Современное состояние решения проблемы повышения работоспособности (стойкости) лезвийного инструмента (аналитический обзор) (Решение → 381)

Заказ №39301

Современное состояние решения проблемы повышения работоспособности (стойкости) лезвийного инструмента (аналитический обзор)

На автоматизированных производствах широко используют лезвийный инструмент из композиционных материалов, как правило, на основе карбидов вольфрама, титана, тантала (высокомодульная фаза композита) со связкой из кобальта. Реже применяют материалы на основе алюминия ввиду их высокой хрупкости. Однако, последние, по сравнению со сплавами на основе карбидов, отличаются более высокой упругостью и имеют большую твердость. Работоспособность инструментов определяется их прочностью и износостойкостью. Прочность инструмента зависит от сопротивляемости инструментального материала хрупкому разрушению при резании в результате возникновения напряжений и деформаций. Износостойкость определяется сопротивляемостью инструментального материала поверхностному разрушению режущего клина инструмента от взаимодействия со срезаемым слоем заготовки. Инструментальные материалы на основе карбидов и оксидов при эксплуатационных температурах разрушаются хрупко. Способ повышения работоспособности лезвийного инструмента. Одним из путей решения поставленной задачи является совершенствование структуры сплавов при неизменном химическом составе изменением технологии их изготовления. Структура композиционных инструментальных материалов хорошо изучена и описана в работах [1], [8], [3]. Анализ структур исследуемых 666 сплавов показал, что зерна высокомодульной фазы имеют форму неправильных многогранников, при этом наблюдается неравномерность распределения цементирующей связки. Известно, что прочность данных материалов зависит от размеров зерен высокомодульной фазы. Так, материал с зернами размеров 1мкм прочнее, чем с зернами размером 3 мкм [1], [8]. При хрупком разрушении трещины проходят по границам зерен и цементирующей связки [10]. Установлено, что в структурах рассматриваемых сплавов при охлаждении от температуры спекания до нормальной температуры зерна карбидов находятся в сжатом состоянии [1]. Это объясняется тем, что температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) кобальта больше ТКЛР карбидов. Технология изготовления композитных инструментальных материалов основана на операциях порошковой металлургии: – получение порошков исходных ингредиентов в основном дроблением и механическим разрушением до требуемой дисперсности зерен; – смешивание ингредиентов в заданном соотношении и их прессование; – нагревание до температур расплавления цементирующей связки, выдержка и охлаждение.