Аналіз методів зміцнення різального інструменту

На даний момент всі методи зміцнення різального інструменту поділяють на такі види:

- нанесення зносостійких покриттів;

- нанесення антифрикційних покриттів;

- механічні методи зміцнення;

- хіміко-термічні методи зміцнення (азотування, цементація, карбонітрування);

- гальванічні методи зміцнення (омідення, нікелювання);

- фізичні методи зміцнення (лазерне зміцнення, обробка холодом).

Механічне зміцнення. При механічному зміцненні підвищення механічних властивостей досягається механічною чи фізичною дією на дефектний шар з метою усунення негативних наслідків попередньої обробки. Задача вирішується двома способами: а) видаленням дефектних шарів з робочої поверхні інструмента; б) наступною термічною обробкою інструмента або механічною дією на дефектний шар з метою покращення мікроструктури і підвищення механічних властивостей.

При правильно вибраних режимах шліфування і наступної доводки чи полірування робочих поверхонь інструмента підвищується міцність і однорідність механічних властивостей. В результаті застосування абразивної обробки з використанням синтетичних алмазів і надтвердих матеріалів на основі нітрида бору стійкість різального інструмента підвищується приблизно на 30%.

Електролітичне полірування. У випадку коли складно застосовувати фінішну доводку використовують електролітичне полірування. При цьому нерівності поверхні зтравлюються і поверхня вирівнюється. При цьому зникають головним чином лише риски і шорсткості. Тому якість поверхні після електролітичного полірування гірша, ніж після механічної доводки. Даний процес проводять у ваннах. Катодами слугують пластини (свинець, графіт), анодом – інструмент. Електроліт вибирається в залежності від оброблюваного матеріалу. Сталі зазвичай полірують в суміші сірчаної і ортофосфорної кислот з добавкою хромового ангідриду. Для забезпечення якісного полірування необхідно чітко додержувати режим процесу. В деяких випадках для підтримання високих густин струму необхідні потужні джерела постійного струму.

Застосовують електролітичне полірування для стружкових канавок свердл, мітчиків, розверток, кінцевих фрез. Операція виконується перед фінішним шліфуванням і заточуванням. Електролітичне поліруваннярекомендується застосовувати для інструменту, що підлягає хромуванню.

Ультразвукова і термоультразвукова обробка. Методи ультразвукової і термоультразвукової обробки дозволяють значно покращити властивості інструментальних сплавів. Застосовуючи ультразвукові коливання в процесі термообробки швидкорізальних сталей вдалося підвищити стійкість інструменту в 1,5-2 рази. Ультразвуковій обробці піддають інструменти із швидкорізальних сталей після гартування, і також готовий інструмент.

В основі ультразвукової обробки лежать принципи безпосередньої дії ультразвукових коливань великої потужності на кристалічну структуру сплавів. Ефективність ультразвукової обробки на структуру і властивості металів залежить від потужності ультразвуку, тривалості обробки і місця в технологічному процесі.

Застосування ультразвукової обробки загартованої сталі перед відпусканням може бути рекомендовано для інструменту, від якого потрібні найбільш високі значення механічних властивостей. Обробка загартованої сталі здійснюється безпосередньо після гартування при 20ºС в масляній ванні. Тривалість обробки 30 – 60 хвилин. Під дією ультразвукових коливань в швидкорізальних сталях проходить природнє термічне старіння.

Найменш трудомістким процесом при зміцненні інструменту є термоультразвуковий відпуск. Одночасна дія температури і ультразвукових коливань на загартовану швидкорізальну сталь викликають структурні перетворення, що й при звичайному відпуску. Ультразвукові коливання позитивно впливають на властивості сталей, в тому числі на твердість, границі міцності на згин, зносостійкість і ударну в’язкість. При необхідності отримання найбільш високих значень теплостійкості сталі застосовують подвійний термоультразвуковий відпуск. Процес проводять при температурах 600 - 620ºС. Тривалість відпуску – 20 хвилин.

Дата добавления: 2015-08-31