Основными требованиями, предъявляемыми к режущей части инструмента, являются: высокая и равномерная твердость, теплостойкость, износостойкость, удовлетворительная вязкость и прочность.
Твердость является важнейшим свойством быстрорежущих сталей, характеризующим напряженное состояние, близкое к неравномерному сжатию. Определяет твердость сопротивление контактным напряжениям, возникающим в рабочей кромке инструмента и переводящим твердую быстрорежущую сталь в более пластичное состояние. Инструменты с недостаточной твердостью не могут резать из-за потери формы и размеров под действием возникающих напряжений.
С увеличением твердости возрастает износостойкость. Кроме того, при высокой твердости улучшается чистота поверхности самого инструмента, получаемая при шлифовании и доводке и уменьшается налипание металла на его поверхность. Улучшается чистота поверхности металла при повышении твердости, обрабатываемого резанием: шероховатость поверхности уменьшается на один класс при повышении твердости режущей части с НЯС 62-63 до НЯС 67-68
Как было отмечено ранее, твердость быстрорежущих сталей в зависимости от состава и термической обработки может изменяться в широких пределах и достигать НЯС НЯС 68-70.
Повышенная твердость сталей данного класса обусловлена дисперсностью и количеством карбидов (интерметаллидов), выделившихся при отпуске.
Важным требованием, предъявляемым к материалу режущей части инструмента, является высокая износостойкость.
Степень износостойкости прежде всего зависит от твердости стали, количества и типа карбидных фаз в структуре. Износостойкость стали возрастает в большей мере при повышении твердости стали, чем при увеличении в структуре карбида М7С3.
При наличии в стали твердых карбидов М7С3 и МС износостойкость определяется больше количеством и типом карбидной фазы. Повышение твердости мартенсита дополнительно улучшает износостойкость. По данным при увеличении количества карбидов М7С3 с 11-12 % до 14-15 износостойкость возрастает в 2 раза. В большем увеличении количества карбидов до 18-19% износостойкость инструментов дополнительно увеличивается на 40-50%.
Если использовать стали в литом состоянии, то количество карбидов М7С3 может быть увеличено до 20-22 %. Количество твердых карбидов может быть повышено до 25 % путем создания условий образования в структуре наряду с карбидами М7С3 карбидов МС. Износостойкость дополнительно возрастает, поскольку карбид МС 1 .оет более высокую твердость (НУ 2000) и меньшую плотность, чем М7С3.
Износостойкость определяется также равномерностью распределения и размерами карбидов. Они должны быть мелкими и равномерно распределенными в структуре. Карбиды МС более дисперсные и достаточно равномерно распределяются по объему стали по сравнению с карбидами
М7С3. С точки зрения повышения износостойкости карбиды МС предпочтительны.
Главным свойством, определяющим износостойкость при нагреве режущей кромки инструмента, является теплостойкость.
Повышение теплостойкости достигается значительным легированием стали, созданием достаточного количества фаз-упрочнителей и сильным повышением температур закалки, в результате которого получается более насыщенный твердый раствор.
Возрастанию теплостойкости отвечает повышение стойкости инструмента, если одновременно заметно не изменяются распределение и размеры карбидов и не ухудшаются такие свойства, как прочность, вязкость и теплопроводность.
Другой важной характеристикой является прочность. Тяжелые условия работы инструмента приводят к выкрашиванию рабочих граней. Повышение прочности позволяет, например, улучшить стойкость инструментов, применяемых для прерывистого резания или резания с большими подачами: в случаях значительного роста нагрузки на рабочую кромку.
При высокой и одинаковой твердости (НЯС 62-65) прочность инструментальных сталей может изменяться от 3500-3800МПа до 1500-2000 МПа (при изгибе), а литиевой стали может быть еще ниже. Это вызвано тем, что прочность зависит не только от содержания углерода в мартенсите и количества аустенита (как твердость), но и от других особенностей структуры: величины зерна и состояния его пограничных слоев, дисперсности и условий распределения карбидов и напряжений.
С увеличением содержания углерода в мартенсите до 0,3-0,5 % (в зависимости от легирования) прочность возрастает. При большей концентрации углерода прочность снижается в отличие от твердости, которая и в этом случае продолжает увеличиваться. В связи с этим частичный распад мартенсита при отпуске или нагреве, снижающий твердость может повышать прочность.
Прочность стали снижается почти пропорционально с увеличением зерна и усилением неоднородности в распределении карбидов. Поэтому получение мелкого зерна - необходимая предпосылка для создания высокой прочности.
Важно отметить, что повышение твердости способствует снижению вязкости. Повышение вязкости может быть достигнуто уменьшением содержания углерода в стали и в результате снижения твердости. Однако, максимальная твердость необходима для металлорежущего инструмента, особенно работающего при циклических нагрузках и повышенном износе. Это противоречие, по мнению Ю.А. Геллера, может устраняться путем создания высокой твердости в рабочей части, так как высокая вязкость необходима в нижележащих слоях, поскольку ударные нагрузки воспринимаются всем сечением инструмента.
Обеспечение высокой твердости, теплостойкости и износостойкости режущей части, а также и удовлетворительной вязкости корпуса инструмента и высокой прочности, на наш взгляд, реализуемо при изготовлении биметаллического инструмента с применением наплавки.
На основании выше приведенного анализа, видно, что быстрорежущие стали обладают достаточно высокой твердостью по сравнению с другими инструментальными материалами. Например: твердость сплава ВК8, наиболее близкого по области применения к быстрорежущим сталям, составляет не более HRC 72, что свойственно быстрорежущим сталям с интерметаллидным упрочнением.
Применение наплавки позволит, на наш взгляд, расширить возможности в области разработки более рациональной системы легирования с применением принципиально новых подходов для получения оптимального комплекса свойств, в т. ч. и твердости.
Большое внимание следует уделить вопросам технологичности изготовления и термической обработки с позиций технологичности сталей данного класса. Например: повышение твердости наплавленной быстрорежущей стали за счет увеличения содержания углерода в мартенсите при исключении операций, связанных с деформированием сталей.
Быстрорежущие стали обладают высокой прочностью, намного превышающей прочность при изгибе других инструментальных материалов. Рассматриваемые стали конкурируют по прочности на сжатие с твердыми сплавами. Обеспечение высокой прочности при наплавке представляется возможным при изучении путей совершенствования структуры сталей с учетом их технологических свойств.
Износостойкость быстрорежущих сталей по абсолютной величине превосходит остальные инструментальные материалы. Являясь сложным свойством, износостойкость зависит от структуры и свойств сталей: твердости, количества и типа карбидной фазы и т.д., и в большей степени от свойств обрабатываемого металла: его твердости, коэффициента трения, механических воздействий и многих других факторов. При изменении одного из этих факторов становится необходимым корректировка состава, фазового состояния быстрорежущих сталей. Из перечисленных внешних причин, прежде всего, необходимо учитывать влияние теплового фактора.
У быстрорежущих сталей максимум износостойкости отмечается при скорости резания 50 м/мин. При дальнейшем повышении скорости резания происходит резкое падение износостойкости. Повышение производительности обработки инструментом из быстрорежущих сталей ограничивается их теплостойкостью, т. е. способность стали сохранять при нагреве рабочей кромки, возникающем при эксплуатации структуру и свойства, необходимые для резания. Для данных сталей теплостойкость характеризуется температурой, до которой сталь после нагрева сохраняет твердость НЯС 60. При меньшей твердости стали не используют по причине резкого снижения износостойкости.
Повышение теплостойкости достигается значительным легированием стали, созданием достаточного количества фаз-упрочнителей и повышением температур закалки, в результате которого получается более насыщенный твердый раствор.
Очевидно, надо признать, что теплостойкость является главным ограничивающим фактором повышения производительности инструмента из быстрорежущих сталей.
Одним из основных источников теплоты при резании являются силы трения, возникающие при взаимодействии инструмента с обрабатываемым металлом. По своей природе эти силы не однородны. Из анализа диаграммы видно, что, в температурном интервале, характерном для инструмента из быстрорежущих сталей (500-700°С) преобладает адгезионная составляющая сил трения. Таким образом, можно предположить, что одним из эфф жтивных способов снижения тепловыделения в зоне резания является чьшение адгезионной составляющей сил трения (адгезии).
Под адгезией понимают все силы межатомного и межмолекулярного взаимодействия между твердыми телами при их контактировании и относительном скольжении, а под изнашиванием - отделение частиц инструментального материала в приконтактной зоне в результате многократного нарушения фрикционных связей.
На поверхности твердого тела атомы или молекулы находятся в неуравновешенном состоянии, которое характеризуется поверхностной энергией. Последняя может иметь значительную величину, например, для металлов 2000-4000 эрг/см2. Это приводит к активному взаимодействию поверхности твердого тела с атомами или молекулами окружающей среды: газа, жидкости или твердого тела. Известно, что на поверхности твердого тела в доли секунды образуются адсорбированные пленки различных паров и поверхности смачиваются жидкостью.
Явление холодной сварки, по мнению И.В. Крагельского можно продемонстрировать на зачищенных и освобожденных от оксидов поверхностях свинца. Этот процесс присущ любым твердым телам, но часто маскируется малыми площадями соприкосновения, упругостью сближающихся поверхностей При снятии нагрузки вследствие упругости тела, «распрямляясь», разрывают мостики сварки.
При соединении двух поверхностей в точках реального контакта высвобождается существенная доля поверхностной энергии.
Однако для осуществления контакта необходимо наличие площадей соприкосновения.
Образование этих площадей для твердых тел требует затраты значительной
работы, обычно на порядок большей, чем высвобождаемая поверхностная
энергия. Поэтому процесс холодной сварки не идет самопроизвольно.
Высвобождаемая работа примерно на порядок больше энергии,
необходимой для плавления металла. Понятно это из следующего: на 1 см
15 3 2
приходится 10 атомов, и полагая, что высвобождается 10 эрг/см , получаем
12 13
на 1 атом 10" эрг/атом. Теплота плавления металла составляет 10" .
Адгезия зависит от силы взаимодействия между атомами, молекулами или функциональными группами контактирующих тел, которые обусловлены их природой.
Наиболее универсам: энергией связи являются ван-дер-ваальсовые силы. Они при взаимодействии двух атомов совершенно инертн л\ веществ. Если сблизить два гипотетически изолированных атома -ршого газа, то в каждом из них возникает наведенный дипольный момент (индуцированный заряд). Взаимодействие этих моментов обуславливает притяжение двух атомов. Для металлов силы металлических связей перекрывают ван-дер-ваальсовые силы, поэтому прочность адгезионного шва для чистых металлов велика.
Применительно к явлению износа важным является характер разрушения возникших адгезионных связей. Разрушение может происходить по месту образования связи (адгезионное разрушение, положительный градиент) или на некоторой глубине (когезионное разрушение, отрицательный градиент).
На величину и знак градиента влияют изменения, протекающие в поверхностном слое, например:
- образование избыточного количества вакансий - положительный градиент;
образование дислокаций, наклеп поверхности трения - отрицательный градиент;
- нагрев контактной зоны, размягчение металла, образование защитных пленок с пониженным сдвиговым сопротивлением - положительный градиент.
Применительно к режущему инструменту отрицательный градиент имеет две разновидности:
- когезионное разрушение в глубине материла режущего инструмента. Приводит к потере эксплуатационных свойств.
- разрушение в глубине обрабатываемого материала. Приводит к образованию нароста на рабочих поверхностях инструмента, ухудшению шероховатости обрабатываемой поверхности. При периодическом отрыве нароста возможно когезионное разрушение в глубине материала режущего инструмента.
Для процессов резания наиболее предпочтительным является разрыв адгезионной связи в месте ее образования, т.е. наличие положительного градиента сдвигового сопротивления.
Разберем приемлемость различных вариантов проявления положительного градиента применительно к обработке металлов резанием инструментом из быстрорежущих сталей.
Как было описано ранее, нагрев металла в контактной зоне приводит к созданию положительного градиента сдвигового сопротивления. В практике это используется при назначении режимов резания. При правильном выборе режимов зона нароста остается в интервале низких температур. Увеличение температуры в зоне резания свыше установленных пределов не допустимо, т.к. ведет к необратимым изменениям структуры быстрорежущих сталей. Понятно, что данный способ снижения адгезионной составляющей трения не приемлем. Создание условий образования избыточного количества вакансий в поверхностных слоях быстрорежущей стали и обрабатываемого металла невозможно вследствие повышенных требований по сплошности кристаллической решетки.
В нашем случае приемлемым является создание пленок с пониженным сдвиговым сопротивлением. В машиностроении широко распространена практика использования смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) или смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), обеспечивающих создание пленок между рабочей поверхностью инструмента и обрабатываемым металлом. В процесс схватывания не вовлекаются непосредственно обрабатываемый материал и материал инструмента. Каждый из них адгезионно связывается с пленкой, которая из-за малого сдвигового сопротивления легко разрушается. Основным преимуществом процесса является пониженное тепловыделение, снижение износа материала инструмента и шероховатости обрабатываемой поверхности.
Смазочно-охлаждающие жидкости должны обладать высокими специфическими свойствами: сопротивлением к испарению и теплопроводностью. Согласно исследованиям, масло удовлетворяет данным условиям. Вода несмотря на то, что является хорошим охладителем, приводит к коррозии металла и не имеет смазывающего эффекта. В настоящее время разработан широкий спектр СОЖ (СОТС). Согласно американской классификации, существует четыре основных категории смазывающих жидкостей: масляные эмульсии, растворимые масла, полусинтетические и синтетические смеси.
Масляные эмульсии бывают активными и инертными, реагирующими с поверхностью металла при высоких температурах, защищающими и улучшающими поверхность инструмента. Инертные масляные эмульсии могут быть чистыми минеральными маслами, смесями минерального и жирного нелетучего масел или смесями сульфидированных жирных и минеральных масел. Активными эмульсиями являются: сульфидированые минеральные масла, сульфидно-хлорированные минеральные масла или их смеси.
Растворимые масла обладают охлаждающим свойством воды, смазывающим и защитным от коррозии. Применяются в случаях, где охлаждение является необходимым.
Полусинтетические смеси состоят из водного раствора и химической жидкости. Содержание масел мало по сравнению с предыдущим типом жидкости, где эмульсия превалирует. Стойкость инструмента и чистота поверхности зависят от использования химических добавок, таких как: сера, хлор, фосфор. Смеси используют для охлаждения. Преимуществом является хорошая видимость изделия при обработке.
Синтетические смеси представляют собой водные растворы с множеством мелкодисперсных частиц химических компонентов, способствующих снижению тепловыделения и повышению режимов резания, ресурса работы инструмента. Смеси не содержат минеральных масел. Применяются в основном для обработки черных металлов и алюминиевых сплавов.
Согласно последним представлениям о тепловыделении при резании около 60% выделяемого тепла образуется за счет сил трения, возникающих в зоне А (рис. 1.15.). В зоне В генерируется до 30% тепла при трении стружки о поверхность инструмента. 10% приходится на зону С. Тепло выделяется за счет контактирования боковых границей инструмента с обрабатываемой поверхностью. СОЖ снижает силы трения между стружкой и поверхностью инструмента, уменьшая тепловыделение в зоне В. Снижение сил трения в этой зоне способствует некоторому росту уклона режущей кромки, и как следствие, уменьшению тепловыделения в зоне А.
Однако, на наш взгляд, основные источником тепла при резании являются процессы контактного сваривания инструмента с обрабатываемым изделием, происходящие непосредственно в зоне ювенильного контакта поверхностей. Поскольку в контакте находятся чистые металлы, то согласно молекулярно-механической теории (основные моменты которой рассмотрены ранее), прочность адгезионных связей достаточно высока по сравнению с другими зонами контакта, где имеется доступ кислорода, СОЖ. Таким образом, в зоне ювенильного контакта высвобождаемая энергия максимальна, а смазывающий эффект СОЖ сводится к нулю.
Кроме того, как показывает практика, применение жидкой смазки недостаточно эффективно, особенно при высоких скоростях обработки. Из-за наличия значительных давлений в зоне контакта инструмента с обрабатываемым изделием жидкости не обеспечивают достаточно надежного образования пленок и выводятся за пределы зоны обработки.
Существует другой наиболее эффективный, на наш взгляд, способ снижения адгезионных связей и уменьшения тепловыделения в зоне резания является введение пленкообразующих добавок (неметаллических включений) в обрабатываемую сталь.
Одним из примеров являются стали повышенной обрабатываемости или автоматные стали .
Существует много определений обрабатываемости стали. Основными критериями обрабатываемости служат: стойкость инструмента, износ, условия резания, силы резания, мощность, отвод стружки, состояние поверхности обрабатываемой детали. Однако самым важным критерием является производительность резания, включающая большинство вышеперечисленных.
Стали повышенной обрабатываемости легируют серой или редкоземельными металлами: селеном, теллуром и т.д. Эти элементы находятся в сталях в виде неметаллических включений, не имеющих металлическую природу матрицы, но обладающих свойствами элемента, создающими с ними соединение. Неметаллические включения в сталях повышенной обрабатываемости выполняют две функции.
При обработке резанием включения образуют пленки с пониженным сдвиговым сопротивлением, снижая адгезионную составляющую сил трения и тепловыделение .
Механизм воздействия тот же, что при использовании СОТС, но более эффективен, т.к. «твердая смазка» удерживается лучше, чем жидкость и лишь постепенно выводится из зоны обработки вместе со стружкой.
Важно отметить, что, что в данном случае смазка работает и в недоступных для жидкостей местах, а именно, в зоне ювенильного контакта режущего клина инструмента и обрабатываемого металла, что значительно повышает эффективность снижения тепловыделения (косвенно повышает теплостойкость инструмента).
Во-вторых, неметаллические включения нарушают сплошность сталей, что облегчает их резание и улучшает процесс стружкообразования за счет благоприятного отвода и фрагментации стружки.
Стали данного класса, в основном, используются для изготовления мелких и малоответственных деталей машин, не несущих большую нагрузку.
Однако они не находят всеобщего применения из-за не высоких механических свойств и сложности термической обработки.
Особый интерес для нас представляют нержавеющие стали с пленкообразующими элементами, поскольку они так же относятся к высоко- и сложнолегированным как быстрорежущие. К ним предъявляются повышенные требования, в отличие от сталей повышенной обрабатываемости.
В связи с этим рассмотрим более подробно механизм воздействия пленкообразующих элементов в нержавеющих сталях.
Для улучшения обрабатываемости нержавеющих сталей чаще всего их легируют серой. Сера находится в стали в виде различных сульфидов. Преимущественно это сульфиды марганца и реже сульфиды хрома. Поскольку сульфиды могут снижать коррозионную стойкость, свариваемость, пластические и прочностные свойства, постоянно ведутся поиски компромисса между улучшением обрабатываемости и сохранением требуемых свойств.
По Европейским нормам установлено три основных уровня содержания серы:
- 0,2-0,35%8, т.е. максимальный, при котором обеспечивается наилучшая обрабатываемость стали. Например: сталь мартенситного класса (XI 2СгБ13 Е1М 1.4005), стали ферритного класса (ХбСгМсЯ 17 1.4105) и аустенитного класса (Х8Сг№818-09 EN 1.4305);
- 0,02-0,03%8 или стандартный уровень, обеспечивающий обычную обрабатываемость для сталей данного класса;
- 8<0,01%. Низкий уровень содержания серы для деталей особого назначения, там, где фактор получения высоких эксплуатационных свойств и надежности превалирует над обрабатываемостью.
По последним данным установлен следующий механизм воздействия сульфидов. Сульфиды, находящиеся в стали, формируют смазывающую пленку на поверхности инструмента и стружки. Пленка позволяет снизить трение стружки о поверхность инструмента и нагрев, тем самым, увеличивая стойкость инструмента.
Образование смазывающих пленок было установлено с применением анализа электронной микроскопии и микроанализа, которые показали наличие элементов марганца и серы в глубине износа твердосплавной пластины инструмента после токарной обработки нержавеющей стали аустенитного класса.
С другой стороны, присутствие серы улучшает фрагментацию стружки и, как следствие, процесс стружкоотвода, что представляет особую важность при обработке нержавеющих сталей.
Существуют другие элементы, повышающие обрабатываемость сталей, например, свинец, теллур, селен. Однако предпочтение отдается сере по причине ее широкой распространенности и низкой стоимости.
Свинец нерастворим в стали и присутствует в виде глобулей, даже после прокатки. Механизм действия схож с серой. Хорошо повышает обрабатываемость, однако в последнее время не используется по причине выявленных канцерогенных свойств.
Однако введение пленкообразующих элементов в обрабатываемые стали, по-прежнему, остается вынужденной и не желательной мерой, т.к. вызывает определенные технологические трудности. Образование неметаллических включений происходит до и в процессе кристаллизации стали. Некоторые включения могут образовываться после процесса затвердевания стали. В сталях возможно образование множества морфологических типов сульфидов, часть из которых оказывает воздействие на снижение физических и механических свойств. Кроме того, помимо сульфидов высока вероятность образования сложных включений, например, оксисульфидов, присутствие которых нежелательно для сохранения высоких эксплуатационных свойств.
В результате необходимо использование дополнительных технологических приемов для предупреждения дефектов и контроль поведения неметаллических включений на всех стадиях обработки, что не всегда экономически оправдано.
Наиболее перспективным, на наш взгляд, является направление по созданию инструментальных сталей, легированных пленкообразующими компонентами с целью придания им антифрикционных свойств, обуславливающих эффект само смазывания инструмента в процессе работы.
Мнения отечественных и зарубежных исследователей о влиянии добавок поверхностно-активных элементов (ПАЭ) на свойства быстрорежущих сталей, в том числе, износостойкость противоречивы.
Однако общим требованием при разработке быстрорежущих сталей с пленкообразующими компонентами, на наш взгляд, является необходимость предупреждения нарушения сплошности, имеющее место в сталях повышенной обрабатываемости. Механизм воздействия сульфидов должен ограничиваться созданием пленок с пониженным сдвиговым сопротивлением, снижающим адгезию в зоне ювенильного контакта поверхностей и взаимодействие стружки с поверхностями инструмента.
При классических металлургических методах изготовления быстрорежущей стали (в промышленных масштабах) выполнение данных условий затруднено в силу аналогичных технологических трудностей, возникающих при производстве сталей повышенной обрабатываемости. Кроме того, к материалу инструмента предъявляются высокие требования по эксплуатационным характеристикам, получение которых, на наш взгляд, данными методами сопряжено большими трудностями.
Однако имеются положительные результаты лабораторных испытаний по влиянию микродобавок серы и других пленкообразующих элементов на повышение обрабатываемости и износостойкости металлорежущего инструмента из быстрорежущих сталей, изготовленного литьем.
В литературе имеются утверждения, что влияние микролегирующих добавок серы и других пленкообразующих элементов обуславливается, прежде всего, их смазывающим действием в контактной зоне и эффектом адсорбционного снижения сил трения.
По степени эффективности влияния на режущие свойства стали Р6М5 легирующие элементы располагаются в следующий убывающий ряд: сера - селен - свинец - висмут. Наиболее стабильное и эффективное влияние на повышение стойкости инструментов из быстрорежущих сталей из исследованного типа микродобавок оказывает дисульфид молибдена.
Установлено, что влияние добавок пленкообразующих компонентов изменяет топографическую картину изнашивания инструмента: контактные поверхности характеризуются значительно меньшими следами адгезионного взаимодействия. Прирезцовые поверхности стружки менее деформированы и имеют мелкие борозды и трещины, объясняемые меньшей длиной контакта стружки за счет снижения среднего коэффициента трения в контактной зоне.
В широком диапазоне режимов резания одновременно с уменьшением коэффициента трения повышается класс шероховатости Rz с 48 до 16 мкм.
Ресурс работы литого инструмента при обработке деталей типа вал из сталей и цветных сплавов повышается в 1,3-1,8 раза по сравнению с базовым. Повышение эксплуатационного ресурса обусловлено эффектом внутренней смазки, как при эксплуатации, так и при шлифовании и доводке рабочих поверхностей инструмента.
Однако разработанные литые быстрорежущие стали не нашли широкого применения, и прежде всего, из-за ухудшения технологических свойств. Кроме того, изготовление литого металлорежущего инструмента из быстрорежущих сталей с внутренней смазкой в промышленных условиях, на наш взгляд, сопряжено с технологическими трудностями и сложностью получения эксплуатационных свойств, которые могли бы конкурировать с аналогичными характеристиками других инструментальных материалов.
Одним из перспективных направлений является введение пленкообразующих компонентов в материал инструмента, реализуемый наплавкой.
При использовании классических способов наплавки и термической обработки быстрорежущих сталей использование существующего многообразия сульфидов вызывает определенные трудности, обусловленные сложностью управления процессами их формообразования, и формированием или сохранением первоначальных природных свойств, предупреждением или устранением возможного негативного влияния на свойства сталей, в частности возможности ухудшения технологических свойств.
Представляется интерес наплавка быстрорежущей стали с соблюдением определенного термического цикла, позволяющего получать наплавленную сталь в закаленном состоянии. В этом случае появляется возможность получения сульфидов различных металлов при заданной схеме легирования и управлении процессами термического воздействия; сохранение первоначальной заданной формы и распределения сульфидов, поскольку необходимая геометрия формируется в процессе наплавки и отпадает необходимость в операции ОМД; предупреждение химической неоднородности стали и последующей анизотропии свойств по объему, в том числе и сульфидов за счет высоких скоростей охлаждения и малых объемов наплавляемого металла и т.д. Более подробно этот вопрос рассмотрен в п. 1.4.
Основными вопросами при разработке наплавленных быстрорежущих сталей с пленкообразующими компонентами являются химическая неоднородность и технологическая прочность, оказывающие непосредственное влияние на технологические и эксплуатационные свойства рассматриваемых сталей
В результате проведенного анализа, на наш взгляд представляется возможным выдвижение следующей гипотезы о возможности создания наплавленных инструментальных сталей с пленкообразующими компонентами (сульфидами): мелкодисперсные сульфиды глобулярной формы, расположенные равномерно во всем объеме наплавленного металла должны играть роль «масленок», создающих пограничный слой в виде сульфидных пленок, снижающих адгезию и тепловыделение в зоне контакта: «наплавленная инструментальная сталь - обрабатываемая сталь» и выявляющих дополнительные возможности повышения производительности обработки.
0 комментариев