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