Материал: Изучение функциональных свойств многослойных пленок на основе двух- и трехкомпонентных нитридов тугоплавких металлов и их соединений с легкоплавкими металлами и неметаллами

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Таблица 3 . 2 3

Результаты промышленных испытаний фрез с многокомпонентной МП на основе Ti-B-N слоев, сформированных после предварительной обработки подложки АИИ (вертикально-фрезерный станок 6Р13)

Размер, мм/

Марка обра-

Материал

 

 

Количество

 

материал

батываемого

Vшпинделя,

Vподачи,

 

деталей,

Примечание

отрезной

материала/

пленки

об/мин

мм/об

шт.

 

фрезы

толщина, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5ХНМ/25

 

 

 

 

 

125×2,5/Р18

(матрица

125

0,2

30

штампа

 

 

 

 

 

 

ШГМ-45)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Биение наружного

125×2,5/Р18

5ХНМ/25

Ti-B-N

125

0,2

4

диаметра относи-

 

 

 

 

 

 

тельновнутреннего

 

 

 

 

 

 

Продолжительные

125×2,5/Р18

5ХНМ/25

Ti-B-N

125

0,2

5

ленточки износа

 

 

 

 

 

 

на режущейкромке

Экспериментальные данные показывают, что многокомпонентные МП на основе Ti-B-Si-N, Ti-B-N и Ti-Si-N слоев с оптимальными функциональными свойствами формируются в определенном интервале ТехП, причем значительную роль играет температура и продолжительность предварительного нагрева инструмента в процессе его очистки и активизации. Оптимальным является вновь разработанный способ продолжительной равномерной по сечению инструментаипартренияпредварительнойеготермическойобработки.

Упрочненные резцы РС-14 и коронки ДУ-42 с многокомпонентными многослойными пленками на основе TiхZr1–хN слоев, сформированных ЭДИ и комбинированным методом, показаны на рис. 3.35. Результаты промышленных испытаний резцов РС-14 проходческого комбайна «Урал-20Р» приведены в табл. 3.24.

а

б

Рис. 3.35. Резец РС-14 с МП (а) на основе TiхZr1–хN слоев – желтый цвет,

на основе многокомпонентной многослойной TiC-TiхZr1–хN-TiC пленки – серый цвет; б) коронка ДУ-42, упрочненная МП на основе TiхZr1–хN слоев

111

112

Таблица 3 . 2 4

Результаты испытаний резцов РС-14

Материал твердосплавной

Обрабатываемый

Маркировка

Сторона

Скорость

Скорость

Скорость

Объем

установки

шпинделя

подачи

планетарной

добытой

пластины/метод осаждения

материал

инструмента

резцов

резцового

резцового

передачи,

руды,

 

 

 

 

диска, об/мин

диска, м/мин

об/мин

т

ВК8

Сильвинит

Левая

 

 

 

390

 

природный

 

40,7

0,25–0,26

4,2

 

ВК8+TiхZr1–хN/ЭДИ

Ο

650

пласт Кр-II1

 

 

 

 

ВК8

Сильвинит

 

 

 

 

295,3

 

природный

 

Правая

40,7

0,25–0,26

4,2

 

ВК8+TiC-TiхZr1–хN-TiC/ комбиниро-

...

336,7

ванный метод

пласт Кр-II1

 

 

 

 

ВК8

Пласт АБ2

Левая

40,7

0,25–0,26

4,2

379,8

ВК8+TiхZr1–хN/ЭДИ

Ο

1063,3

 

 

 

 

 

1Номер комбайна – 44.

2Номер комбайна – 32.

Установлено, что за текущий момент времени с начала установки резцов в ходе проходки камер по пласту Кр-II количество добытой руды составило 5050 т, изношено 5 обычных резцов РС-14 и 3 резца с МП на ос-

нове TiхZr1–хN слоев.

Согласно полученным данным определен объем руды, приходящийся на 1 обычный резец: 50505 =1010 т, на 1 упрочненный резец: 50503 =1683,3 т.

Стойкость упрочненного резца РС-14 по отношению к обычному составляет

1683,31010 =1,67 раза.

Сравнительная диаграмма добычи руды обычными резцами и резцами РС-14 с МП на основе TiхZr1–хN слоев приведена на рис. 3.36.

Рис. 3.36. Сравнительная диаграмма добычи калийной руды неупрочненными резцами и резцами РС-14 с МП на основе TiхZr1–хN слоев, сформированных ЭДИ, при обработке пласта Кр-II

Установлено, что за текущий момент времени с начала установки резцов РС-14 в ходе проходки камер по пласту Кр-II количество добытой руды составило 4450 т, изношено 8 неупрочненных резцов РС-14 и 7 резцов с многокомпонентной многослойной TiC-TiхZr1–хN-TiC пленкой, сформированной комбинированным методом.

В соответствии с полученными данными определен объем добытой руды, приходящийся на 1 неупрочненный резец: 44508 = 556,25 т, на 1 уп-

рочненный резец: 44507 = 635,7 т. Увеличение стойкости упрочненного резца по отношению к обычному составляет 556,637,525 =1,14 раза.

113

Диаграмма добычи руды резцами РС-14 с многокомпонентной многослойной TiC-TiхZr1–хN-TiC пленкой при обработке пласта Кр-II в сравнении с обычными резцами приведена на рис. 3.37.

Рис. 3.37. Сравнительная диаграммадобычи калийной руды неупрочненными резцами и резцамиРС-14 с TiC-TiхZr1–хN-TiC пленкой, сформированнойЭДИ, приобработке пласта Кр-II

Маркировка резцов неупрочненных и резцов РС-14 с МП на основе TiхZr1–хN слоев при обработке мягкого пласта аналогична маркировке при обработке твердого Кр-II пласта.

Установлено, что за текущий момент времени с начала установки неупрочненных резцов в ходе проходки камер по пласту АБ объем добытой руды составил 5796 т, изношено 15 обычных резцов РС-14. За текущий момент времени с начала установки резцов с МП на основе TiхZr1–хN слоев, в ходе проходки камер по пласту АБ объем добытой руды составил 16 228,8 т, изношено 15 резцов РС-14 с МП на основе TiхZr1–хN слоев.

Согласно полученным данным определен объем добытой руды, при-

ходящийся на 1 обычный резец: 579615 = 386,4 т, на 1 упрочненный резец:

16228,8 =1081,92 т. Повышение стойкости упрочненного резца по отно15

шению к обычному сверлу составляет 1081,92386,4 = 2,8 раза.

Сравнительная диаграмма добычи неупрочненным резцом РС-14 и резцом РС-14 с МП на основе TiхZr1–хN слоев, сформированных ЭДИ, приведена на рис. 3.38.

114

Рис. 3.38. Сравнительная диаграмма добычи калийной руды неупрочненными резцами и резцами РС-14 с МП на основе TiхZr1–хN слоев, сформированных ЭДИ, при обработке мягкого пласта АБ

В ходе испытаний при обработке пластов Кр-II и АБ стойкость коронок увеличилась более чем в 2 раза. Вследствие дефектов исходного состояния коронок ДУ-42 (рис. 3.39, в) (следы соли, коррозии, неудовлетворительное качество паяного соединения) не удалось проделать корреляцию эксперимента. Кроме того, сворачивание хвостовика и отход напайки ВК-8 по припою свидетельствуют о низкой прочности хвостовика коронки. Предприятию рекомендовано заменить материал коронки и припоя и затем осаждение многокомпонентных МП.

Многократное увеличение стойкости резцов РС-14 в условиях сухого трения и воздействия агрессивной среды, связанное в первую очередь с повышением микротвердости контактных поверхностей и уменьшением коэффициента трения, приводит к уменьшению контакта рабочей части твердосплавной пластины с горной породой. МП на основе TiхZr1–хN слоев служит барьером для потока тепла и позволяет снизить теплоперенос в твердосплавную матрицу и таким образом способствует сохранению прочности и улучшению защитных свойств подложки, необходимой для сопротивления адгезионному изнашиванию при резании сильвинитовой руды.

Промышленные испытания на камнерезной машине модели МКД-3 с отрезной фрезой Ø 500 мм, оснащенной 48 резцами РС-14 с твердосплавными вставками из ВК8 с многокомпонентной МП на основе TiхZr1–хN слоев, показали увеличение стойкости упрочненных резцов РС-14 от 3 до 16 раз.

Промышленные испытания сверл из быстрорежущей стали Р6М5 диаметром 8 мм, упрочненных всеми разработанными МП, проводились с целью определения наиболее эффективной МП для упрочнения режущего инструмента (табл. 3.25).

115