РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ИНСТРУМЕНТА ИЗ СМЕШАННОЙ КЕРАМИКИ С НАНОДИСПЕРСНЫМ МНОГОСЛОЙНЫМ ПОКРЫТИЕМ ПРИ ОБРАБОТКЕ ЗАКАЛЕННОЙ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СТАЛИ

Верещака Анатолий Степанович, доктор технических наук, профессор, Институт конструкторско-технологической информатики Российской академии наук (Россия, г. Москва, пер. Вадковский, 18, корп. 1А), dr_averes@rambler.ru
Сотова Екатерина Сергеевна, кандидат технических наук, старший преподаватель, кафедра технологии машиностроения, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (Россия, г. Москва, Вадковский переулок, 1), eksotova@yandex.ru
Верещака Алексей Анатольевич, кандидат технических наук, научный сотрудник, Институт конструкторско-технологической информатики Российской академии наук (Россия, г. Москва, пер. Вадковский, 18, корп. 1А), ecotech@rambler.ru

67.02

Актуальность и цели. В работе исследуется влияние свойств смешанной режущей керамики с нанодисперсными многослойными покрытиями на обрабатываемость закаленной инструментальной стали ХВГ. Специфика обработки резанием лезвийным инструментом из смешанной керамики материалов повышенной твердости является в настоящее время предметом широких ис- следований, так как подобная обработка позволяет не только повысить качество поверхностного слоя, но и существенно снизить затраты, исключив финишную операцию шлифования.
Материалы и методы. В соответствии с разработанными положениями, была сформулирована методология и архитектура трехкомпонентного нано- дисперсного многослойно-композиционного покрытия для керамического инструмента.
Результаты. Рассмотрено влияние скорости резания на износостойкость инструмента из смешанной керамики с различными покрытиями. Рассмотрена также методология выбора оптимальной архитектуры и состава покрытия в приложении к инструменту из смешанной керамики. Построены математические модели, устанавливающие зависимость стойкости инструмента из смешанной керамики с покрытием от скорости резания.
Выводы. В работе показано, что режущий инструмент, оснащенный смешанной режущей керамикой с разработанным нанодисперстным многослойно-композиционным покрытием Ti-TiN-(TiCrAl)N, обеспечивает повышение стойкости при увеличении производительности обработки, снижении интенсивности изнашивания, уменьшении микровыкрашиваний и хрупких сколов режущей кромки.

Ключевые слова

смешанная керамика, покрытие, стойкость инструмента, износ по задней поверхности.

 Скачать статью в формате PDF

1. Верещака, А. С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями / А. С. Верещака. – М. : Машиностроение, 1993. – 336 с.
2. Vereschaka, A. S. Functional coаtings for an edge cutting tools / A. S. Vereschaka, A. A. Vereschaka // Technology of hardening and coatings. – 2010. – № 6. – P. 28.
3. Vereschaka, A. S. Ecologically friendly dry machining by cutting tool from layered composition ceramic with nano-scale multilayered coating / A. S. Vereschaka, A. A. Vereschaka. A. K. Kirillov // Key Eng. Materials. – 2012. – Vol. 496. – P. 67.
4. Grigoriev, S. N. Cutting tools made of layered composite ceramics with nano-scale multilayered coatings / S. N. Grigoriev, A. A. Vereschaka, A. S. Vereschaka, A. A. Kutin // Procedia CIRP. – 2012. – № 1. – P. 318–323.
5. Metel, A. S. Glow discharge with electrostatic confinement of electrons in a chamber bombardment by fast electrons / A. S. Metel, C. N. Grigoriev, Yu. A. Melnik et al.//Plasma physics reports.–2011.–Vol.37,№7.–P.628.
6. Vereshchaka, A. S. Development of the method of obtaining nanostructured functional coatings / A. S. Vereshchaka, B. Karpuschewski, L. Dubner // Proceedings of the Intern. Scient. Conf. “Production. Technology”. – 2008. – Vol. 1. – P. 62.
7. Sablev, L. P. Vacuum-arc evaporator of metals with an extended planar cathode / L. P. Sablev, A. A. Andreev, V. V. Kunchenko, S. N. Grigoriev // Proceedings of Materials Science Forum. – 1998. – P. 287–288.
8. Grigoriev, S. N. Determining the effective fractal dimension of nanodimensional coatings with the aid of magnetic field / S. N. Grigoriev, A. M. Mandel, V. B. Oshurko, G. I. Solomakho // Technical Physics Letters. – 2011. – Vol. 37, № 12. – P. 1176–1178.
9. Grigoriev, S. N. Experimental and numerical study of the chemical composition of WSex thin films obtained by pulsed laser deposition in vacuum and in a buffer gas atmosphere / S. N. Grigoriev, V. Y. Fominski, A. G. Gnedovets, R. I. Romanov // Applied Surface Science. – 2012. – Vol. 258, № 18. – P. 7000–7007.
10. Grogoriev, S. N. Distribution of the density of material in the pressing channel in continuous forming of nanocrystalline composite powders / S. N. Grogoriev, A. N. Krasnovskii // Metal Science and Heat Treatment. – 2012. – Vol. 54, № 3–4. – P. 135–138.
11. Grigoriev, S. Broad fast neutral molecule beam sources for industrial-scale beamassisted deposition / S. Grigoriev, Y. Melnik, A. Metel // Surface & Coatings Technology. – 2002. – Vol. 156, № 1–3. – P. 44–49.
12. Plasma- and beam-assisted deposition methods. Nanostructured Thin Films and Nanodispersion  trengthened Coatings / S. Grigoriev, A. Metel, A. A. Voevodin // Nanostructured Thin Films and Nanodispersion Strengthened Coatings. ‒ 2004. – Vol. 155. – Р. 147–154.