16
16
оснастки; упрочнение рабочих поверхностей деталей различных машин и
приборов. Важной и многообещающей областью использования лазерного
упрочнения является изготовление и эксплуатация породоразрушающего ин-
струмента для машин горнодобывающей промышленности.
4.
При создании новых видов упрочняющих технологий перспективно
сочетание в одном процессе лазерного упрочнения и локального пластиче-
ского деформирования –
комбинированные способы обработки
.
При реализации такого процесса по обрабатываемой поверхности од-
новременно перемещаются лазерный луч и
раскатывающий шарик или ро-
лик. Прикатывание быстро остывающего слоя материала инструментом снижает шерохо-
ватость, повышает микротвердость поверхности.
Вариантом такой комбинированной обработки является сочетание ла-
зерного воздействия с воздействием раскатывающих шарика или ролика с
последующим или совмещенным ультразвуковым упрочнением материала.
Примером технологии повышения эксплуатационных свойств инстру-
ментальных материалов на основе комбинированных средств воздействия
является
аэротермоакустическая обработка
.
Как известно, свойства материала связаны с его структурой. При этом
формирование структуры обусловлено изменениями термодинамического
состояния системы, происходящими как под воздействием внешних факто-
ров (тепловые потоки, пластическая деформация, физические поля и т.д.), так
и
внутренних, наведенных внешним воздействием и стремящихся вернуть
систему в равновесное состояние (при этом в материале протекают процессы
самоорганизации).
Перспективным является использование возможности управления ха-
рактеристиками металлов и сплавов (твердостью, пластичностью, корро-
зионной стойкостью и т.д.) с помощью структурных и фазовых изменений,
которые осуществляются в металлах под воздействием мощных акустичес-
ких полей.
Аэротермоакустическая обработка (АТАО) инструментальных матери-
алов относится к числу комбинированных средств воздействия на материалы.
При ее проведении осуществляется воздействие
температурных и акустиче-
ских полей с целью формирования свойств материалов в желаемом направ-
лении как во всем объеме, так и в поверхностном слое благодаря фор-
мированию оксидных структур или применению АТАО после одного из видов ХТО.
17
17
АТАО как упрочняющая обработка представляет собой организован-
ную определенным образом термообработку в мощном акустическом поле
звукового диапазона частот при одновременном воздействии потока газа в диапазоне
скоростей от десятка до сотен метров в секунду.
5.
Стойкость инструмента и срок его службы существенно возрастают (в
несколько раз) в результате осаждения покрытий на его поверхность. В про-
мышленно развитых странах доля инструмента с покрытиями в настоящее
время составляет 90…95 %.
Например, тонкие «пленочные» покрытия толщиной от 2 до 10 мкм
наносят на поверхность заточенного и доведенного инструмента из быстро-
режущей стали, твердого
сплава и режущей керамики, что позволяет улуч-
шить ряд служебных характеристик инструмента и значительно изменить
условия его работы.
Снижение сил и температур резания на 20…40% позволяет повысить
стойкость режущего инструмента в 2 и более раз, увеличить скорость резания
от 20 до 60% и значительно улучшить качество (снизить шероховатость) обра-
ботанной поверхности.
К износостойким покрытиям для режущего инструмента предъявляется
ряд требований:
1) высокая микротвердость, в 1,5…2 раза превышающая твердость инструментального ма-
териала;
2) высокая износостойкость;
3) низкая склонность к адгезии с обрабатываемым
материалом;
4) сохранение основных свойств при высоких температурах (устойчивость против коррозии
и окисления);
5) минимальная способность к диффузионному растворению в обрабатываемом
материале;
6) высокая прочность сцепления с инструментальным материалом.
Ряд требований носит противоречивый характер, например низкая ад-
гезия к обрабатываемому материалу и высокая прочность сцепления с ин-
струментальным материалом. Поэтому при резании сталей, в основе кото-
рых содержится железо, инструментом из
быстрорежущей стали, в основе
которой также присутствует данный элемент, целесообразнее всего наносить
многослойные
или
композиционные
покрытия, т.е. покрытия с переменным
составом и свойствами по глубине.
18
18
Наибольшее распространение для нанесения износостойких покрытий
на режущий инструмент получили методы химического (газофазного) осаж-
дения покрытий (ХОП) или методы
CVD
(
Chemical Vapour Deposition
) и фи-
зическое осаждение покрытий в вакууме (ФОП) или
PVD (Physical Vapour Deposition)
, см.
далее Л. №13,14.
Do'stlaringiz bilan baham: 
