включающий в себя первую поверхность, акустический датчик, индентор и нагрузку.

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 при испытаниях с целью оценки эффективности смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для шлифования. Образец закрепляют в приспособлении, с помощью рычага прикладывают заданные усилия к образцу и шлифуют его абразивным инструментом в среде СОЖ.

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 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 области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры при правке абразивных кругов инструментами из сверхтвердых материалов с помощью искусственной термопары, установленной на торцевой поверхности кристалла. Способ предполагает осциллографирование выходных сигналов термопары. По ним устанавливают значения температуры, которые затем аппроксимируют функцией, впоследствии экстраполируемой до зоны резания. При этом фиксируют значения температуры, которые соответствуют периоду приработки однокристальных инструментов, оснащенных кристаллами из сверхтвердых материалов, имеющими различную длину. Технический результат - повышение точности и достоверности определения контактной температуры. 1 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. Сущность: проводят эталонные испытания на износостойкость в процессе резания материалов, вызывающего интенсивный адгезионный износ при оптимальной или близкой к ней скорости резания. Строят эталонную - корреляционную зависимость «износостойкость - исходный параметр» и осуществляют статистический контроль только величины исходного параметра у текущей партии твердосплавных режущих инструментов, а прогнозирование износостойкости для текущей партии твердосплавных инструментов на основании зависимости. В качестве исходного параметра используют величину относительной диэлектрической проницаемости полиоксидной массы, полученной при окислении твердосплавных режущих инструментов, с уменьшением которой износостойкость твердосплавных режущих инструментов, группы применяемости К, возрастает. Технический результат: повышение точности и снижение трудоемкости при прогнозировании износостойкости твердосплавных вольфрам-кобальтовых групп применяемости К режущих инструментов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх