УЛЬТРАДИСПЕРСНЫЕ ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ КАК ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ

Аникеев Александр Иванович, кандидат технических наук, доцент, начальник сектора твердых сплавов, Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (Россия, г. Москва, Варшавское шоссе, 56), vniits@rambler.ru
Верещака Алексей Анатольевич, кандидат технических наук, доцент, Институт конструкторско-технологической информатики РАН (Россия, г. Москва, Вадковский переулок, 18, строение 1а), ecotech@rambler.ru
Верещака Анатолий Степанович, доктор технических наук, профессор, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (Россия, г. Москва, Вадковский переулок, 1), dr_averes@rambler.ru
Бубликов Юрий Иванович, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, Институт конструкторско-технологической информатики РАН (Россия, г. Москва, Вадковский переулок, 18, строение 1а), yubu@rambler.ru

67.05

Актуальность и цели. Объектом исследования являются ультрадисперсные твердые сплавы с износостойкими покрытиями (инструментальный материал для фрезерования труднообрабатываемых материалов). Предметом исследования является процесс симметричного фрезерования жаропрочных сплавов ХН73МБТЮ-ВД и ХН77ТЮР. Цель работы – улучшение обрабатываемости особотруднообрабатываемых никелевых сплавов, используемых промышленностью при производстве авиационных двигателей.
Материалы и методы. Исследование режущих свойств пластин из ультрадисперсного твердого сплава УД-10 с различными покрытиями проводили на вертикально-фрезерном станке модели 6Т12 при симметричном фрезеровании сплавов ХН77ТЮР и ХН73МБТЮ-ВД.
Результаты. При симметричном фрезеровании жаропрочных сплавов ХН73МБТЮ-ВД и ХН77ТЮР стойкость торцовых фрез, оснащенных пластинами УД-10 – Ti-(Ti,Al)N-TiN в 2,5–3,4 раза превышала стойкость как контрольных пластин ВК10ХОМ без покрытия, так и пластин ВК10ХОМ – Ti-(Ti,Al)N-TiN. Отмечено практически полное отсутствие микровыкрашиваний и сколов пластин УД-10 – Ti-(Ti,Al)N-TiN при фрезеровании труднообрабатываемого сплава ХН73МБТЮ-ВД с достаточно большими сечениями среза (SZ = 0,125 мм/зуб и t = 1,0 мм). Последнее свидетельствует о достаточно высокой хрупкой прочности торцовых фрез, оснащенных пластинами УД-10 и УД-10 – Ti-(Ti,Al)N-TiN. Снижение влияния скорости резания на стойкость инструмента при ее повышении от 20 до 50 м/мин для труднообрабатываемого жаропрочного сплава ХН77ТЮР позволяет прогнозировать возможность существенного повышения производительности обработки за счет роста скорости резания в 1,5 – 2,0 раза.
Выводы. Сбалансированность вязкости и твердости ультрадисперсных сплавов, существенное повышение структурной однородности и свойств многогранных пластин из ультрадисперсных твердых сплавов позволяет существенно повысить стойкость и стабильность режущих свойств инструмента при прерывистом резании по сравнению со стандартными сплавами, применяемыми для аналогичных целей.

Ключевые слова

труднообрабатываемые материалы, ультрадисперсные твердые сплавы, прерывистое резание.

 Скачать статью в формате PDF

1. Верещака, А. С. Анализ основных тенденций совершенствования технологической производственной среды / А. С. Верещака // СТИН. – 2005. – № 8–9.
2. Nano-scale multilayered-composite coatings for the cutting tools / A. A. Vereshchaka, A. S. Vereshchaka, O. Mgaloblishvili, M. N. Morgan, A. D. Batako // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2014. – Vol. 72, Iss. 1. – P. 303–317.
3. Surf. Coat. Technol. – 1992. – Vol. 52. – P. 123.
4. Vetter, J. The architecture and performance of compositionally gradientand multilauer PVD coating / J. Vetter, W. Burgmer, H. Dederichs, A. Perry // Material Science Forum. – 1994. – Vol. 163–165. – Р. 527–532.
5. Верещака, А. А. Разработка процесса ассистируемого фильтруемого вакуумно-дугового осаждения / А. А. Верещака//Вестник Брянского государственного технического университета.–2014.–№ 3(43).–С.10–13
6. Scherbarth, S. Moderne Schneidstoffe und Werkzeunge-Wege zur gesteigerten Produktivität / S. Scherbarth. – Werkzeugtagungung, 2002.
7. Верещака, А. А. Некоторые аспекты выбора функциональных покрытий для режущих инструментов / А. А. Верещака // Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. – 2013. – Т. III, № 6. – С. 57–60.
8. Vereschaka, A. A. Nano-Scale Multi-Layered Coatings for Cutting Tools Generated Using Assisted Filtered Cathodic-Vacuum-Arc Deposition (AFCVAD) / A. A. Vereschaka, A. S. Vereschaka, S. N. Grigoriev, D. V. Sladkov // Applied Mechanics and Materials. – 2013. – Vol. 325–326. – P. 1454–1459.
9. Tai, C. N. Macroparticles on TiN Films Prepared by Arc Ion Platin Process / C. N. Tai et al. // Surface and Coatings Technology. – 1990. – Vol. 43–44. – P. 324–335.
10. Reduction in Macroparticles During the Deposition of Titanium Nitride Films Prepared by Arc Ion Plating / K. Akari, H. Tamagaki, T. Kumakiri, K. Tsuji, E. S. Koh, C. N. Tai // Surface and Coatings Technology. – 1990. – Vol. 43–44. – P. 312–323.
11. Sarthrum, P. Plasma and Deposition Enhancement by Modified Arc Evaporation Source / P. Sarthrum, B. F. Coll // Surface and Coatings Technology. – 1992. – Vol. 50. – P. 103–109.
12. Recent Progress in Filtered Vacuum-Arc Deposition / R. L. Boxman, V. Zhitomirsky, B. Alterkop, E. Gidalevich, I. Beilis, M. Keidar, S. Goldsmith // Surface and Coatings Technology. – 1996. – Vol. 87–88. – P. 243–253.
13. Martin, P. J. Review of the filtered arc process and materials deposition / P. J. Martin, A. Bendavid // Thin Solid Film. – 2001. – Vol. 394. – P. 1–15.
14. Верещака, А. С. Многослойные наноструктурированные покрытия для режущего инструмента / А. С. Верещака, А. А. Верещака, Г. Ю. Савушкин, А. С. Сивенков // Перспективные материалы. – 2014. – № 5. – С. 39–48.
15. Верещака, А. А. Разработка и исследование наноструктурированных многослойно-композиционных покрытий твердосплавных инструментов, предназначенных для тяжелых условий обработки / А. А. Верещака, А. С. Верещака, А. Ю. Попов // Упрочняющие технологии и покрытия. –2014. -№ 5. –С.28–32.
16. Верещака, А. С. Функциональные покрытия для режущего инструмента / А. С. Верещака, А. А. Верещака // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2010. – № 6. – C. 28–43.
17. Верещака, А. С. Многослойные нанодисперсные покрытия для режущего инструмента / А. С. Верещака, А. А. Верещака, А. И. Булычева // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2014. – № 5. – С. 33–39.
18. Верещака, А. А. Режущие инструменты с модифицирующими износостойкими комплексами / А. А. Верещака, А. С. Верещака, М. И. Седых. – М. : МГТУ «СТАНКИН», 2014 . – 196 с.
19. Верещака, А. А. Многослойно-композиционные наноструктурированные покрытия для режущих инструментов, работающих в тяжелых условиях / А. А. Верещака, А. С. Верещака, С. Н. Григорьев // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2012. – № 12. – С. 3–11.