Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Адгезионный износ инструментов из вольфрамокобальтовых сплавов

03.11.2018

При обработке инструментами из быстрорежущей стали и инструментами из твердого сплава со сравнительно низкими скоростями резания, когда температура недостаточно высокая для диффузионного износа или деформация достигает значительной величины, доминирующее значение приобретает адгезионный износ. Причиной этому служит менее ламинарное и более прерывистое течение обрабатываемого материала за режущей кромкой, наиболее очевидным признаком которого является образование нароста. Карта обрабатываемости является типичной для многих сталей, так как свидетельствует о присутствии нароста при сравнительно низких скоростях съема металла, зависящего как от скорости резания, так и от подачи. Ниже линии, отмечающей на карте обрабатываемости условия образования нароста в основном имеет место адгезионный износ.
Адгезионный износ инструментов из вольфрамокобальтовых сплавов

При резании нарост постоянно меняется, на нем образуются новые слои обрабатываемого материала и происходит срезание частей нароста. Если срезаются только наружные слои, в то время как часть нароста, примыкающая к инструменту, прочно присоединена к нему и остается неизменной, инструмент продолжает резать в течение длительного времени без износа. Например, в некоторых случаях при обработке чугуна нарост сохраняется на инструментах из WC — Co сплава при сравнительно высоких значениях скоростей резания и подачи, как показано на карте обрабатываемости рис. 6.38. При обработке серого чугуна нарост редко разрушается и стойкость инструмента может быть очень высокой. По этой причине инструменты из WC — Co сплава обычно применяются для обработки серого чугуна, и рекомендуемыми скоростями являются даже те, при которых образуется нарост. Скорость износа низкая, но причиной износа является адгезионное изнашивание. Все зерна или частицы зерен карбидов оторваны, и изношенная поверхность имеет вид, показанный на сечениях на рис. 3.8 и 3.9.

Однако при обработке стали, когда создаются условия для образования нароста, режущая кромка инструмента из WC—Co сплава может быстро разрушаться вследствие адгезионного износа. Так же как и при работе инструментами из быстрорежущей стали, микроскопические частицы с режущей кромки инструмента из твердого сплава срываются, но в отличие от стальных инструментов износ инструментов из твердого сплава происходит быстрее. Если нарост прочно связан с инструментом и отрывается весь, как это часто случается при прерывистом резании, сравнительно большие частицы могут быть вырваны с передней поверхности (рис. 6.39). При недостаточной жесткости металлорежущего станка или нежесткой заготовке возникают вибрации, течение металла становится очень неравномерным, что приводит к отрыву более мелких частиц инструментального материала. Зерна карбидов вольфрама, вырванные и унесенные потоком стали, проходящим по изношенной задней поверхности инструмента из WC—Co сплава, при обработке стали с низкой скоростью и подачей показаны на рис. 6.40.

Отрыв частиц происходит вследствие возникновения локальных растягивающих напряжений при неравномерном течении металла. Стальные инструменты имеют более высокую механическую прочность при растяжении, большую пластичность и ударную вязкость и по этой причине имеют большую износостойкость при адгезионном взаимодействии. Это является одной из основных причин, по которой инструменты из быстрорежущих сталей применяются в настоящее время и будут применяться в дальнейшем для многих операций механической обработки при низких скоростях резания. Изношенные поверхности образовавшиеся вследствие адгезионного износа, имеют очень грубую поверхность по сравнению с практически полированными поверхностями, образующимися вследствие диффузионного износа. Однако четкой границы между двумя этими видами износа не существует, оба действуют одновременно, и на изношенных поверхностях при растворении налипшего металла часто можно видеть как равномерно изношенные, так и оторванные зерна (рис. 6.41).

Скорость адгезионного износа непосредственно не связана с твердостью инструмента. Для инструментов из WC—Co сплава наиболее важным фактором является размер зерен, мелкозернистые сплавы более износостойки, чем крупнозернистые. Значения скорости адгезионного износа группы инструментов, каждый из которых содержит 6% кобальта, при обработке чугуна в лабораторных условиях приведены на рис. 6.42. Значение твердости определяется размером зерен карбидов, наивысшая твердость соответствует самым мелким зернам размером менее 1 мкм. По сравнению с твердостью процентное содержание кобальта сравнительно слабо влияет на скорость адгезионного износа. На рис. 6.43 видно небольшое различие в скорости износа инструментов из твердого сплава при содержании кобальта от 5,5 до 20%; все они имели один и тот же размер зерен при большом различии в твердости. Стабильные характеристики при этих условиях зависят от качества изготовления мелкозернистых сплавов с тщательным контролем размеров зерен.

Так как по мере увеличения скорости резания пластическое течение металла на передней поверхности становится более ламинарным, то скорость адгезионного износа может возрастать при уменьшении скорости резания. На рис. 6.44 приведено семейство кривых, характеризующих скорость износа задней поверхности при обработке чугуна в основном в условиях адгезионного износа. Эти кривые следует сравнить с кривыми, приведенными на рис. 6.37 для диффузионного износа. Для увеличения стойкости инструмента в условиях, когда доминирующим является адгезионный износ, основное внимание должно быть уделено уменьшению вибраций, повышению жесткости и обеспечению оптимальных значений задних углов на режущей части инструмента.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: