Инструментальные материалы для токарной обработки специализированных нержавеющих сталей

Рассмотрены вопросы повышения периода стойкости инструмента при точении специализированных труднообрабатываемых коррозионностойких нержавеющих сталей 09Х17Н7Ю, 12Х18Н10Т и 13Х15Н5АМ3 типовыми сменными твердосплавными режущими пластинами. Для выработки рекомендаций по сокращению расхода инструмента выполнен комплекс экспериментальных и имитационных исследований. Имитационное моделирование проведено в программной среде Deform по трем параметрам: температура, напряжения, деформация. Результаты моделирования сопоставлены с эксплуатационным параметром (износом инструментального материала). Имитационное моделирование осуществлено для десяти различных покрытий на твердосплавном субстрате марки ВК8. В качестве базового инструментального материала использован твердый сплав ВК8, остальные инструментальные материалы различались архитектурой (конструкцией, составом, структурой и методом распыления покрытий) покрытий, нанесенных на субстрат ВК8. Разработана методика выбора наиболее рациональных инструментальных материалов. Данные, полученные имитационным моделированием, проверены экспериментально. Достигнуто хорошее совпадение результатов имитационного моделирования и экспериментального исследования.

Литература

[1] Мокрицкий Б.Я., Ситамов Э.С., Серебренникова А.Г. Повышение работоспособности твердосплавного режущего инструмента за счет нанесения покрытий. Вестник Иркутского государственного технического университета, 2019, т. 23, № 2, с. 246–251, doi: http://dx.doi.org/10.21285/1814-3520-2019-2-246-251

[2] Ситамов Э.С., Мокрицкий Б.Я., Шакирова О.Г. Оценка износостойкости твердосплавного инструмента при обработке нержавеющей стали. Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета, 2019, № 3–1(39), с. 109–112.

[3] Ситамов Э.С., Мокрицкий Б.Я. Результаты сравнительного исследования износостойкости твердосплавного инструмента при обработке нержавеющей стали. Металлообработка, 2018, № 4(106), с. 7–13.

[4] Мокрицкий Б.Я., Ситамов Э.С., Мокрицкая Е.Б. Сравнительное исследование работоспособности твердосплавного режущего инструмента при обработке заготовок деталей, выполненных из нержавеющей стали. Проблемы машиностроения и автоматизации, 2018, № 4, с. 76–79.

[5] Верещака А.С., Дачаева А.В., Аникеев А.И. Повышение работоспособности режущего инструмента при обработке труднообрабатываемых материалов путем комплексного применения наноструктурированного износостойкого покрытия и твердого сплава оптимального состава. Известия МГТУ «МАМИ», 2010, № 1(9), с. 99–106.

[6] Григорьев С.Н. Методы повышения стойкости режущего инструмента. Москва, Машиностроение, 2011. 368 с.

[7] Евдокимов Д.Е., Скуратов Д.Л., Федоров Д.Г. Влияние износа режущего инструмента на плотность распределения тепловых потоков при концевом фрезеровании титанового сплава ОТ4. СТИН, 2015, № 9, с. 26–30.

[8] Елкин М.С. Исследование влияния износостойких покрытий режущего инструмента на параметры качества обработанной поверхности при фрезеровании концевыми фрезами лопаток и моноколес. Дис. ... канд. техн. наук. Рыбинск, 2015. 205 с.

[9] Курочкин А.В. Повышение работоспособности монолитных твердосплавных концевых фрез путем оптимизации архитектуры многослойных наноструктурированных износостойких покрытий. Автореф. дис. канд. техн. наук. Рыбинск, 2012. 16 с.

[10] Табаков В.П., Чихранов А.В. Повышение работоспособности твердосплавного инструмента путем направленного выбора рациональных параметров состава износостойкого покрытия. СТИН, 2016, № 3, с. 14–18.

[11] Табаков В.П., Смирнов М.Ю., Циркин А.В., Чихранов А.В. Математическое описание процессов трещинообразования в износостойких покрытиях режущего инструмента. Упрочняющие технологии и покрытия, 2007, № 6, с. 48–51.

[12] Colding B. War characteristics of coated carbide. International Cutting Tool Bay Sandviken, Lecture, 11980, no. 5, pp. 1–15.

[13] Dzieyk B. Fortschritte in der Zerspanungstechnik durch mehrlagige Hrtmetallbeschichtung Advances in machining technology through multi-layer Hrtmetallbeschichtung. Technisches Zentralblatt fur praktische Metallbeschichtung Technical Central sheet for practical metal coating, 1994, vol. 68, № 6, 2, 4, ss. 199–202.

[14] Horlin H.A. TiC coated cemented carbides — their introduction and impact on metal cutting. Product Engineering, 1971, vol. 50, no. 4, no. 5, pp. 153–159.

[15] Мокрицкий Б.Я., Ситамов Э.С. Концептуальные проблемы разработки и упрочнения лезвийного металлорежущего инструмента. Москва, РУСАЙНС, 2020. 166 с.