Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Поверхностные пластические деформации сдвига инструментальных материалов при высокой температуре

03.11.2018

При обработке стали и других материалов, имеющих высокую температуру плавления, с высокими скоростями резания и подачами, характерным видом износа является образование лунки, расположенной на передней поверхности на некотором удалении от режущей кромки (рис. 6.7). Лунка расположена на участке с максимальной температурой на передней поверхности, что было определено одним из методов измерения температуры, описанным ранее, и показано на рис. 5.3. На рис. 5.3, а можно видеть начало образования лунки. Небольшой выступ непосредственно за участком максимальной температуры на передней поверхности образован материалом инструмента, удаленным из зоны с максимальной температурой и наплывшим сзади на край лунки (как это видно при большем увеличении на рис. 6.8). В этом случае брали заготовку из стали с очень низким содержанием углерода, скорость резания 183 м/мин, время резания 30 с. Максимальная температура в наиболее нагретой зоне составляла примерно 950° С.
Поверхностные пластические деформации сдвига инструментальных материалов при высокой температуре

Стальная стружки прочно налипла на переднюю поверхность инструмента, и это свидетельствовало о том, что напряжения сдвига в низкоуглеродистой стали в зоне пластического течения при скорости деформации, равной по меньшей мере 10в4 с-1, были достаточно высокими, чтобы срезать быстрорежущую сталь там, где температура составляла около 950° С. Испытания на срез инструментальной стали, применяемой для этого исследования, показали значение предела прочности на сдвиг до 110 Н/мм2 при температуре 950° С и скорости деформации 0,16 с-1. Неожиданно обнаружилось, что фактически технически чистое железо может вызывать напряжения, достаточные для срезания быстрорежущей стали. Это оказалось возможным, во-первых, вследствие значительного понижения предела текучести быстрорежущей стали при высокой температуре и, во-вторых, вследствие очень высокой скорости деформации низкоуглеродистой стали в зоне пластического течения, в то время как скорость деформации быстрорежущей стали, несмотря на то, что она не может быть точно определена, возможно, на несколько порядков ниже. В обоих материалах предел текучести возрастает с ростом скорости деформации.

Такой механизм износа был отмечен на инструментах, применявшихся для обработки многих сталей. Образование лунки на инструментах из быстрорежущей стали, применявшихся для обработки аустенитной нержавеющей стали, показано на рис. 6.9 и 6.10. Последовательное срезание слоев инструментальной стали на заднем крае лунки особенно хорошо видно на рис. 6.10. Такое же явление происходит при обработке титана и его сплавов, а также никеля и его сплавов. При обработке более прочных сплавов лунка образуется при значительно меньшей скорости резания, чем при обработке технически чистых металлов. Это происходит вследствие того, что напряжения сдвига выше и материал инструмента срезается при более низкой температуре на поверхности раздела. Однако всегда это происходит в зонах с максимальной температурой на поверхности раздела инструмент — заготовка. При обработке никелевых сплавов срезание материала инструмента происходило вблизи режущей кромки (рис. 6.11), где создавалась высокая температура. Это происходит также на задней поверхности инструмента, когда значительный износ инструмента сопровождается воздействием высокой температуры.

Быстродействующий механизм износа приводит к образованию глубокой лунки, ослабляющей режущую кромку инструмента и способной вызвать его разрушение. Такой механизм износа не часто наблюдается в промышленных условиях, однако этот вид износа накладывает ограничения на скорость резания и подачу при обработке металлов с более высокими температурами плавления инструментами из быстрорежущей стали. Маловероятно, что этот механизм износа будет проявляться при обработке медных или алюминиевых сплавов, так как при обработке этих материалов, имеющих более низкую температуру плавления, температура на площадке контакта и предельные напряжения сдвига гораздо ниже.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: