Наноструктурные процессы при разрушении и изнашивании твердосплавного режущего инструмента

В настоящее время исследование наноструктурных процессов при разрушении и изнашивании твердосплавного режущего инструмента является актуальной задачей. Приведены результаты расчета напряженного состояния режущего клина твердосплавного инструмента численным методом. Впервые определены особенности распределения напряжений в режущем клине инструмента, возникающие вследствие износа передней поверхности инструмента. Установлены наиболее вероятные причины и механизмы разрушения инструмента, которые могут быть положены в основу разработки рекомендаций по повышению интенсивности процесса обработки. Рассмотрено влияние структуры твердого сплава на хрупкое разрушение и износ инструмента. Показано, что прочность твердого сплава определяют наноструктурные прослойки кобальтовой фазы. Установлено, что при оптимальной скорости резания реализуется механизм наноструктурного характера изнашивания зерен карбидной фазы с последующим образованием ансамбля наночастиц износа, который способствует повышению износостойкости контактных поверхностей инструмента. Этот процесс следует рассматривать как результат самоорганизации системы резания. Указаны пути повышения работоспособности режущего инструмента.

Литература

[1] Зорев Н.Н. Вопросы механики процесса резания металлов. Москва, Машгиз, 1956. 365 с.

[2] Кабалдин Ю.Г., Серый С.В., Кретинин О.В., Лаптев И.Л., Власов Е.Е., Кузьмишина А.М. Компьютерное моделирование и исследование наноструктур в процессах обработки резанием на основе квантово-механических расчетов. Н. Новгород, НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2014. 119 с.

[3] Золотухин И.Б. Нанокристаллические металлические материалы. Соросовский образовательный журнал, 1998, № 1, с. 103–106.

[4] Кабалдин Ю.Г., Серый С.В., Кретинин О.В., Лаптев И.Л. Самоорганизация и наноструктурные процессы при резании металлов. Н. Новгород, НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2014. 173 с.

[5] Смирнов В.Ф. Физика фрактальных кластеров. Москва, Наука, 1998. 256 с.

[6] Кабалдин Ю.Г. Оптимизация составов и функциональных свойств наноструктурных покрытий для режущего инструмента методом функционала электронной плотности. Вестник машиностроения, 2011, № 5, с. 49–54.

[7] Кабалдин Ю.Г. Повышение работоспособности режущего инструмента осаждением наноструктурных покрытий. Вестник машиностроения, 2010, № 3, с.41–49.