Особливості точіння покриттів з аморфно-кристалічною структурою - Автореферат

Розроблені сучасні технології ГТН реалізують такі швидкості охолодження розплавлених частинок на основі, які дозволяють формувати покриття з аморфно-кристалічною структурою (ПАКС). Для напилювання таких покриттів використовуються економнолеговані порошки, гнучкі шнури, порошкові дроти, а самі покриття характеризуються специфічними фізико-механічними властивостями, мають високу зносостійкість, стійкість проти корозії, міцність зчеплення з основою, що робить перспективним їх застосування в різних галузях техніки. Установлення закономірностей процесу різання з урахуванням впливу присутності аморфної фази в покриттях та визначення ступеня гетерогенності їх структури кількісними характеристиками дозволить відшукати ефективні шляхи технологічного управління якістю поверхні виробів з ПАКС. Для досягнення поставленої мети у роботі вирішувались наступні основні задачі: вивчення особливостей структури і властивостей покриттів з аморфно-кристалічною структурою, розробка методики їх оцінки кількісними характеристиками та встановлення на цій основі параметрів оброблюваності різанням; Наукова новизна одержаних результатів: Вперше запропоновано характеристику оброблюваності різанням покриттів з аморфно-кристалічною структурою - фрактальну розмірність сукупності механічних властивостей матеріалу Ds, яка комплексно визначає неоднорідність оброблюваного матеріалу та дозволяє оцінити можливості по забезпеченню належних параметрів стану поверхневого шару покриттів і прогнозувати стійкість ріжучого інструменту.При цьому особливо відзначається, що виконання умови збереження вихідного вмісту аморфної фази в покриттях веде до значного зменшення продуктивності процесу обробки, зокрема, шліфування. Практично відсутні розрахункові методики визначення температурно-силових закономірностей процесу різання покриттів, механіки та фізико-хімії зношування інструменту, які враховують гетерогенність оброблюваного матеріалу і дефектність поверхневого шару виробів. Використовуючи положення теорії фракталів, яка дозволяє охарактеризувати досліджуваний обєкт параметрами, що не залежать від масштабу їх оцінки, запропоновано кількісно оцінювати оброблюваність різанням напилених ПАКС характеристикою, яка враховує особливості структури, нестабільність механічних властивостей та наявність різного роду дефектів в матеріалі на різних масштабних рівнях, - узагальненою фрактальною розмірністю , де Ds і Dp - відповідно фрактальна розмірність сукупності механічних властивостей матеріалу та сукупності ординат профілю поверхні. 1, як для випадку обробки одного типу покриття, яке характеризується різними значеннями Ds, так і при обробці різних матеріалів, дозволяє говорити про загальну тенденцію - якісніша поверхня досягається під час обробки покриттів, які характеризуються меншими величинами Ds їх матеріалів, а за величиною Ds правомірно оцінювати оброблюваність ПАКС за критерієм шорсткості обробленої поверхні. Варіювання режимами різання під час обробки покриттів, які характеризуються величиною Ds у діапазоні 2,6…2,85, не призводить до суттєвої зміни висоти мікронерівностей та не дозволяє отримати точінням поверхні з низькою шорсткістю, що повязано з високою гетерогенністю структури таких покриттів.У роботі вирішена актуальна науково-технічна задача, яка полягає в розробці процесу лезової обробки напилених зносостійких ПАКС, що забезпечує збереження вихідного вмісту аморфної фази в оброблюваному матеріалі, присутність якої обумовлює особливості протікання процесу обробки, а їх встановлення дозволило оцінити ефективність та перспективність застосування процесу лезової обробки. У результаті проведеного комплексу досліджень із вивчення особливостей точіння ПАКС отримані наступні результати: На основі використання положень фрактального формалізму запропоновано характеристику - фрактальну розмірність сукупності механічних властивостей Ds матеріалу, яка дозволяє кількісно оцінити оброблюваність різанням гетерогенних напилених покриттів з аморфно-кристалічною структурою, зокрема, обумовлює можливості технологічного управління якістю обробленої поверхні та дозволяє прогнозувати інтенсивність зношування ріжучого інструменту. Показано, що вищий рівень температур різання при точінні ПАКС (» 10 %) у порівнянні з обробкою аналогічних суцільних матеріалів визначається фрактальним характером (Df) фронту теплового поля в напилених ПАКС. Стійкість ріжучого інструменту та інтенсивність його зношування в різних температурно-силових умовах процесу точіння напилених покриттів з аморфно-кристалічною структурою систем Fe-B, Fe-Cr-B і Fe-Si-B обумовлюються абразивною взаємодією, адгезійним зношуванням, що визначається інтенсивним масоперенесенням та міцним схоплюванням оброблюваного матеріалу з поверхнею інструменту, а також хімічною взаємодією між контактуючими матеріалами та елементами навколишнього середовища. Установлено умови обробки, які дозволяють забезпечити максимальну стійкість інструменту, отримати належну якість поверхні та забезпечити збереження вихідного вмісту аморфн

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ