Название: Износостойкие покрытия режущего инструмента, работающего в условиях непрерывного резания - учебное пособие(Табаков, В. П.)

Жанр: Машиностроительный

Просмотров: 1352


3.3. работоспособность режущего инструмента с многослойными покрытиями

 

Исследования  проводили  при  токарной  обработке  заготовок  из  сталей

30ХГСА и 12Х18Н10Т. В качестве режущего инструмента использовали пластины Р6М5К5, на которые наносили одноэлементные покрытия TiN, многоэлементные     TiZrN    и    многослойные    покрытия    с    переходными адгезионными  слоями  оптимальной  конструкции:  TiFeN +  TiN,  (Ti  –  Fe)  + TiFeN + TiN и (Ti – Zr – Fe) + TiZrFeN + TiZrN. Геометрия пластин и применяемая СОЖ описаны в п. 3.2.

Применение  многослойных  покрытий  с  переходными  слоями существенно повышает период стойкости пластин из быстрорежущей стали по сравнению с пластинами, имеющими однослойные покрытия. При обработке заготовок из стали 30ХГСА нанесение многослойных покрытий с переходным слоем TiFeN повышает период стойкости пластин в 1,6 – 1,9 раза по сравнению с покрытием TiN в зависимости от режима резания (рис. 3.10). При нанесении двух переходных слоев (Ti – Fe) и TiFeN  период стойкости увеличивается еще в  большей  степени  –  в  2,1  –  3,1  раза.  Наибольшее  повышение  периода стойкости пластин обеспечивает многослойное покрытие на основе TiZrN: в 2,7

– 4,2 раза по сравнению с покрытием TiN и в 1,7 – 1,9 с TiZrN в зависимости от условий     обработки.  Следует   отметить,  что   период  стойкости   пластин   с многослойным покрытием на основе TiN с двумя переходными слоями в 1,3 –

1,4 раза выше по сравнению с покрытием TiZrN в зависимости от режима резания. Эффективность покрытий с переходными слоями повышается в большей степени с ростом скорости резания по сравнению с ростом подачи.

При обработке заготовок из стали 12Х18Н10Т (рис. 3.11) получены аналогичные результаты. Однако повышение периода стойкости, в силу указанных выше причин, менее существенно, чем при обработке заготовок из стали 30ХГСА. Наибольшее повышение периода стойкости по сравнению с пластинами, имеющими покрытие TiN, зафиксировано для пластин с многослойным покрытием на основе TiZrN, наименьшее – на основе TiN с одним переходным слоем TiFeN. По сравнению с пластимами, имеющими покрытие  TiN,  применение  многослойных  покрытий  с  переходным  слоем TiFeN, с сочетанием переходных слоев (Ti – Fe) + TiFeN и (Ti – Zr – Fe) + TiZrFeN повышает период стойкости соответственно в 1,4 – 1,6 раза, в 2,0 – 2,5

 

 

 
80        180

 

 
MHH   MHH

50        150

 

               130

I                   roo

 
30

 

20

 

 
T          T 50

 

55        60        MIMHH 70

v          )II

 

 
100-- -- --

MHH   d---      --         --

 

T

 

55        60        MIMHH 70

v          )II

a)

0,20 MM/06 0,30

s           )II

 

 
220------ ----

MHH ---- ---- --

200

180 ----           +-

150 ----

 

130      ----

1100

 

T 5o -- ---r

 

0,20 MM/06 0,30

s           )II

6)

 

 

 

 

 

I30

 

r 2o      --+- --

110---- ----  --

MllH    -4-----4----

 

T

 

 

10        20

20        MhvmH            30        0,15     0,20     MM/06            0,30

v          >"         s           >"

100      140                

MllH

 

 

 
MllH    100

 

50        80

I              

 
I          

T 30     T 50

 

20

 

10...._ ........_              ........,.

20        M MHH           30

v          >"

 

a)

 

20......-- --------

0,15 0,20 MM/06        0,30

s           >"

 

6)

 

раза и в 2,6 – 3,3 раза в зависимости от режима резания; по сравнению с однослойным покрытием TiZrN многослойные покрытия с сочетанием переходных слоев увеличивает период стойкости в 1,3 и 1,7 раза в зависимости от состава верхнего слоя.

В порядке повышения работоспособности пластин при обработке заготовок как из стали 30ХГСА, так и стали 12Х18Н10Т, многослойные покрытия можно расположить в следующий ряд (по сравнению с TiN): TiFeN + TiN, (Ti – Fe) + TiFeN + TiN, (Ti – Zr – Fe) + TiZrFeN + TiZrN.

В табл. 3.14 представлены математические модели периода стойкости пластин из быстрорежущей стали с различными покрытиями при точении заготовок из сталей 30ХГСА и 12Х18Н10Т. Анализ данных моделей позволяет отметить,   что   нанесение   покрытий   с   переходными   слоями   не   изменяет характера зависимостей периода стойкости пластин от элементов режима резания, но снижает влияние на него скорости резания и подачи.