Обработка жаропрочных материалов твердыми сплавами

Обработка жаропрочных материалов твердыми сплавами затруднена вследствие интенсивного диффузионного износа, проявляющегося даже при относительно низких температурах (500— 550°С). Это объясняется химическим сродством их с твердыми сплавами, чему способствует замедленное образование ввиду жаропрочности значительных по величине оксидных пленок. Твердые сплавы группы ТК обладают наибольшим физическим сродством с жаропрочными материалами и поэтому показывают во многих случаях худшие результаты. Физическая картина износа при обработке титановых сплавов также зависит от условий резания; при низких скоростях наблюдаются абразивный износ, повышение скорости резания и подачи ведут к интенсивному тепловыделению. В этих условиях при износе рабочих поверхностей инструмента решающее значение начинает приобретать присущая титану высокая химическая активность, способствующая возникновению диффузионного износа.

При прерывистых процессах резания диффузия затруднена из-за процессов окисления и охлаждения, происходящих во время холостого хода инструмента. Еще больше процесс осложняется, если резке подвергается арматура. Поэтому износ рабочих поверхностей инструмента в этом случае определяют абразивные процессы, адгезия, окисление и особенно микровыкрашивание на контактных поверхностях.

Общий механизм износа инструмента. Контактное нагружение рабочей поверхности инструмента создает сложное неоднородное напряженное состояние, способствующее протеканию пластической деформации поверхностных микрообъектов даже таких прочных и твердых материалов, как инструментальные. Поэтому пластическая деформация во всех ее проявлениях является основным первичным элементарным процессом изнашивания. Износ передней поверхности инструмента происходит в результате внедрения материала стружки в рабочую поверхность инструмента с последующим срезанием им выступающих участков поверхностных объемов. Это видно из рассмотрения схемы взаимодействия передней поверхности инструмента со стружкой и иллюстрирующего ее шлифа; обрабатываемый материал — сталь 40, резец Т15К6, скорость резания = 52,6 м/мин, скорость оборота = 0,3 мм/об, толщина = 1 мм. Поэтому разрушению материала стружки путем среза обязательно предшествует значительная пластическая деформация, приводящая к вдавливанию частиц обрабатываемого материала в полости между шероховатостями инструментального материала и последующему сдвигу. Дальнейшее взаимодействие движущихся частиц стружки происходит с выступающими микронеровностями поверхности инструмента и частицами обрабатываемого материала, оставшимися во впадинах.