Диффузионный износ инструмента

Диффузионный износ инструмента, происходящий при температуре 900... 1200°С, является результатом взаимного растворения металла заготовки и материала инструмента. Активность процесса растворения повышается при повышении температуры контактного слоя, т.е. при возрастании скорости резания. На основании этого диффузионный износ можно рассматривать как один из видов химического износа, приводящего к изменению химического состава и физико-химических свойств поверхностных слоев инструмента и снижающего его износостойкость. [c.45]

Обработка результатов экспериментов, приведенных на рис. 56, позволила получить зависимости, в которых отражается влияние скорости резания, подачи и твердости обрабатываемой стали на стойкость резцов при расточке. Для правых участков стойкостных кривых, где наблюдается диффузионный износ инструмента, получена зависимость [c.99]

Охлаждающее действие средств основано на эффекте теплообмена, когда нагретые до высоких температур инструмент, изделие и стружка передают часть теплоты, поступающей к кромкам, среде, либо когда обрабатываемое изделие или инструмент, охлаждаемые средой, за счет теплопередачи отводят из зоны резания часть теплового потока. Кроме того, охлаждение зоны резания может осуществляться за счет испарения среды, происходящего при поглощении тепловой энергии. Смазывающее, воздействие средств сводится к образованию на трущихся поверхностях смазочной пленки, снижающей усилия резания и температуру в зоне резания. Смазочная пленка за счет молекулярного сродства с материалом инструмента или изделия прочно удерживается на поверхностях трения даже при высоких давлениях, возникающих в процессе резания. Кроме смазывающего эффекта, пленки должны препятствовать адгезионному и диффузионному износу инструмента. [c.97]

Глава VII ДИФФУЗИОННЫЙ ИЗНОС ИНСТРУМЕНТА [c.184]

О доминирующем факторе в диффузионном износе инструмента [c.254]

Схема диффузионного износа инструмента [c.256]

Строго решить аналитическую задачу диффузионного износа инструмента на данном этапе исследования нам не представляется возможным. Однако предпринять первый шаг в этом направлении все же полезно, хотя бы потому, что по принятой схеме химического износа в аналитические выражения войдут параметры, характеризующие процесс износа. [c.267]

Уравнение (203) справедливо для того случая, когда инструментальный материал состоит из одного химического элемента. Когда твердый сплав состоит из карбидов одного типа и цементирующей связки, диффузионный износ инструмента определится скоростью растворения карбидов в обрабатываемом материале, в частности, скоростью растворения металлической основы карбида. Если пренебречь взаимовлиянием отдельных компонентов на скорость растворения, формулу (203) можно использовать при определении времени работы инструмента для сплавов, подсчитывая диффузию металлической основы. [c.276]

При работе на высоких скоростях резания, соответствующих диффузионному износу инструмента, увеличение подачи может приводить к монотонному повышению кривой ho.п=iis) (первый тип зависимости), монотонному снижению (второй тип), и, наконец, к экстремальной форме (третья зависимость). [c.120]

Противоречивость в оценках характера влияния подачи на интенсивность износа резцов, полученная различными исследователями, объясняется тем, что влияние подачи рассматривалось без учета уровня применяемых скоростей резания, диапазона изменения температур контакта, интенсивности нарастания скорости диффузионного износа инструмента при повышении температуры контакта, а также без учета влияния других факторов, воздействие которых на интенсивность износа при изменении подачи также изменяется. [c.120]

Известно, что правые ветви кривых /го.п=/(и) соответствуют так называемому диффузионному износу инструмента. Следовательно, прн работе на скоростях резания, соответствующих диффузионному износу инструмента, отношение контактных твердостей инструментального и обрабатываемого материала перестает быть фактором, определяющим относительную износостойкость различных марок твердых сплавов. [c.140]

Снижение коэффициента диффузии, независимо от причин, по которым оно произошло, приводит к замедлению диффузионного износа инструмента. Зависимость коэффициента диффузии от температуры в ряде случаев не монотонна. [c.236]

Диффузионный износ инструмента [c.210]

Затупление режущей кромки обусловливается ее износом (рис. 31.8). По механизму затупления режущей кромки условно выделяют следующие виды износа инструмента макро- и микроскопы, пластическая деформация, абразивно-механический, абразивно-химический, адгезионно-усталостный и диффузионный. [c.577]

Износ режущего инструмента значительно отличается от износа деталей машин, поскольку зона резания, в которой работает инструмент, характеризуется высокой химической чистотой трущихся поверхностей, высокими температурой и давлением в зоне контакта. Механизм износа инструмента при резании металлов включает в себя абразивный, адгезионный и диффузионный износ. Удельное влияние каждого из них зависит от свойств материала, инструмента и детали, а также условий обработки (прежде всего скорости резания). [c.44]

С физической стороны процесс износа инструмента при резании металлов является очень сложным. Здесь имеют мерто абразивный, молекулярный [63] и диффузионный износы [64] (главным образом при обработке на высоких скоростях резания твердосплавным инструментом). [c.110]

Трение и связанный с ним износ при резании металлов несколько отличаются от общего трения поверхностей деталей машин. Это отличие заключается в том, что здесь происходит трение между постоянно вновь образующимися обновленными поверхностями, которое протекает при больших давлениях, высоких температурах, и на относительно малых поверхностях контакта. Механизм износа инструмента при резании металлов очень сложен. Здесь имеют место абразивный, адгезионный (молекулярный) и диффузионный износы. [c.73]

Диффузионный износ происходит в результате взаимного растворения обрабатываемого металла и материала инструмента [c.73]

Растворение материала инструмента в обрабатываемом материале— диффузионный износ происходит преимущественно при относительно больших скоростях резания. [c.143]

Диффузионный износ. В процессе резания при высокой температуре (до 1100—1150° С) значительно возрастает отношение контактных твердостей обрабатываемой пластичной стали и твердосплавного инструмента, и, следовательно, абразивный, а также адгезионный износ должны были бы уменьшаться, а стойкость инструмента, казалось бы, должна увеличиваться. Однако в действительности при таких условиях происходит форсированный износ инструмента, несмотря на заметное уменьшение сил резания (например, при обработке искусственно нагретых материалов или при резании с весьма большими скоростями). [c.147]

Согласно так называемому параболическому закону роста диффузионного слоя, скорость растворения наиболее высока в начальный период диффузии. В процессе резания время контакта стружки, поверхности резания и резца исчисляется сотыми и тысячными долями секунды и, следовательно, в контакт с инструментом непрерывно входят все новые участки обрабатываемого материала это создает условия для начального периода усиленной диффузии, что существенно влияет на интенсивность износа инструмента. [c.147]

Опыты показали, что заметная диффузия углерода и вольфрама из карбида вольфрама в железо начинается с температур около 950° С, при цементации железа карбидом титана — 1050° С. Поэтому можно полагать, что диффузионный износ твердосплавного инструмента может происходить лишь при обработке стали с высокими скоростями резания, когда температура контакта стружки или поверхности резания и резца достигает 900° С и выше для однокарбидных и 1000° С для двухкарбидных твердых сплавов. [c.148]

Производительность процесса резания в значительной мере определяется стойкостью инструмента. Попытки теоретического расчета износа инструмента при помощи единой формулы до настоящего времени не увенчались успехом. Этому препятствует чрезвычайная сложность процесса резания, на течение которого влияет очень много факторов в самых разнообразных сочетаниях. Но во всяком случае выявлена физическая сущность явлений износа (абразивного, адгезионного, диффузионного) и некоторые виды износа описаны математическими уравнениями, которые позволяют ориентировочно рассчитать стойкость режущего инструмента, работающего при некоторых определенных условиях [411. [c.157]

При работе твердосплавным резцом с большими скоростями резания, когда вероятен диффузионный износ, можно рассчитать скорость резания или стойкость инструмента, выражая объем диффузионного слоя в стружке W) или на поверхности резания W ) через объем износа по передней поверхности или по главной задней поверхности резца. Так, руководствуясь износом по задней поверхности резца, выраженным объемом инструментального материала, можно воспользоваться формулой [41] [c.175]

Рассмотрим зависимости отношения твердостей инструментального и обрабатываемого материалов от температуры резания, приведенные на рис. 64 и построенные по данным рис. 63. Из рисунка следует, что в интервале температур 650—920° С это отношение меньше в случае расточки упрочненной стали 45. Сопоставляя рис. 63 и 64, видим, что разница отношений при обработке упрочненной и неупрочненной сталей со скоростью 80 м/мин хорошо согласуется с величиной понижения стойкости резцов при расточке упрочненной стали в сравнении с неупрочненной на той же скорости резания. Это соответствие имеет место в диапазоне условий резания, при которых адгезионный износ является доминирующим, стойкость инструмента определяется отношением твердостей инструментального и обрабатываемого материалов, а температура резания воздействует на стойкость только косвенно, через изменение этого отношения. Нарушение рассматриваемого соответствия при возрастании скорости резания до 180 м./мин вызвано возникновением и усилением диффузионных процессов, интенсивность которых для данной пары инструментального и обрабатываемого материалов определяется лишь температурой [65]. А поскольку температура резания при расточке упрочненной стали ниже температуры при расточке неупрочненной стали, интенсивность диффузионного износа в первом случае будет меньше, чем во втором. Таким образом, при обработке упрочненной и неупрочненной сталей диффузионный износ оказывает на стойкость инструмента воздействие, противоположное воздействию адгезионного износа. Поэтому на восходящих участках стойкостных кривых (см. рис. 56), вблизи их максимумов. [c.96]

Сопоставляя кривые, приведенные на рис. 60, 62, 64, видим, что благоприятное изменение (увеличение) отношения твердостей инструментального и обрабатываемого материалов приводит к уменьшению относительного износа и повышению стойкости инструмента, и наоборот. Точки перегибов этих кривых совпадают между собой, хотя, как показал А. Д. Макаров [67], такое совпадение для зависимостей относительного износа и стойкости инструмента от температуры резания в общем случае необязательно. Как отмечалось выше, точки перегибов зависимостей V — Т при обработке сталей 10, 45 и У8А соответствуют различным температурам резания. В районе максимумов стойкостных кривых [65] начинается процесс быстрого растворения компонентов твердого сплава в обрабатываемом материале (диффузия). Начало диффузии для данного твердого сплава зависит при этом от химического состава обрабатываемого материала. Авторами установлено, что увеличение содержания углерода в стали отодвигает начало диффузии в сторону более высоких температур резания. Уменьшение содержания углерода в стали приводит к ослаблению нарастания диффузионного износа при увеличении температуры резания, что подтверждается следующим. Показатели относительной стойкости т для правых участков стойкостных кривых (рис. 56), характеризующие степень нарастания диффузионного износа, при расточке сталей УЗА, 45 и 10 соответственно равны 5,0 4,8 и 4,0. [c.97]

Таким образом, влияние предварительного упрочнения сталей деформирующим протягиванием на стойкость инструмента зависит от природы его износа и может быть двояким. В зоне действия адгезионного износа (протягивание, расточка на низких скоростях резания) стойкость инструмента несколько снижается (на 10—25%) при увеличении степени упрочнения обрабатываемой стали, а в зоне действия диффузионного износа (расточка на высоких скоростях резания) она повышается на 30—100%. [c.104]

Теплота, идущая в инструмент и деталь, активизирует адгезионные и диффузионные процессы на контактных поверхностях, изменяет условия протекания контактных процессов. Все это приводит к увеличению износа инструмента, снижению точности обработки и повышению шероховатости обработанной поверхности. [c.53]

Причинами износа инструмента по задней поверхности при относительно невысоких температурах являются абразивный износ, а при повышенных температурах в контактной зоне—диффузионные процессы на поверхности резания. Последние имеют место у твердосплавного инструмента, инструмента из минерало-керамики и сверхтвердых материалов. Кривая износа Л3—ч может быть использована для прогнозирования износа при испытаниях инструмента пример такого прогнозирования будет рассмотрен ниже. [c.20]

Диффузионный износ наблюдается при обработке металлов и сплавов, например твердосплавным инструментом на высоких скоростях резания. Он происходит при температурах контактных поверхностей, превышающих температуру рекристаллизации обрабатываемого и инструментального материалов. При этом происходит взаимная диффузия элементов контактирующей пары. [c.498]

В ноябре 1952 г. автор кннгн выступил на семинаре по трению и износу при резании метал.тов Института машиноведения АН СССР с сосбщеннем о диффузионном износе инструмента. Впоследствии это сообщение было опубликовано [197], [199] (Прим. ред.). [c.184]

Диффузионный износ. Многие исследователи считают, что механизм износа режущего инструмента должен включать химические процессы и диффузию. Эти явления применительно к вольфрамотитановым твердым сплавам были описаны в работах Давиля и Трента, Т. Н. Лоладзе и других ученых. Они представили микрофотографии, подтверждающие наличие диффузионных процессов при резании металлов. Диффузия может влиять на процесс износа различным путем. Кук и Наяк рассмотрели следующие случаи [c.115]

Лунка износа также используется в качестве критерия затупления. Считается, что в образовании лунки износа основную роль играет диффузионный процесс, возникающий при высокой температуре в зоне контакта. Данные Давиля, Трента и других авторов подтверждают, что диффузионный износ имеет место на передней поверхности инструмента. Колдинг установил, что диффузионный износ может проявляться и на задней поверхности, поскольку им установлена постоянная интенсивность износа на обеих поверхностях. Очевидно, что большая лунка на передней поверхности может ослабить инструмент и привести к его полному разрушению. Однако не известно, какой из параметров лунки износа следует принять за критерий затупления. Изучение износа инструмента по передней поверхности показало противоречие экспериментальных данных. [c.164]

Применение теории износа инструмента только качественно описывает это явление. Теория адгезионного износа помогает объяснить процесс образования площадки износа на задней поверхности. Эта теория не позволяла дать количественные соотношения по кривым износа, полученным в различных условиях резания, и не могла предсказать момент катастрофического износа без проведения специальных опытов. В диффузионной теории износа определяющую роль играет температура резания. Распределение температуры на передней поверхности инструмента качественно объясняет форму лунки износа. Несомненно, что исследования диффузионного износа помогли усовершенствовать режущие материалы, однако эти исследования не являлись основой для вывода стойкостных зависимостей. Доринсон предложил стойкостную зависимость, которая сходна по форме с уравнением Тэйлора, однако значение постоянных, входящих в это уравнение, объяснено недостаточно полно. Такеяма и Мурата [c.173]

Изучение большого количества стойкостных данных позволило вывести эмпирические стойкостные уравнения по типу уравнения (8.5) (рис. 8.10, кривая /). Зависимость стойкость—скорость, имеющая место на практике, графически приведена на рис. 8.10. График зависимости (рис. 8.10, кривая 2) изучен еще недостаточно полно, хотя на этот счет и имеются различные предположения. Колдинг, в частности, полагает, что эта зависимость может быть вызвана особенностями диффузионного износа. Шоу и Смит рассмотрели изменение интенсивности износа и стойкости инструмента в зависимости от сварки обрабатываемого материала с инструментом и температуры размягчения инструментального материала. Они показали, что сварка в результате действия высоких удельных давлений имеет место при резании с низкими скоростями и температурой резания, а высокотемпературная сварка — при резании с высокими скоростями. В первом случае процесс резания сопровождается образованием нароста, при разрушении которого может произойти выкрашивание крупных частиц инструментального материала. Во втором случае срезание приварившегося материала приводит к вырыванию относительно мелких частиц. Процессы сварки поверхностей зависят от времени контактирования, поэтому при высоких скоростях резания износ инструмента, обусловленный свариваемостью, уменьшается. Так, если скорость резания увеличивается 174 [c.174]

Использование инструмента из однокарбидных твердых сплавов для обработки резанием стальных деталей, как правило, не обеспечивает высокой стойкости инструмента, особенно в условиях повышенных скоростей резания. При этом наоблюдается интенсивный химический и диффузионный износ, образование лунки на передней поверхности, а также размягчение кобальтовой связки. Добавка в сплав карбидов титана улучшает сопротивляемость сплава образованию лунки износа на передней поверхности. В работах Трента показано преимущественное химическое взаимодействие карбидов вольфрама двухкарбидного сплава с обрабатываемой сталью. В двухкарбидных твердых сплавах процентное содержание карбида титана должно быть тем выше, чем выше скорость резания. [c.182]

Учитывая химическую инертность минералокерамики (AljOs) можно полагать, что минералокерамический инструмент не подвержен диффузионному износу и, следовательно, способен работать при весьма больших скоростях резания, в условиях высокой температуры резания. [c.148]

Особенности свойств ВКПМ и их обработки резанием определяют и особенности изнашивания инструмента. Так, диффузионный износ при обработке резанием ВКПМ отсутствует, так как для его протекания требуются температуры 0>9ОО°С, в то время как в зоне резания при обработке ВКПМ температуры резания составляют 500—600 °С. Наличие полимерного связующего и его неизбежная деструкция при резании приводят к появлению в зоне резания поверхностно-активных веществ (ПАВ), интенсифицирующих процесс изнашивания. [c.40]

Имеют высокую химическую активность, особенно при температурах резания. Это является причиной активации физико-химических процессов на контактных площадках инструмента — граничной адгезии, твердофазоБых и жидкофазовых диффузионных реакций между инструментальным и обрабатываемым материалами и приводит к интенсивному износу инструмента. [c.160]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...