granovskij_rm (831076), страница 39
Текст из файла (страница 39)
9.16. Изненеиие интенсивности изнашивания ) твердых сплавов в зокисиносги от скорости сколыкеиия "сс: к — при коитактирозоиии со сталью ЬО; 6 — при контактирозаиии с чугуиаии скольжения. Расположение кривых на графике показьзвает, что интенсивность изнашивания У, зависит не только от скорости скольжения, но и от физических свойств инструментальных материалов. Эксперименты показывают, что зависимость интенсивности изнашивания от скорости резания при сколыкении твердых сплавов группы ВТК по стали 50 имеет нелинейный характер с явно выраженным минимумом, лежащим в диапазоне ц = 150... 200 м/мнн. Несколько иная кар- тина наблюдается для трущихся пар чугун — пигердые сплавы группы ВК (рис. 9.16, 6).
Здесь интенсивность изнашивания с увеличением скорости относительного схольжения монотонно возрастает. Для пар чугун — сплавы группы ВТК зависимость г„(а ) имеет минимум прн скоростях скольжении а = 200... ... 300 м/мин. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ. Сопоставляя характер кривых на рис. 9.14 и рис. 9.16, можно отметить, что кривые износостойкости В(с ) имеют максимумы для тех скоростей скольжения, при которых интенсивность изнашивания 3, имеет минимальные значения. Подобная взаимосвязь предопределяет также характер функциональной зависимости стойкоспг резца от скорости резания Т(а) и позволяет предполагать, что стойкость имеет максимум при той же скорости резания, при которой достигаются максимальная износостойкость и минимальная интенсивность изнашивания трущейся пары обрабатываемый материал — инструментальньа материал.
Наличие такой связи позволяет путем физического моделирования явлений трения и износа, имеющих место при резании, значительно уменьшить трудоемкость экспериментальных стойкостных исследований, а также дать физическое обоснование изнашиванию инструмента при резании. 8 9.8. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМА ИЗНАШИВАНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ РЕЗАНИИ ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ. Продукты износа лезвий, изготовленных нз быстрорежушнх сталей н твердых сплавов, нз-за крэйней малости размеров обнаружить трудно.
Наиболее доступный оптический метод с использованием микроскопов с любым увеличением не дает паложнтельньп результатов. Это связано с тем, что продукты износа, когда онн находятся в поле эрвина микроскопа, не могут быть обнаружены среди частиц оксидов н множества следов разрушений н пластически деформированных микро- н мвкронеровностей на стружке и поверхности резания. МЕТОД РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ.
Прн применении юотопного метода требуется предварительно в пластинках твердого сплава нлн быстрорежушей стали создать искусственную радиоактивность. Для этого нх облучаюг в атомных реакторах нлн на ускорителях элементарных частиц. В итоге такой обработки пластинок часть вольфрама, солержашегося в твердом сплаве ялн быстрг» режущей стало, становится радиоактивным пзотопом вольфрама, испускающим )1-луча, с периодом полураспада 24 ч. Продукпл износа лезвий, образующиеся в процессе резания, содержат радиоактивные (меченые) атомы изотопа вольфрама Для нх обнаружения определенное количество срезанной стружки помещают в устройство, снабженное датчиками, фиксирующими уровень радиоактивности, например счетчиками Гейгера.
По общему чнслу импульсов счетчиков с учетом степени расПада за время между активацией цласгннох в а~ампом реакторе н моментом начала нзмерення расчетным способом находят общую массу продуктов износа на срезанной стружке. На обработанных поверхностях прн использовании акгивнрованных пластинок газаке остается некоторая часть продуктов износа, излучающих )»лучи.
Если обработанные новерхностн плотно завернуть в высокочувсгвнтельную фотопленку, го после экспонирования в течение нескольких часов на проявленной пленке потемневшие места укажут наличие н распределение активных изотопов нв обработанной поверхности. Снягые таким образом авгарвлнаграммы показывают, что у бистрорежуиэей стали продукты износа прелставляюг собой сильно днспергнрованные частицы, равномерно распределенные по обработанной поверхности н излучаемые пмн 9-лучи оставляют на автошщнограмме сплошную темную полосу. Продухты износа твердил гэ навал лнспергнраваны в меньшей сюепенн н менее платно распрецелены по обрабатываемой поверхности. В зависимости ат размеров частиц продуктов износа твердого сплава излучаемые нмн (»лучи оставляют на авторалпограмме отдельные точки разных размеров с разной плотностью расположения.
Таким образом, авторвднограммы, полученные нзотопным методом, указывают на существенные различия в механизме изнашивания лезвий, выполненных пэ бысгрорежущих сталей н твердых сплавов. Метод радиоактивных вэотопов не пазва- 134 Рис. 9.17. Продукты износа лезвий резца иэ быстрорежущей стали Р18У13К25 при обработке конструкционных сталей 135 ляет обнаружить и оценить форму и размеры отдельно взятой частицы продуктов износа и может быть использован только для ориентировочного определения изношенной массы и зависимости ее ат режимных параметров и геометрии режущей части инструмента.
МЕТОД МИКРОРЕНТГЕНОСПЕКТ- РАЛЬНО! О АНАЛИЗА. Этот метод основан на использовании пучки быстрых электронов, с помощью которого можно обнаружить и обследовать продукты износа инструментального материала лезвий на прнрезцовой стороне стружки, а также на поверхности резания и обработанной поверхноати.
Анализ ведется на предназначенных для тгого электронно-оптических приборах — микрозонлах, разрешающая способность которых составляет около 1 мкм. Ниже приведены результаты качественного и количественного анализа стружки, поверхности резания и обработанной поверхности, полученные на микрозонле «М5-46-Сашеса». Микрозонл этого типа представляет систему, совмещающую масс-спектрометр и электронный микроскоп. Принцип его работы основан на бомбардировке поверхности образца пучком электронов, а также ионов различных элементов с энергией !О кэВ. Прибор лает изображение обследуемой площади образца размером от !65 ло 330 мкмх. Глубина проникновения потока электронов в обследуемый поверхностный слой достигает ! мкм, Под действием первичных ионов с поверхности образца вылетают частицы, некоторые из которых являются ианизированны- ми атомами или >руппами атомов элементов, содержащихся в поверхностном слав образна.
Эти вторичные ионы проходят через электростатические линзы, ускоряются и фокусируются в пучок. Пучок вторичных ионов несет реальное изображение, образованное всеми типами ионов, вылетающих с бомбардируемой поверхности образца. Сфокусированный пучок разделяется в масс-спектрометре на отдельные элементарные изображения, каждое иэ которых соответствует ионам отдельных элементов. Отдельное ионное изображение подается на катод преобразователя, гле преобразуется в электронное изображение, проецнруемое на экран и на регистрирующук> фотопленку.
Регулируя настройку масс-спектрометра, можно послеловательно наблк>дать и фиксировать на пленку картину распрелеления искомого химического элемента на сканированной поверхности образца. зй Рис 918 Продукты износа езннн созда нз быс роре»згиен стали Р10НЗК25 ари точении с оаи 18Хз ВА с рззн ю си»Гостями резани» а —:.10 Чннн, ч=-Зсз'с, з:зе н'ню, (з:..'Ос'ц,; — -'зз;з н.. в.
Мз С вЂ” —.6С !нн, О-. !заид 136 Микрозонд «М5-4б-Сазпеса» позволяет проводить качественный анализ поверхности образцов в харакгсрисгических излучениях бе-Ъ': К„-Со; Ки-Т(; К,-Ре с увеличе. вием х 1250. КАЧГСТВЕНН)зН! АНАЛИЗ ПРО!(УК. ТОВ ИЗНОСА ЛЕЗВИЙ. Микрофотографии на рис. 9.17 сняты по методике д-ра техн. наук В. Д. Кальнера на микрозондс «М5-4б-Сагаеса» с прирезцовой стороны стружек, срезанных с за! отовок из стали 45 (а), стали !8ХНВА (б) титано»о!о сплава ВТЗ-1 (и) и нержавеющей стали 12Х18Н10Т (г). Стружки были получены прн резании резном из быстрорежущей стали Р18МЗК25. Микрофотографии в верхнем ряду сняты в поглощенных электронах.
На общем сером бюне вмесзе со следами пластически деформированного металла видны образования светлого и черного цветов. По этим микрофотографиям невозможно опозназ.ь среди образований те, которые являются продуктами износа быстро- режущей стали Р18МЗК25. Приняв во внимание химический состав обрабатываемых материалов и инструмента, можно установить, что кобальт входит в состав только быстро- режущей стали Р18МЗК25, которой был оснащен резец. Присутствие кобальта на прирезцовой стороне стружки, следовательно, будет говорить о наличии на ней продуктов износа материала лезвия. Микрофотографии тех же участков образцов, снятые в характеристическом излучении К,-Со, представлены в нижнем ряду.
Свет- лыс участки свидетельствуют о наличии кобальта. Сравнивая микрофотографии верхнего и нижнего рядов на рис. 9.17, можно вылепить на иих те частицы продуктов износа, которые сходны по форме и размерам и занимают одинаковое расположение. Остальные светлые и темные образовании на микрофотографиях верхнего ряда продуктами износа не являются. Анализ изображений иа микрофотографиях показывает также, что по своему характеру продукты износа принципиально одинаковы для всех трущихся пар, образованных быстрорежущей сталью и различными марками конструкционных сталей и сплавов.
На рис. 9.18 приведены микрофотографии, снятые с увеличением х !250 при сканироынин опорных поверхностей стружек, срезанных Рис 969. Участок изношенного лезвия резца иэ твердосо сплава ВК6: а — увеиичеииех50; б — увеиичеииех5000 ио сечению А — А Рис. 9.20.
Продукты износа лезвия резца ори точении чугуна со стальной заготовки из стали 18ХНВА бьгстрорежущим резцом марии Р10М5К25 с )жзлнчнымн скоростями резания. Так же как и в предыдущем случае, сравнение верхних и нижних снимков, снятых в поглощенных электронах (верхний ряд) н в характеристическом К„-Со-излучении (нижний ряд), позволяет вьщелнть среди видимых на снимках верхнего ряда образований продукты износа лезвий из быстрорсжущей стали. При обработке стали 18ХНВА быстрорежушнм инструментом в укаэанном диапазоне скоростей резания сохраняется приблизительно постоянный характер диспергирования быстрорсжущей стали с образонанием распределенных по поверхности стружки микрочастиц продуктов износа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
