Исследование влияния аэродинамического звукового упрочнения на износ металлорежущих твердосплавных пластин с покрытиями

Abstract

Для повышения стойкости металлорежущих твердосплавных пластин, работающих при процессах прерывистого резания в тяжелых технологических условиях с ударной нагрузкой, разработан метод аэродинамического звукового упрочнения, используя который с небольшой добавленной стоимостью возможно увеличить ресурс твердосплавного инструмента до 3,7 раза. Износ пластин, упрочненных аэродинамическим звуковым методом, после 100 мин резания меньше своих неупрочненных аналогов в 1,12–1,7 раза. Покрытие на металлорежущих твердосплавных пластинах не носит превалирующего значения при работе инструмента с ударными нагрузками. В последнем случае наибольшее вляние на повышение стойкости оказывает вязкость внутренней структуры пластины. Для металлорежущих твердосплавных пластин в процессе прерывистого резания со значительными ударными нагрузками метод аэродинамического звукового упрочнения более эффективен, чем метод нанесения покрытий, причем не только по стойкостным показателям работы инструмента, но и по себестоимости самой доработки. Получены эмпирические зависимости износа по задней поверхности твердосплавных пластин, упрочненных аэродинамическим звуковым методом, и пластин с покрытиями PVD в виде аппроксимации полиномами 5-й и 2-й степеней, которыми удобно пользоваться в производственных условиях. Выявлено, что чем больше у твердосплавных пластин предел прочности при изгибе, тем меньше влияние метода аэродинамического звукового упрочнения на повышение износостойкости. Так, с учетом того, что для основы ВК8 предел прочности при изгибе составляет 1666 МПа, а для Т5К10 – 1421 МПа, снижение износа после упрочнения аэродинамическим звуковым методом для пластин ВП3115 с основой ВК составляет 11,5 %, в то время как для ВП3225 с основой ТК – 27,1 %.