Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Диффузионный износ инструментальных материалов

03.11.2018

Данные металлографического анализа свидетельствуют о наличии условий, при которых возможна диффузия на поверхности раздела инструмент — заготовка. Наличие металлического контакта и достаточно высокая температура обусловливают возможность протекания диффузионного процесса. Таким образом, может происходить износ инструмента за счет диффузии атомов металла и углерода из инструмента в материал заготовки и уноса их потоком сходящего по поверхности инструмента материала. Имеются данные, свидетельствующие о заметной диффузии в зонах высокой температуры, например, слои новой фазы между инструментом и заготовкой, наблюдаемые при определенных режимах резания, по-видимому, образуются за счет диффузии. Такой слой можно видеть на рис. 6.13 в виде белой полосы на передней поверхности инструмента после обработки чугуна.

Непосредственные доказательства, свидетельствующие о диффузии атомов, не могут быть получены методами оптической металлографии, однако появление некоторых изношенных поверхностей наиболее просто объясняется наличием этого процесса. Скорость диффузии быстро повышается с ростом температуры; обычно скорость удваивается при повышении температуры примерно на 20° С. Поэтому доказательства, свидетельствующие о наличии диффузионного износа, следует искать в зонах высокой температуры на участках схватывания на поверхности раздела. Процесс быстрого образования лунки износа, вызванный поверхностными пластическими деформациями, уже был описан; хотя при несколько меньшей скорости резания лунка износа образуется медленнее и нет данных, свидетельствующих о пластической деформации инструмента. На рис. 6.14 приведено сечение по изношенной поверхности инструмента с тонким слоем материала заготовки (сталь), налипшим на инструменте. Износ носит очень ровный характер без пластической деформации, границы зерен инструментальной стали несдеформированы вплоть до поверхности. Частицы карбидов не изношены совсем или изнашивались гораздо медленнее, отрывались и в конечном счете уносились материалом заготовки. Диффузионный износ представляет собой вид химической коррозии на поверхности инструмента, подобно травлению, и зависит от растворимости различных фаз инструментального материала в металле, сходящем по поверхности инструмента, а не от твердости этих фаз. Частицы карбидов более износостойки вследствие их более низкой растворимости в стали заготовки, тогда как не существует барьеров растворимости для диффузии атомов железа из инструментальной стали в сталь заготовки. Диффузионный процесс ранее серьезно не рассматривался в качестве причины износа, за исключением резания металлов. Скорость диффузионного износа в значительной степени зависит от различия химических составов материалов инструмента и заготовки, что особенно важно при обработке таких металлов, как, например, титан или медь. Это более важно для твердосплавных инструментов, чем для инструментов из быстрорежущей стали (диффузионный износ твердых сплавов будет рассмотрен ниже).

При работе инструментами из быстрорежущей стали на обычных скоростях резания скорость диффузионного износа сравнительно низкая вследствие сравнительно низкой температуры на поверхности раздела. При более высоких скоростях резания и больших температурах скорость диффузии увеличивается, однако диффузионный износ завуалирован пластическими деформациями, представляющими собой гораздо более быстрый механизм износа. Диффузионный процесс, объясняющий образование лунки износа при скоростях резания ниже тех, при которых начинаются пластические деформации, вероятно, представляет наиболее важный процесс износа, обусловливающий появление площадки износа на задней поверхности в диапазоне высоких скоростей резания. Диффузионный износ зависит как от температуры, так и от скорости пластического течения непосредственно зоны схватывания, в результате которого материал заготовки уносит атомы металла инструмента. На передней поверхности, непосредственно у режущей кромки, обычно имеется застойная зона или зона, в которой скорость пластического течения материала заготовки у поверхности инструмента относительно невелика и температура более низкая, что объясняет отсутствие износа в этом месте. Скорость пластического течения на задней поверхности, однако, очень велика при обработке с высокими скоростями резания, и здесь может происходить диффузионный износ, несмотря на то, что температура на задней поверхности почти та же, что и на смежной неизношенной передней поверхности.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: