Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ УПРОЧНЕНИИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЕ

Полный текст:

Аннотация

В статье приведены результаты экспериментального исследования тепловых процессов при упрочнении металлорежущего инструмента в низкотемпературной плазме комбинированного разряда на установке «Хром».

На первом и втором этапах исследования было определено влияние подводимой в зону обработки СВЧ-мощности на прохождение температурного фронта в системе «плазма – инструмент – держатель» в ходе процессов нагрева и охлаждения инструмента и формирование значений температуры в корпусе держателя инструмента вне зоны плазменного воздействия, т. е. лаговой температуры.

Результаты выполнения первого этапа позволили установить, что приращение лаговой температуры определяется степенью протекания амбиполярных процессов как вблизи нижней границы плазмы (на низких уровнях подводимой СВЧ-мощности), так и во всем дрейфовом пространстве (на высоких уровнях подводимой СВЧ-мощности).

Результаты выполнения второго этапа показали, что преобладание в начальной стадии нагрева тенденции распространения больших потоков тепла, подводимого из плазмы, в объем инструмента может привести к перегреву и отпуску инструментальной матрицы. Причиной является «запирание» тепла в зоне нагрева, поскольку к этому моменту еще не сформировался канал его отвода через конвективное излучение и на массивные теплоемкие элементы (держатель и хвостовик инструмента), скорость распространения которого значительно выше скорости распространения фронта температуры.

На третьем этапе при исследовании влияния скорости изменения температуры на физико-механические свойства инструмента, сформированные в процессе его изготовления, было установлено, что изменение скорости роста температуры и времени отключения плазмы может существенно изменить эксплуатационную надежность инструмента.

В целом результаты исследования позволили показать, что для получения воспроизводимых результатов упрочнения, удовлетворяющих критериям создания на поверхности рабочей части инструмента слоя с заданными структурой и физико-механическими свойствами, процессом распространения потока тепла в зоне плазменной обработки необходимо управлять.

Об авторах

Борис Максович Бржозовский
Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, Саратов
Россия

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Проектирование технических и технологических комплексов»



Владимир Васильевич Мартынов
Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, Саратов
Россия

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Проектирование технических и технологических комплексов»



Елена Петровна Зинина
Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, Саратов
Россия

доктор технических наук, доцент кафедры «Проектирование технических и технологических комплексов»



Список литературы

1. Григорьев С.Н. Методы повышения стойкости режущего инструмента. М.: Машиностроение, 2009. 368 с.

2. Лашманов В.И. Повышение износостойкости инструмента // ПРОинструмент. 2002. № 18. С. 16–18.

3. Наукоемкие технологии упрочнения инструмента / А.С. Верещака [и др.] // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2013. № 6. С. 19–24.

4. Котков Ю.К., Наумов А.Г. Повышение износостойкости металлорежущего инструмента из быстрорежущих сталей // Физика трибологических систем: сб. ст. Иваново: Иванов. хим.-техн. ин-т, 1988. С. 94–98.

5. Боровушкин И.В. Повышение стойкости режущего инструмента ионно-плазменным напылением // Станки и инструменты деревообрабатывающих производств: межвуз. сб. науч. тр. Л.: Ленинград. лесотехнич. академия, 1988. С. 30–33.

6. Повышение стойкости режущего инструмента путем изменения адгезионно-прочностных свойств износостойкого покрытия / В.П. Табаков [и др.] // Станки и инструмент. 1990. № 3. С. 22–23.

7. Мигранов М.Ш. Исследование износостойких покрытий для режущего инструмента с нанокристаллической структурой // Известия вузов. Машино-строение. 2005. № 1. С. 56–62.

8. Верещака А.С., Терентьев И.П. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение, 1986. 192 с.

9. Смольников Е.А. Термическая и химико-термическая обработка инструментов в соляных ваннах. М.: Машиностроение, 1989. 148 с.

10. Разработка и внедрение технологии химико-термической обработки деталей и инструмента в условиях тлеющего разряда: отчет о НИР № ГР 80005837; инв. № 02840 035457. М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1983. 106 с.

11. Мультислойные наноструктурные покрытия TiAlN/ZrNbN/CrN, полученные методом Arc-PVD, для режущего твердосплавного инструмента / И.В. Блинков [и др.] // СТИН. 2012. № 5. С. 18–24.

12. Курочкин А.В. Технологические особенности многофункциональных наноструктурированных покрытий для режущего инструмента // Вестник РГАТА. 2010. № 3. С. 166–172.

13. Плазмохимическое упрочнение инструментальных сплавов / В.Б. Тригуб [и др.] // Разработка, производство и применение инструментальных материалов: сб. докл. VI республ. семинара. Киев: Ин-т проблем материало-ведения им. И.Н. Францевича АН УССР, 1990. С. 45–46.

14. Бровер Г.И., Шульга А.А., Русин П.И. Особенности лазерной и электронно-лучевой обработки инструментальных сталей // Электронная обработка материалов. 1989. № 1. С. 15–18.

15. Повышение стойкости быстрорежущего инструмента ионно-лазерным поверхностным упрочнением / В.Н. Латышев [и др.] // Станки и инструмент. 2005. № 6. С. 17–20.

16. Дашкевич И.П., Княжевская Г.С., Томашевич Ю.Г. Плазменное упрочнение металлообрабатывающего инструмента и штамповой оснастки // Новая высокочастотная техника для машиностроительного производства: сб. науч. тр. М.: ВНИИЭТО, 1988. С. 32–37.

17. Ли И.П., Рухляда Н.Я. Создание поверхностных структур с заданными свойствами с помощью концентрированных потоков частиц // Физика и химия обработки материалов. 2005. № 1. С. 61–65.

18. Электронно-пучковая модификация плазменных металлокерамических покрытий / Ю.Ф. Иванов [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. 2008. № 12. С. 17–22.

19. Модификация свойств металлов под действием мощных ионных пучков / А.Д. Погребняк [и др.] // Известия ВУЗов. Физика. 1987. Т. 30. № 1. С. 52–55.

20. Плазменно-иммерсионная имплантация азота в быстрорежущую сталь. Фазовый состав и механические свойства / В.В. Углов [и др.] // Физика и химия обработки материалов. 1999. № 5. С. 18–25.

21. Бржозовский Б.М., Мартынов В.В., Зинина Е.П. Упрочнение режущего инструмента воздействием низкотемпературной плазмы комбинированного разряда. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009. 176 с.


Рецензия

Для цитирования:


Бржозовский Б.М., Мартынов В.В., Зинина Е.П. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ УПРОЧНЕНИИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЕ. Вектор науки Тольяттинского государственного университета . 2015;2(2):38-43.

For citation:


Brzhozovsky B.M., Martynov V.V., Zinina E.P. EXPERIMENTAL STUDY OF THERMAL PROCESSES WHEN STRENGTHENING THE METAL-CUTTING TOOLS IN LOW -TEMPERATURE PLASMA. Frontier Materials & Technologies. 2015;2(2):38-43. (In Russ.)

Просмотров: 2


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)