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

Жанр: Машиностроительный

Просмотров: 1358


4.2.5. исследование влияния конструкции покрытия на напряженное состояние,  циклическую трещиностойкость и интенсивность износа режущего инструмента

 

Исследование напряженного состояния в покрытии, циклической трещиностойкости многоэлементных покрытий на основе модифицированного нитрида титана и интенсивности износа режущего инструмента проводили по методике, изложенной в п. 4.1. Напряженное состояние покрытия оценивали по следующим параметрам: напряжениям 1, возникающим в покрытии в процессе резания; термическим   напряжениям Т, возникающим в покрытии из-за неравномерности распределения в нем температуры и различия коэффициентов термического расширения материалов покрытия и инструментальной основы; суммарным напряжениям 0, действующим на середине длины контакта стружки  с  передней  поверхностью  режущего  инструмента;  амплитуде колебаний напряжений Δσ в покрытии в процессе резания и времени образования одного элемента стружки t1.

Результаты исследований представлены в табл. 4.18 – 4.20. На рис. 4.54,

4.55 в качестве примера показано влияние второго легирующего элемента на характер изменения напряжений σ1 и σ2 и времени циклической трещиностойкости tц покрытия TiSiMe2N, нанесенного на режущий инструмент из твердого сплава МК8.

Как видно из приведенных данных, легирование базовых двухэлементных покрытий ведет к изменению действующих в них напряжений. Нанесение на твердосплавный  инструмент  покрытий  TiAlN,  легированных  хромом, цирконием    и    кремнием  вызывает  рост  напряжений  1,  а  легированных железом и молибденом практически не изменяет их величину. Покрытия TiZrN и TiSiN, легированные железом, молибденом и хромом вызывают незначительное снижение напряжений 1, а алюминием и кремнием, наоборот,

–  их     повышение.  Такое  неоднозначное  изменение  напряжений  1    при

легировании покрытий связано с различным  влиянием легирующих элементов

 

на увеличение модуля Юнга и снижение напряжений σх  max, действующих в инструментальной основе.

4.18. Характеристики напряженного состояния многоэлементных покрытий, нанесенных на пластины МК8

 

 

 

 

Покры-

тие

Содержание

легирую- щего элемента Ме2,

\% мас.

 

 

1,

МПа

 

 

ост,

МПа

 

 

Т,

МПа

 

 

0,

МПа

 

 

Δ,

МПа

 

 

t1, c

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

TiAlN

-

589

-903

-1890

-2204

232

6,72·10-5

2

 

 

TiAlFeN

0,43

584

-824

-1999

-2239

229

6,88·10-5

3

0,85

584

-804

-2057

-2277

224

7,00·10-5

4

1,22

589

-804

-2076

-2291

225

7,01·10-5

5

 

TiAlMoN

2,08

600

-1089

-2031

-2520

223

6,89·10-5

6

4,12

605

-1177

-2090

-2662

212

6,97·10-5

7

 

 

TiAlCrN

1,35

594

-1265

-1950

-2621

226

6,84·10-5

8

5,96

604

-1628

-2102

-3126

216

7,06·10-5

9

11,12

614

-1472

-2132

-2990

218

7,07·10-5

10

 

 

TiAlZrN

4,61

604

-1324

-2044

-2764

220

6,79·10-5

11

12,17

614

-1648

-2166

-3200

194

6,87·10-5

12

23,39

621

-1570

-2176

-3125

197

6,87·10-5

13

 

 

TiAlSiN

0,25

619

-1295

-2112

-2788

218

6,74·10-5

14

0,49

633

-1648

-2224

-3239

192

6,80·10-5

15

0,83

642

-1609

-2278

-3245

194

6,81·10-5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

TiSiN

-

565

-1069

-1857

-2361

230

6,78·10-5

17

 

TiSiFeN

0,49

570

-932

-1896

-2258

227

6,97·10-5

18

1,36

572

-863

-1934

-2225

222

7,02·10-5

19

 

TiSiMoN

2,37

579

-1236

-1961

-2618

219

6,91·10-5

20

4,75

582

-1354

-2010

-2782

211

6,94·10-5

21

 

TiSiCrN

6,12

579

-1383

-1992

-2796

218

7,02·10-5

22

11,37

585

-1511

-2014

-2936

218

7,04·10-5

23

 

TiSiAlN

6,45

609

-1530

-2126

-3047

201

6,86·10-5

24

9,16

628

-1560

-2156

-3088

191

6,88·10-5

25

TiSiZrN

7,81

595

-1334

-2015

-2754

202

6,90·10-5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

26

TiSiZrN

24,74