Материал: Изучение функциональных свойств многослойных пленок на основе двух- и трехкомпонентных нитридов тугоплавких металлов и их соединений с легкоплавкими металлами и неметаллами
|
технологических и температурных условиях, |
|
показали увеличение скорости проходки породы |
|
в 5 раз (рис. 3.34) [98]. |
|
Комплексно упрочняли режущий инстру- |
|
мент из быстрорежущей стали Р6М5, предна- |
|
значенный для обработки углеродистых (Ст3, |
|
Ст20, Ст45 и др.), коррозионно-стойких (5ХНМ, |
|
Х18Н9Т, 12Х18Н10Т и др.) и жаропрочной Х910Ю |
Рис. 3.34. Сверло АГУ 23-90 |
сталей. Многокомпонентную Ti-B-Si-N пленку |
с МП на основе Ti1–хAlхN |
формировали на поверхности режущего инст- |
слоев, эксплуатируемое |
румента по оптимальной технологии после |
в нефтесодержащих средах |
предварительной продолжительной его терми- |
|
ческой обработки. Результаты эксперименталь- |
ных испытаний сверл различного диаметра приведены в табл. 3.21. Многокомпонентная МП на основе Ti-B-Si-N слоев позволяет увели-
чить стойкость быстрорежущего инструмента, диаметр и шаг витков стружки при обработке сталей 12Х18Н10Т, ХН10Ю, Ст45 (HRC 40 ед.), Ст35 (без т/о) до 2 раз.
Для оптимизации процесса термической обработки подложки перед осаждением МП на основе Ti-B-Si-N, Ti-B-N и Ti-Si-N слоев продолжительную термическую обработку инструмента в процессе ионной очистки заменяли на кратковременную предварительную ионно-лучевую обработку с использованием АИИ. Результаты испытаний сверл и фрез с МП на ос-
нове Ti-B-Si-N, Ti-B-N и Ti-Si-N слоев приведены в табл. 3.22, 3.23.
Проведенные исследования твердости рабочей поверхности и основы инструмента показали, что у максимально разрушенного сверла14 мм твердость режущей кромки составила 45,3 HRC и у основы 63 HRC; у отрезной фрезы 125 2,5 мм: 59,5 HRC – на режущей кромке и 65 HRC – на основе. Таким образом, причина не столько в полном отсутствии увеличения стойкости инструмента, упрочненного различными по составу и свойствам многокомпонентными многослойными пленками, и его разрушения при контакте с обрабатываемым материалом, сколько в превышении допустимой температуры нагрева материала инструмента при ее очистке и активизации с использованием АИИ.
Оптимальным технологическим вариантом предварительного нагрева инструмента, сопровождающегося упрочняющим эффектом МП на основе Ti-B-Si-N, Ti-B-N и Ti-Si-N слоев и повышением стойкости инструмента от 2 до 4 раз, является использование АИИ.
106
107
Таблица 3 . 2 1
Результаты промышленных испытаний сверл и фрез с МП на основе Ti-B-Si-N слоев, сформированной после предварительной продолжительной обработки
Диаметр, мм/ материал инструмента
1
Сверло Ø3,5/Р6М5
Сверло Ø3,5/Р6М5
Сверло Ø3,5/Р6М5
Сверло Ø3,5/Р6М5
Сверло Ø11,8/Р6М5
Сверло Ø11,8/Р6М5
Марка |
|
Режим обработки1 |
|
|
|
|
Материал |
Количество |
Классчистоты |
|
|||
обрабатываемого |
Vшпинделя, |
Vподачи, |
отверстий, |
поверхности |
Примечание |
|
материала/ |
слоя |
об/мин |
об/мин |
шт. |
(качествообработки) |
|
толщина, мм |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
6 |
|
|
3 |
4 |
5 |
7 |
8 |
||
12Х18Н10Т/20 |
|
|
|
5 |
|
|
– |
315 |
0,08 |
6 |
Необходимазаточка. |
||
|
|
|
|
10 |
|
Рваная стружка |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ti-B-Si-N |
|
|
4 |
Можно ещесверлить. |
|
Ст45 HRC 40 ед./15 |
|
|
|
0 |
|
Сливная стружка |
|
|
|
|
|
||
– |
160 |
0,08 |
– |
– |
||
|
|
|
|
6 |
|
|
|
Ti-B-Si-N |
|
|
4 |
Рваная стружка |
|
Ст35 без т/о/15 |
|
|
|
20 |
|
|
– |
315 |
0,056 |
4 |
Отверстия чище, |
||
|
|
|
|
20 |
|
без заусениц |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ti-B-Si-N |
|
|
4 |
Отверстия чище, |
|
ХН10Ю/0,8 |
|
|
|
5 |
|
без заусениц |
|
|
|
|
|
||
– |
315 |
0,08 |
4 |
Рваные края, грубая |
||
|
|
|
|
10 |
|
обработка |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ti-B-Si-N |
|
|
6 |
Края чистые, нет заусе- |
|
12Х18Н10Т/20 |
|
|
|
46 |
|
ниц, рваныхкраев |
|
|
|
|
|
||
– |
250 |
0,112 |
6 |
Необходимазаточка. |
||
|
|
|
|
98 |
|
Рваная стружка |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ti-B-Si-N |
|
|
4 |
Можно ещесверлить. |
|
12Х18Н10Т/20 |
|
|
|
0 |
|
Сливная стружка |
|
|
|
|
|
||
– |
250 |
0,8 |
– |
– |
||
|
|
|
|
6 |
|
|
|
Ti-B-Si-N |
|
|
6 |
Рваная стружка |
|
108
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 3 . 2 1 |
|
|
2 |
|
|
|
6 |
|
|
|
1 |
3 |
4 |
5 |
7 |
|
8 |
||
|
12Х18Н10Т/15 |
|
|
|
22 |
|
|
|
Сверло Ø11,8/Р6М5 |
– |
250 |
0,2 |
6 |
|
Необходимазаточка. |
||
|
|
|
|
|
45 |
|
|
Рваная стружка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ti-B-Si-N |
|
|
4 |
|
Можно ещесверлить. |
|
|
ХН10Ю/20 |
|
|
|
0 |
|
|
Сливная стружка |
|
|
|
|
|
|
|
||
Сверло Ø11,8/Р6М5 |
– |
250 |
0,8 |
– |
|
– |
||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
Ст45 HRC 40 ед./15 |
Ti-B-Si-N |
|
|
6 |
|
Рваная стружка |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
Сверло Ø11,8/Р6М5 |
– |
160 |
0,056 |
– |
|
– |
||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
12Х18Н10Т/20 |
Ti-B-Si-N |
|
|
6 |
|
Рваная стружка |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
Пальчиковая фреза |
– |
200…250 |
0,8 |
6 |
|
Поверхность детали |
||
Ø 20, Ø 22/Р6М5 |
|
|
|
|
|
|
|
сзаусеницами, |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
налипание стружки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ti-B-Si-N |
|
|
4 |
|
Нет налипания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стружки, поверхность |
|
|
|
|
|
|
|
|
детали чистая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1Радиально-сверлильный станок модели 2М55. |
|
|
|
|
|
|
||
Таблица 3 . 2 2
Результаты промышленных испытаний сверл и фрез с многокомпонентными МП на основе Ti-B-Si-N и Ti-B-N слоев, сформированных после предварительной обработки АИИ
|
Диаметр, мм/ |
Марка обрабатывае- |
Материал |
Vшпинделя, |
Vподачи, |
Количество |
Примечание |
|
материал |
мого материала/ |
пленки |
об/мин |
мм/об |
отверстий, шт. |
|
|
инструмента |
толщина, мм |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Сверло Ø 3,5 / Р6М5 |
Ст45/15 |
– |
1603 |
0,08 |
0 |
Скользит |
|
Сверло Ø 3,5 / Р6М5 |
Ст45/15 |
Ti-B-Si-N |
1603 |
0,08 |
0 |
Скользит |
|
Сверло Ø 3,5 / HSS |
Упрочненная деталь1 |
– |
1603 |
0,056 |
0 |
Скользит |
|
Сверло Ø 3,5 / HSS |
Упрочненная деталь1 |
Ti-B-Si-N |
1603 |
0,056 |
0 |
Скользит |
|
Сверло Ø 3,5 / Р6М5 |
Ст35 (без т/о) /15 |
– |
3153 |
0,056 |
20 |
Рваные края, грубая обработка |
|
Сверло Ø 3,5 / Р6М5 |
Ст35 (без т/о) /15 |
Ti-B-Si-N |
3153 |
0,056 |
20 |
Края чистые, заусениц нет |
|
Сверло Ø 3,5 / Р6М5 |
12Х18Н10Т/20 |
– |
3153 |
0,08 |
0 |
Рваные края, грубая обработка |
|
Сверло Ø 3,5 / Р6М5 |
12Х18Н10Т/20 |
Ti-B-Si-N |
3153 |
0,08 |
6 |
Края чистые, заусениц нет |
|
Сверло Ø 3,5 / HSS |
ХН10Ю/0,8 |
– |
3153 |
0,08 |
5 |
Рваные края, грубая обработка |
|
Сверло Ø 3,5 / HSS |
ХН10Ю/0,8 |
Ti-B-Si-N |
3153 |
0,08 |
10 |
Края чистые, заусениц нет |
|
Сверло Ø11,8 / Р6М5 |
Ст45/15 |
– |
1603 |
0,056 |
0 |
Скользит |
|
Сверло Ø11,8 / Р6М5 |
Ст45/15 |
Ti-B-Si-N |
1603 |
0,056 |
0 |
Скользит |
|
Сверло Ø11,8 / Р6М5 |
12Х18Н10Т/20 |
– |
2503 |
0,112 |
46 |
Необходимазаточка |
|
Сверло Ø11,8 / Р6М5 |
12Х18Н10Т/20 |
Ti-B-Si-N |
2503 |
0,112 |
98 |
Возможна дальнейшаяобработка |
|
Сверло Ø11,8 / Р6М5 |
12Х18Н10Т/20 |
Ti-B-Si-N |
2503 |
0,8 |
6 |
Рваная стружка |
|
Сверло Ø11,8 / Р6М5 |
12Х18Н10Т/15 |
– |
2503 |
0,2 |
22 |
Необходимазаточка |
|
Сверло Ø11,8 / Р6М5 |
12Х18Н10Т/15 |
Ti-B-Si-N |
2503 |
0,2 |
45 |
Возможна дальнейшаяобработка |
|
Сверло Ø11,8 / Р6М5 |
12Х18Н10Т/20 |
– |
4503 |
0,08 |
6 |
Низкая скорость обработки |
|
Сверло Ø11,8 / Р6М5 |
12Х18Н10Т/20 |
Ti-B-Si-N |
4503 |
0,08 |
12 |
Возможна дальнейшаяобработка, |
|
|
|
|
14003 |
|
|
обрабатывает легче |
109 |
Сверло Ø11,8 / Р6М5 |
ХН10Ю/0,8 |
Ti-B-Si-N |
0,08 |
0 |
Сгорело |
|
|
|
|
|
|
|
|
110
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 3 . 2 2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
Фреза Ø 20 / HSS2 |
12Х18Н10Т/20 |
– |
200…2504 |
0,2 |
Увеличение |
Заусенцы, налипание стружки |
|
|
|
|
|
стойкости |
на инструмент |
|
|
|
|
|
Обрабатываемая поверхность |
|
Фреза Ø 20 / HSS2 |
12Х18Н10Т/20 |
Ti-B-N |
200…2504 |
0,2 |
в2 раза |
|
|
|
|
|
|
|
чистая, нет налипания стружки |
Фреза Ø 20 / HSS2 |
12Х18Н10Т/20 |
– |
200…2504 |
0,2 |
Увеличение |
Заусенцы, налипание стружки |
|
|
|
|
|
стойкости |
на инструмент |
|
|
|
|
|
Обрабатываемая поверхность |
|
Фреза Ø 20 / HSS2 |
12Х18Н10Т/20 |
Ti-B-N |
200…2504 |
0,2 |
в2 раза |
|
|
|
|
|
|
|
чистая, нет налипания стружки |
1Материал пленки ПГ-СР-4 (Cr 16,5 %; B 3,3 %; Si 3,7 %; Fe 5 %; C 0,8 %), сформированной плазменным методом в контролируемой атмосфере.
2Пальчиковые фрезы перед упрочнением были в работе и перезаточены.
3Радиально-сверлильный станок 2М55.
4Вертикально-фрезерный станок 6Р13.