Диффузионный износ

Эти показатели качества оценивают все этапы жизненного цикла изделия, включая механическую обработку деталей технологию сборки процесс изготовления этап эксплуатации узла. В качестве анализируемой конструкции рассматривалось подвижное торцевое соединение цилиндра с траверсой цилиндрического шарнира. Доминирующим для этих поверхностей является диффузионный износ. [c.224]

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]

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]

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]

Диффузионный износ связан с взаим- составляющие износа режущего [c.23]

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]

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]

Феррито-мартенситные нержавеющие стали обрабатываются так же успешно, как и обычные малоуглеродистые стали. Значительно сложнее положение с аустенитными и особенно жаропрочными сложнолегированными сталями и сплавами на никелевой и кобальтовой основе. Это вызвано большой склонностью к наклепу и малой теплопроводностью последних. В процессе резания этих материалов возникают чрезвычайно высокие температура и нагрузка, способствующие усиленному адгезионному и диффузионному износу. [c.168]

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]

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]

Из данных, приведенных в табл. 7 и на рис. 56, следует, что при расточке предварительно упрочненной стали в зоне действия диффузионного износа стойкость резцов в 1,3— [c.101]

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]

Расточку сталей, упрочненных деформирующим протягиванием, следует производить на скоростях резания, близких к максимумам стойкости. При этом следует стремиться работать в зоне действия диффузионного износа. Упрочненные деформирующим протягиванием стали в процессе чистовой обработки резанием получают дополнительное упрочнение. [c.143]

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]

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]

Диффузионный износ наблюдается при обработке сталей твердосплавными инструментами на высоких скоростях резания. Он наступает тогда, когда температура контактных поверхностей превышает критическое значение начала химического взаимодействия твердого сплава с обрабатываемым материалом. [c.521]

Диффузионный износ имеет место при работе твердыми сплавами с высокими скоростями резания и высокой температурой (900—1100°С и более). Скорость диффузионного износа зависит от сродства обрабатываемого материала и материала режущей части инструмента. Чем ближе по химическому составу ука- [c.139]

Адгезионный износ проявляется при обработке инструментами из быстрорежущей стали, а также твердыми сплавами при относительно низких скоростях резания, когда температура в зоне резания недостаточно высока для диффузионного износа. При резании нарост постоянно меняется, и при обработке стали с режущих кромок инструмента отрываются отдельные микроскопические частицы. [c.140]

Диффузионный износ является результатом взаимного растворения обрабатываемого материала инструмента и уноса растворенного материала стружкой. Такой износ преобладает при обработке твердосплавным инструментом на высоких скоростях резания. Интенсивность диффузионного износа зависит от того, насколько инструментальный материал инертен к диффузионному взаимодействию с обрабатываемым материалом. [c.25]

Диффузионный износ наблюдается при температурах контактной поверхности инструмента 900—1100 С, при этом происходит взаимная диффузия материала инструмента и обрабатываемого материала. Инструменты из углеродистых, легированных и быстрорежущих сталей не подвергаются диффузионному износу, так как их теплостойкость ниже температуры начала диффузионного растворения. [c.714]

Исследован вопрос формоустойчивости режущей кромки и предложен критерий формоустойчивости. Многочисленными и разнообразными опытами показано, что режущие инструменты в основном подвергаются адгезионному и дис фузионному видам износа. В первом приближении излагается теория адгезионного и диффузионного износа. [c.2]

Глава VII ДИФФУЗИОННЫЙ ИЗНОС ИНСТРУМЕНТА [c.184]

Механизм диффузионного износа. В ранних исследованиях рассматривался процесс износа как процесс переноса атомов между контактирующими неровностями поверхностей, т. е. считали его чисто диффузионным. Более поздние исследования показали, что диффузия является составной частью более сложного процесса. Боуден и Тэйбор установили, что процесс диффузии возникает при адгезии контактирующих неровностей процессы диффузии и сплавления двух трущихся материалов будут определять размеры и природу продуктов износа. [c.107]

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]

Зависимости стойкости твердосплавных (Т15К6) резцов от скорости резания при расточке сталей 10, 45 и У8А, упрочненных деформирующим протягиванием, в диапазоне скоростей резания 80—400 м/мин имеют максимумы, которым соответствуют температуры резания 900—940° С. При температурах резания, превышающих названные, преобладает диффузионный износ твердосплавных расточных резцов, а при более низких температурах резания — адгезионный износ. Режущие протяжки (сталь Р18) npi обработке упрочненных сталей подвергаются преимущественно адгезионному износу. [c.142]

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]

В процессе точения возникают все виды износа, рассмотренные ранее. Разрушение режущей части резца, оснащенной различными инструментальными материалами, может происходить путем абразивного воздействия (образования лунки на передней поверхности резца и площадки — на задней поверхности (рис, 3.10)), выкрашивания (при наличии адгезионно-усталостного, а иногда и диффузионного износа) и осыпания (мгновенное лавинное разрушение пластинок из минералоке-рамики, кристаллов алмазов и эльбора). [c.74]

При шлифовании алмазными кругами х<елезоуглеродистых сплавов, никеля, кобальта и при шлифовании кругами из карбида кремния сталей из-за высоких температур и химического сродства материалов абразива и детали превалирующим видом износа зерен является диффузионный износ, который снижает стойкость кругов, и применять их нецелесообразно. [c.198]

С которыми алмаз имеет сродство (например сталей), происходит адгезионный износ инструмента, а при высоких скоростях резания— диффузионный износ. Вследствие этого алмазные инструменты особенно эффективны при обработке материалов, с которыми они не имеют сродства. Так как при обработке алмазными резцами получается малая толщина срезаемого слоя, то главный износ происходит по задней поверхности. При ударных нагрузках на режущую кромку алмаз может выкращиваться, и этому весьма способствует его растрески- [c.80]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...