Особливості структуроутворення і властивостей швидкорізальної сталі та підвищення ефективності технології її електронно-променевого переплаву - Автореферат

Його вдосконалення проводиться у трьох напрямках: оптимізація хімічних складів існуючих, та розробка нових інструментальних сталей і сплавів; розробка та впровадження нових перспективних технологічних процесів отримання інструментальних матеріалів й виготовлення інструменту з них; розробка та використання нових способів обробки різальних поверхонь. Вивченню особливостей кристалізації, фазових та структурних перетворень, впливу термічної обробки, способів отримання й властивостей швидкорізальних сталей присвячено велику кількість наукових праць. Водночас, вирішення проблеми підвищення рівня технологічних та експлуатаційних властивостей різального інструменту, що виготовляється із швидкорізальних сталей неможливо без розробки та впровадження надійних та дієвих методів впливу на структуру й властивості металу ще на стадії приготування розплаву та наступної кристалізації його у зливки. Тому комплексне вивчення процесів плавлення, рафінування, кристалізації, формування зливків, термічної обробки на структуру і властивості матеріалу, їх оптимізація дозволяє розробляти й впроваджувати нові ефективні технології виплавки швидкорізальних сталей та виготовлення якісного різального інструменту. Предметом дослідження є вивчення особливостей формування структури й властивостей швидкорізальних сталей, визначення раціональних технологічних параметрів проведення їх електронно-променевого переплаву та режимів термічної обробки, що забезпечують оптимальний хімічний і фазовий склад, структуру, необхідні фізико-механічні, експлуатаційні та технологічні властивості.Перший розділ містить огляд літературних даних та інших доступних джерел інформації й складається з чотирьох пунктів, де розглянуто й проаналізовано властивості, вимоги і області використання швидкорізальних сталей; особливості їх кристалізації; новітні та традиційні способи отримання і переплаву, їх переваги та недоліки; особливості й перспективи використання електронно-променевого переплаву швидкорізальної сталі. Проведений аналіз літературних даних вказує на існування широких можливостей керування процесами тверднення сталі під час електронно-променевого переплаву з проміжною ємністю за рахунок відсутності жорсткого взаємозвязку між швидкостями проведення переплаву та формуванням зливків - доводить можливість отримання їх з мінімальною протяжністю рідкометалевої ванни й двофазної твердо-рідкої зони при формуванні, або ж і зовсім без неї. Службові та експлуатаційні властивості досліджуваної сталі (випробування на стійкість та зношування) вивчали при випробуванні різального інструменту, виготовленого із неї (по 5 шт. однакового типу з отриманих зливків ЕППЄ кожної плавки) на ВАТ “Вінницький інструментальний завод” за стандартною технологією, без зміни технологічних умов та режимів, прийнятих на підприємстві при серійному виробництві аналогічного інструменту із швидкорізальної сталі традиційної плавки: - свердла діаметром 60 мм (з привареними хвостовиками із вуглецевої сталі): швидкість подачі 0,56 мм/об., швидкість різання 27 м/хв., число обертів 140 об./хв. при свердлінні пластин з вуглецевої сталі 45 ГОСТ 1050-88 (твердість 190 НВ) товщиною 40 мм без змащування й перезаточування до затуплення різальної кромки; Особливу увагу приділено процесам тверднення й формування структури швидкорізальної сталі під час електронно-променевого переплаву з проміжною ємністю, взаємодії розплаву з вакуумним середовищем та впливові концентрованих високоенергетичних пучків (електронних променів) на фазо-та структуроутворення в сталі. Порівняльний аналіз отриманих диференціальних кривих нагрівання й охолодження зразків із швидкорізальної сталі Р6М5 традиційної плавки та електронно-променевого переплаву, отриманих методом високотемпературного диференціального термічного аналізу (ВДТА), показав якісну відповідність процесів кристалізації та фазових перетворень в сталі після переплаву до відомих і описаних у літературі.Розроблено науково-технологічні засади електронно-променевого переплаву швидкорізальної сталі. Встановлено, що процес затвердівання й кристалізації швидкорізальної сталі Р6М5 при ЕППЄ є багатостадійним та відбувається в розширеному на 20-30 °С температурному інтервалі перитектичного перетворення, внаслідок значного переохолодження розплаву евтектичного складу в умовах прискореного (10-102 °С?с-1) тепловідводу. Запропонована й реалізована математична модель розрахунку теплофізичних параметрів затвердівання зливків швидкорізальної сталі при ЕППЄ дозволяє оцінювати геометрію характерних зон фазових перетворень та визначати технологічні параметри проведення процесу, за яких досягається мінімальна глибина ванни перегрітого розплаву та двофазної твердо-рідкої зони в зливкові, що формується. При цьому, мінімізується вірогідність утворення кристалізаційних тріщин, зменшуються загальні втрати металу випаровуванням та питомі витрати електроенергії, що, в цілому, підвищує ефективність технологічного процесу електронно-променевого переплаву швидкорізальної сталі. Встановлено, що приско

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ