Научные и технологические основы термохимических и термоциклических методов упрочняющей обработки металлообрабатывающих инструментов

Abstract

Для повышения работоспособности инструментов и в Беларуси, и за рубежом в основном развиваются технологии получения износостойких покрытий методами PVD, CVD, напылением, ХТО и др., которые активированы высокоэнергетическими источниками (плазмой, лазером, электронным лучом, др.) с применением вакуумной техники. Но эти технологии не удовлетворяют требованиям быстрого освоения в производстве из-за малой производительности, высокой энергоемкости и большой стоимости процессов. В этой связи актуальной становится задача поиска наиболее производительных, эффективных и недорогих упрочняющих методов. Более того, применяемые инструментальные материалы уже достигли пределов своих свойств, а современные способы обработки не всегда могут одновременно увеличить прочностные и пластичные свойства, делая инструменты менее работоспособными. Чтобы значительно улучшить эти обратно зависимые и иные эксплуатационные свойства инструментов существуют две тенденции их развития: 1) изготовление инструментов из функционально-градиентных и композиционных материалов, а такой способ крайне трудоемкий; 2) применение упрочняющей обработки, позволяющей сформировать в инструментах композиционные и градиентные структуры, но этот вопрос практически не изучен. В этом плане наибольший интерес представляют термохимические и термоциклические методы обработки инструментов, которые, благодаря их простоте, высокой эффективности и технологичности, могут быть легко внедрены на предприятиях при использовании стандартного оборудования и дешевых компонентов. Однако, несмотря на многочисленные исследования, до сих пор отсутствуют системные данные о механизмах улучшения эксплуатационных свойств и формируемых при обработке инструментов структурных композиций, а также рекомендации по созданию новых технологий, что препятствует широкому промышленному внедрению термохимических и термоциклических методов упрочняющей обработки и является важной народнохозяйственной проблемой. Решению этой проблемы путем создания научных и технологических основ термохимических и термоциклических методов упрочнения инструментов посвящена настоящая диссертационная работа.