Автореферат (1173086), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Румянцева» и резцы с механическимкреплением четырехгранных твердосплавных пластин фирмы « Искар», а также цельные фрезыиз твердого сплава ВК10ХОМ производства АО «НПЦ газотурбостроения «Салют».Для установления кинетики изнашивания резцов с механическим креплением четырехгранныхбыстрорежущих и твердосплавных пластин с локальным диффузионным покрытиембыли_проведены производственные испытания и получены кривые зависимости износа от времени h3 =f(τ) с соответствующими кривыми для контрольного режущего инструмента и для режущегоинструмента с механическим креплением пластин с покрытием TiN, рисунок 12.а)б)_Рисунок 12. Обобщенные кривые h3 =f(τ), полученные при продольном точении стали40Х (НВ220) резцом с механическим креплением пластины из: а) быстрорежущей стали Р6М5К5:v = 80 м/мин; s = 0,175 мм/об; t=1,0; б) твердого сплава IС50М: v = 190 м/мин; s = 0,4 мм/об; t = 2мм25На стадии приработочного изнашивания наблюдается заметное снижение твердости(разупрочнение) инструмента со сплошным покрытием, в то времякак для пластин слокальным покрытием отмечено полное сохранение уровня твердости локальных объемовинструмента по длине контактныхплощадок передней и задней поверхностей.
На этапеконечной стадии нормального изнашивания, соответствующей наступлению катастрофическогоразрушения контактных площадок, отмечено удовлетворительное состояние приповерхностныхслоев для пластинок с локальным покрытием. Таким образом, локальное диффузионноепокрытие повышает долговечность режущего инструмента с быстрорежущей пластинойР6М5К5 при точении стали 40Х (НВ220) в 4-5 раз по сравнению с контрольным инструментоми в 1,5-3 раз по сравнению со сплошным покрытием; режущего инструмента с твердосплавнойпластиной IC50M при точении стали 40Х (НВ220) в 3-4 раза по сравнению с контрольныминструментом и в 1,8-2,5 раза по сравнению со сплошным покрытием.Производственные испытания проводили при фиксированной величине износа hз = 0,12ммдля чернового фрезерования и hз = 0,5мм для чистого фрезерования.
В процессе измеренияизноса, по мере его возрастания, фиксировалось количество обработанных деталей. В ходепроизводственных испытаний установлено, что износостойкость твердосплавных фрезВК10ХОМ при фрезеровании титановых лопаток ВТ6 в 2 раза выше по сравнению сосплошным покрытием и в 1,8 раза выше по сравнению с контрольными фрезами при черновойобработке; в 1,5 раза выше по сравнению со сплошным покрытием и в 1,8 раза выше посравнению с контрольными фрезами при чистовой обработке и при переточке в 2- 2,5 разавыше относительно контрольных фрез, (см.
рис.13).а)б)Рисунок 13. Работоспособность твердосплавных фрез ВК10ХОМ при фиксированной величинеизноса hз: а) черновое: n = 1020 об/мин, Sм = 490 мм/мин, Sz = 0,08 мм/об, и б) чистовое: n = 2725об/мин, Sм = 1745 мм/мин, Sz = 0,16 мм/об, фрезерование титановых лопаток ВТ6.Из производственных испытаний установлено, что фрезы с локальным диффузионнымпокрытием относительно фрез со сплошным покрытием при одинаковом критерии износа h3имеют большую продолжительность работы.
Разработанная технология нанесения локальногодиффузионного покрытия позволяет повысить производительность инструмента, примерно, на2620% в сравнении с производительностью режущего инструмента с ионно-плазменнымпокрытием и на 50%, в сравнении с инструментом без покрытия.В седьмой главе рассмотрены методы нанесения износостойких покрытий на детали изтитанового сплава ВТ3-1.
Рассмотрены примеры практического применения технологиинанесения дискретного (локального) диффузионного покрытия на титановые образцыимитаторы лопаток. Исследована прочность образцов – имитаторов из титанового сплава сдискретным диффузионным покрытием. Сравнительными механическими испытаниямиобразцов-имитаторов из сплава ВТ3-1 с дискретным диффузионным покрытием, установлено чтосплошное и дискретное покрытия практически не оказывают заметного влияния на временноесопротивление и предел текучести титанового сплава.
Проведены усталостные испытанияобразцов-имитаторов с покрытиями, (см. рис.14) и выполнены фактографические исследования.Рисунок 14. Гистограмма усталостных испытаний титановых образцов-имитаторов изтитанового сплава ВТ3-1 при нагрузке σ = 1000МПаИспытания на усталость показали увеличение долговечности образцов - имитаторов слокальным диффузионным покрытием на 30% относительно образцов - имитаторов сосплошным покрытием и на 25% относительно контрольных образцов-имитаторов безпокрытий, (см.
рис.14).Представлена зависимость усталостной и длительной прочности образцов-имитаторов изтитанового сплава, которая позволяет сделать следующий вывод, что рост прочностныхсвойств,принебольшихстепеняхдеформацииεост,обусловленнеоднородностьюраспределения дефектов решетки по объему, протеканием процесса нанесения локальногодиффузионного покрытия, формированием благоприятной субструктуры. В то же время сростом εост пластичность металла сохраняется, повышается его чувствительность к перегрузкам,уменьшается трещиностойкость. Показано изменение структуры после усталостных испытаний.Проведенными исследованиями установлено, что разработанное покрытие повышаетжесткость, но при этом сохраняет свою прочность, уменьшая упруго - пластическуюдеформацию под воздействием термомеханических напряжений, и, тем самым, снижаяраспространение трещин в материале.27Разработанная установка для нанесения дискретного (локального) диффузионногопокрытия внедрена в производство на АО «НПЦ газотурбостроения «Салют» и использовалась наОАО «МПО им.
И. Румянцева», на ООО «ИТМ» и на ООО ТД «КАЙЛАС». Разработка защищенапатентами: № 2250158 РФ, № 2279962 РФ, № 2548835 РФ, № 2586191 РФ. Имеются акты внедрения(в приложении).ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ1. Разработана теоретическая модель долговечности образца с дискретным диффузионнымпокрытием для сравнительной оценки влияния дискретного диффузионного и сплошного покрытийна физико-механические свойства поверхностного слоя материала.Показано, что использование локальности приводит к уменьшению значения модуляЮнга образца, сравнительно с образцом со сплошным покрытием, что приводит к улучшениюего пластических свойств, способствующих релаксации напряжений.2.
Установлены взаимосвязи между составами газовой среды и обрабатываемых материалов,параметрамитехнологическогопроцессаиструктуройформируемогопокрытия,обеспечивающими повышение долговечности деталей и инструментов.3. Установлено влияние структурных особенностей дискретного диффузионного покрытия,связанныхсобразованиемоксидов,нафизико-механическиеирежущиесвойстваинструментального материала и физико-механические свойства конструкционного материала.4. Выявлен механизм изнашивания режущего инструмента с дискретным диффузионнымпокрытием при точении и фрезеровании, состоящий в торможении процессов зарождения ираспространения трещин, обусловленный наведением переменного напряженного состояния вповерхностном слое.5.
Разработаны методика и критерий оценки долговечности материалов c дискретнымдиффузионным покрытием по величине молярной энергии активации Uэф.6.Разработанметоднанесениядискретногодиффузионногопокрытия,какнаинструментальный, так и на конструкционный материал, определены оптимальные параметры,увеличивающие долговечность режущего инструмента в условиях эксплуатации.7. Разработан способ повышения долговечности лопаток компрессора на второй ресурспутем восстановления износостойкого покрытия на антивибрационных бандажных полках.8.
Разработано оборудование и технология нанесения дискретного диффузионногопокрытия, как на инструментальный, так и на конструкционный материалы.9. Показано, что разработанная технология нанесения дискретного диффузионногопокрытия на инструментальный материал, в частности на режущий инструмент позволяет:- повысить износостойкость резцов с быстрорежущими пластинами Р6М5, Р6М5К5 припродольном точении стали 40Х (НВ220) в 4-5 раз по сравнению с пластинами без покрытия и в1,5-3 раза по сравнению со сплошным покрытием;28- повысить износостойкость резцов с твердосплавными пластинами IC50M припоперечном точении стали 40Х (НВ220) в 3-4 раза по сравнению с пластинами без покрытия и в1,8-2,5 раза по сравнению со сплошным покрытием;- повысить износостойкость резцов с твердосплавными пластинами IC3028, IC9015 иIC9025 при продольном точении стали 40Х (НВ220) в 1,5 раза по сравнению с пластинами сосплошным покрытием с использованием смазочно-охлаждающей жидкостью и в 1,8 - 2 раза посравнению с пластинами со сплошным покрытием;- повысить износостойкость твердосплавных цельных фрез ВК10ХОМ при черновомфрезеровании титановых лопаток ВТ6 в 2 раза по сравнению со сплошным покрытием и в 1,8раза по сравнению с контрольными фрезами без покрытия; при чистовом фрезеровании - в 1,5раза по сравнению со сплошным покрытием и в 1,8 раза по сравнению с контрольными фрезамибез покрытия и при переточке в 2 - 2,5 раза относительно контрольных фрез без покрытия.10.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
