ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Легирование рабочих поверхностей режущих инструментов из "Справочник инструментальщика " К химико-термической обработке режущего инструмента относятся технологии насыщения поверхностного слоя различными элементами -С, N, В, О и Сг (цементация, азотирование, борирование, оксидирование, хромирование, нитроцементация и др). Выбор способа ХТО обусловлен требованиями, предъявленными к поверхностному слою инструмента, температурой, при которой выполняется эта обработка, и теплостойкостью стали. [c.103] Более универсальными и пригодными для всех теплостойких инструментальных сталей являются азотирование, низкотемпературное цианирование, нитроцементация, карбонитрация (с последующим оксидированием), выполняемые в печах или соляных ваннах после термической обработки или в качестве последней операции. Влияние их на свойства и стойкость инструментов примерно одинаково. На поверхности инструмента в результате выполнения этих обработок создается слой высокой твердости (до 70...71 HR ), износостойкости, теплостойкости, возникают полезные сжимающие напряжения и уменьшается налипание (адгезионное взаимодействие с обрабатываемым материалом). Остальные свойства инструмента определяются свойствами сердцевины. [c.103] Ионное азотирование - многофакторный процесс. Структура, фазовый состав и характеристики формирующегося в условиях тлеющего разряда диффузионного слоя определяются целым рядом технологических факторов. Управляя ими, регулируют толщину азотированного слоя и его структурное состояние, которые определяют комплекс необходимых свойств упрочняемых инструментов с учетом конкретных условий их эксплуатации. Важнейшими параметрами процесса ионного азотирования являются давление газа в камере, температура и время азотирования, а также состав атмосферы. [c.104] На рис. 3.8 представлены результаты стойкостных испытаний азотированных пластин из быстрорежущей стали Р6М5 при продольном точении конструкционной стали 45. Применение ионного азотирования увеличивает стойкость инструмента более чем в 2 раза во всем исследованном диапазоне скоростей резания. [c.105] Ионная имплантация рабочих поверхностей режущего инструмента используется для упрочнения поверхности, как быстрорежущих сталей, так и твердых сплавов. В основе ионной имплантации (легирования) тонких приповерхностных слоев инструмента лежит облучение в вакууме пучком ионов газа или металла, ускоренных до энергии 10 ... 10 эВ, в результате чего происходит внедрение в поверхность ионов и атомов легирующего вещества (титана, хрома, азота и др.). Эффект упрочнения поверхности инструмента достигается как вследствие роста плотности дефектов кристаллического строения материала, закрепления этих дефектов атомами легирующих элементов, так и вследствие формирования дополнительного числа мелкодисперсных карбидных, нитридных и интерметаллических структур. Метод является универсальным по спектру легирующих примесей, обрабатываемых материалов и диапазону концентраций примеси в легированном слое инструментального материала. Кроме того, имплантируемый слой не изменяет размеров режущего инструмента и не может отслаиваться, в отличие от покрытий. Наиболее важными параметрами процесса ионной имплантации являются энергия внедрения (кэБ), доза облучения (ион/см ) и плотность тока (мкА/см ). [c.105] Промышленное распространение имплантационной технологии ограничивается низкой производительностью и высокой стоимостью. Поэтому применительно к производству режущего инструмента этот метод пока представляет интерес для исследовательских и поисковых целей. [c.105] В основе лазерного легирования рабочих поверхностей режущего инструмента лежит введение присадок в процессе лазерного нагрева. С помощью лазерного излучения осуществляется процесс азотирования и науглероживания поверхности инструментальных материалов, а также ее легирование различными тугоплавкими металлами (Ti, А1, Zr и др.). При этом выбор систем легирования проводится целенаправленно в зависимости от условий эксплуатации режущего инструмента. Образующиеся новые фазы и соединения резко повышают микротвердость поверхностного слоя, а в некоторых случаях увеличивают и его теплостойкость. [c.106] Этот способ модификации поверхности реализуется без объемного нагрева инструмента, т.е. является локальным, не вызывает дополнительной деформации режущего инструмента и дает возможность обрабатывать только те участки инструмента, которые наиболее подвержены износу в процессе резания. Лазерные технологические установки имеют достаточно высокую стоимость (главным образом, непрерывные СОг-лазеры), низкий КПД (используется только 15 % подводимой энергии) и обладают низкой производительностью. Кроме того, имеются большие сложности при необходимости обработки фасонного инструмента. [c.106] При легировании поверхностей режущего инструмента могут быть использованы и другие источники плазмы - электронный луч (при электронно-лучевом легировании) и дуговой разряд (при плазменном легировании). [c.106] Все виды энергии, используемые дня поверхностного легирования инструмента, успешно используются и в целях термической обработки. [c.106] Вернуться к основной статье