ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ НАГРЕВА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКЕ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПЛАСТИН ТВЕРДОГО СПЛАВА Т15К6
https://doi.org/10.17073/1997-308X-2018-2-76-84
Аннотация
Проведено исследование влияния температурных полей нагрева при непрерывной лазерной обработке на эксплуатационные свойства пластин твердого сплава Т15К6. Процесс лазерной обработки инструмента с твердосплавными неперетачиваемыми пластинами марки Т15К6 осуществлялся нагревом рабочей поверхности непрерывным лазерным излучением промышленного лазера ЛК 3015лс07 по программе KV_OSN по контуру пластин с расстоянием от края режущей кромки ~2 мм. Время лазерного воздействия составляло 2–3 с, защитная среда – азот. Для исследования использованы образцы в виде четырехгранных пластин размером 12,70×12,70×4,76 мм (ГОСТ 19052-80). Варьировались плотность мощности излучения в пределах q = 300±100 Вт/см2 и скорость перемещения лазерного излучения VL = 20± ±10 мм/с. После лазерного воздействия определена твердость зоны лазерной закалки, составившая Hμ = 15500÷ ÷21500 Н/мм2. Проведены испытания на резание и абразивный износ, исследована микроструктура зоны лазерного воздействия. Износ при резании по передней и задней поверхностям твердосплавных пластин после лазерной обработки уменьшился до 5 раз. Показано, что дальнейшее увеличение плотности мощности лазерного воздействия до q = = 400 Вт/см2 не дает положительной тенденции. При алмазно-абразивном износе с увеличением величины q происходит уменьшение износа до 40 мас.%. Микроструктурный анализ показал уменьшение с 5,6 до 4,3 мкм размера зерна карбида вольфрама в зоне непрерывной лазерной обработки.
Об авторах
С. И. Богодухов
Оренбургский государственный университет (ОГУ)
Россия
Россия
докт. техн. наук, профессор, зав. кафедрой материаловедения и технологии материалов,
460018, г. Оренбург, пр-т Победы, 13
Е. С. Козик
Оренбургский государственный университет (ОГУ)
Россия
канд. техн. наук, доцент кафедры материаловедения и технологии материалов
Россия
канд. техн. наук, доцент кафедры материаловедения и технологии материалов
Е. В. Свиденко
Оренбургский государственный университет (ОГУ)
Россия
канд. техн. наук, преподаватель кафедры материаловедения и технологии материалов
Россия
канд. техн. наук, преподаватель кафедры материаловедения и технологии материалов
Список литературы
1. Zhang Li., Wang Yuan-Jie., Yu Xian-Wang., Chen Shu., Xiong Xiang-Jin. Crack propagation characteristic and toughness of functionally graded WC—CO cemented carbide // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2008. Vol. 26. No. 4. P. 295—300.
2. Шишковский И.В. Расчет тепловых полей при обработке материалов КПЭ в среде MATHCAD: Метод. указания к лаб. работам. Самара: СГУ, 2003. С. 28—35.
3. Colovcan V.T. Some analytical consequences of experiment data on properties of WC—Co hard metals // Int J. Refract. Met. Hard Mater. 2008. Vol.26. No. 4. P. 301—305.
4. Guo Zhixing., Xiong Ji., Yang Mei., Jiang Cijin. WC—TiC— Ni cemented carbide with enhanced properties // J. Alloys and Compnd. 2008. Vol. 465. No. 1-2. P. 157—162.
5. Lakhotkin Yu.V. Chemical deposition of nanostructured tungsten and tungsten-alloy coatings from gas phase // Prot. Met. Phys. Chem. 2008. Vol. 44. P. 319—332.
6. Berov Z.Zh., Karamurzov B.S., Tlibekov A.Kh., Yakhutlov M.M. Selection of a coating material for diamond grits and optimization of its thickness // J. Superhard Mater. 1998. Vol. 5. P. 55—61.
7. Endler I., Leonhardt A., Scheibe H.-J., Born R. Interlayers for diamond deposition on tool materials // Diamond Relat. Mater. 1996. Vol. 5. P. 299—303.
8. De Oliveira L.J., Cabral S.C., Filgueira M. Study hot pressed Fe-diamond composites graphitization // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2012. Vol. 35. Р. 228—234.
9. Hell J., Chirtoc M., Eisenmenger-Sittner C., Hutter H., Kornfeind N., Kijamnajsuk P., Kitzmantel M., Neubauer E., Zellhofer K. Characterisation of sputter deposited niobium and boron interlayer in the copper—diamond system // Surf. Coat. Technol. 2012. Vol. 208. P. 24—31.
10. Qiu W.Q., Liu Z.W., He L.X., Zeng D.C., Mai Y.-W. Improved interfacial adhesion between diamond film and copper substrate using a Cu(Cr)—diamond composite interlayer // Mater. Lett. 2012. Vol. 81. P. 155—157.
11. Ma Zh., Wang J., Wu Q., Wang Ch. Preparation of flat adherent diamond films on thin copper substrates using a nickel interlayer // Surf. Coat. Technol. 2002. Vol. 155. P. 96—101.
12. Huang Y., Xiao H., Ma Zh, Wang J., Pengzhao Gao. Effects of Cu and Cu/Ti interlayer on adhesion of diamond film // Surf. Coat. Technol. 2007. Vol. 202. P. 180— 184.
13. Zhang Z., Chen D.L. Contribution of Orowan strengthening effect in particulate-reinforced metal matrix nanocomposites // Mater. Sci. Eng. A. 2008. Vol. 483. P. 148—152.
14. Zaitsev А.A., Kurbatkina V.V., Levashov E.A. Features of the effect of nanodispersed additives on the sintering process and properties of powdered cobalt alloys // Russ. J. NonFerr. Met. 2008. Vol. 49. No. 2. P. 120—126.
15. Zaitsev А.A., Kurbatkina V.V., Levashov E.A. Features of the influence of nanodispersed additions on the process of and properties of the Fe—Co—Cu—Sn sintered alloy // Russ. J. Non-Ferr. Met. 2008. Vol. 49. No. 5. P. 414— 419.
16. Levashov E.A., Kurbatkina V.V., Zaytsev A.A. Improved mechanical and tribological properties of metal-matrix composites dispersion-strengthened by nanoparticles // Materials. 2010. No. 3. P. 97—109.
17. Zaitsev A.A., Sidorenko D.A., Levashov E.A., Kurbatkina V.V., Andreev V.A., Rupasov S.I., Sevast’yanov P.V. Diamond tolls in metal bonds dispersion-strengthened with nanosized particles for cutting highly reinforced concrete // J. Superhard Mater. 2010. Vol. 34. No. 6. P. 423—431.
18. Zaitsev A.A., Sidorenko D.A., Levashov E.A., Kurbatkina V.V., Rupasov S.I., Andreev V.A., Sevast’yanov P.V. Designing and application of a dispersion-reinforced binder based on Сu—Ni—Fe—Sn alloy for cutting tools made of ultrahard materials // J. Superhard Mater. 2012. Vol. 34. No. 4. P. 270—280.
19. Tokova L.V., Zaitsev A.A., Kurbatkina V.V., Levashov E.A., Sidorenko D.A., Andreev V.A. Features of the influence of ZrO2 and WC nanodispersed additives on the properties of metal matrix composite // Russ. J. Non-Ferr. Met. 2014. Vol. 55. No. 2. P. 186—190.
20. Богодухов С.И. Материаловедение. Старый Оскол: ТНТ, 2012.
21. Бондаренко В.А. Обеспечение качества и улучшение характеристик режущих инструментов. М.: Машиностроение, 2000.
22. Либенсон Г.А. Процессы порошковой металлургии. М.: Изд-во МИСиС, 2001. Т. 1.
23. Реченко Д.С., Попов А.Ю. Способ обработки сверхтвердых материалов: Пат. 2440229 (РФ). 2012.
24. Соколов А.Г. Способ обработки твердосплавного инструмента: Пат. 2509173 (РФ). 2014.
25. Чеховой А.Н., Бельков О.В., Прокопова Т.И. Способ химико-термической обработки изделий из твердого сплава и стали: Пат. 2231573 (РФ). 2004.
26. Осколкова Т.Н., Будовских Е.А. Способ поверхностного упрочнения вольфрамокобальтового твердосплавного инструмента: Пат. 2398046 (РФ). 2010. 27. Хиндрик Э. Пластина с покрытием для режущего инструмента для обточки сталей: Пат. 2536014 (РФ). 2014.
27. Кабанов А.В., Федоров С.В., Вислагузов А.А., Павлов М.Д. Способ упрочнения изделий из твердых сплавов: Пат. 2501865 (РФ). 2013.
28. Савостиков В.М., Сергеев С.М., Пинжин Ю.П. Способ комбинированной ионно-плазменной обработки изделий из сталей и твердых сплавов: Пат. 2370570 (РФ). 2009.
Рецензия
Для цитирования:
Богодухов С.И., Козик Е.С., Свиденко Е.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ НАГРЕВА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКЕ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПЛАСТИН ТВЕРДОГО СПЛАВА Т15К6. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2018;(2):76-84. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2018-2-76-84
For citation:
Bogodukhov S.I., Kozik E.S., Svidenko E.V. RESEARCH INTO THE EFFECT OF TEMPERATURE FIELDS OF HEATING DURING CONTINUOUS LASER TREATMENT ON T15K6 CARBIDE INSERT PERFORMANCE. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya). 2018;(2):76-84. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2018-2-76-84
Просмотров:
858
Послать статью по эл. почте 