LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Технологічні засади підвищення зносостійкості дереворізального інструменту комплексною електроіскровою і лазерною обробкою

вступу, п'яти розді-лів, загальних висновків, списку використаних джерел з 154 найменувань, додатку, викладена на 146 сторінках, містить 44 рисунків, 24 таблиці.


ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, викладено мету і завдання дослідження, показано наукову новизну, практичне значення одержаних результатів, окреслено основні положення, які виносяться на захист.

У першому розділі проведено аналіз літературних даних існуючих методів підвищення фізико-механічних властивостей інструментальних матеріалів. Показано перспективність та переваги методу ЕІЛ для зміцнення інструменту. Грунтовний аналіз теоретичних та прикладних задач, пов'язаних з формуванням ЕІП на металах і сплавах, дано в роботах Б.Р. Лазаренка, Г.В. Самсонова, А.Д. Верхотурова, М.С. Ковальченка, В.С.Коваленка, І.А. Підчерняєвої, В.В. Михайлова, Г.П. Іванова та інших.

Обґрунтовано необхідність розробки нових безвольфрамових електродних матеріалів з евтектичною структурою для вдосконалення технології ЕІЛ (роботи В.М.Голубця, М.І.Пашечка, О.Б.Гасія), а також доцільність застосування після електроіскрового легування подальшої лазерної обробки (ЕІЛ + ОКГ) (роботи О.В.Паустовського, В.П.Ботвінко та інші).

У другому розділі охарактеризовано досліджувані матеріали і методики проведення експериментів. Матеріалами для зразків дереворізального інструменту вибрано інструментальні сталі марок У8 і Р6М5. При дослідженні процесів контактної взаємодії використовували сталевий індентор циліндричної форми з конусом при вершині і радіусом заокруглення 0,5 мм, при моделюванні процесу різання зразків – ріжучий інструмент формою 4-х гранної піраміди з кутом при вершині 45. Зразками оброблюваної деревини вибрано дуб, бук, сосну в сухому (вологість 15%) та мокрому (вологість 38%) стані з розміщенням волокон як вздовж, так і поперек нього, розміром 32х16х5. У випадку моделювання процесу різання використовували зразки деревини діаметром 100 мм, шириною 25 мм.

В якості зміцнюючих технологій використовували імпульсні методи: іонно-плазмове напилення, електроіскрове легування, лазерну обробку, комплексне ЕІЛ+ОКГ, які виконували на стандартних установках "Булат", "Елітрон-20", "Квант-15". Дослідження зносостійкості виконували на трибометрі ТМ-90 і на машині тертя МТ-68, які розроблені в ІПМ НАН України.

Величину вагового зношування лабораторних різців визначали на аналітичній вазі ВЛА-200 гМ, лінійного зношування – за допомогою стандартного індуктивного датчика моделі 211.

Крім цього, проводили випробування зносостійкості натурних прохідних і фасонних різців із сталей У8 і Р6М5 з покриттями в умовах роботи верстатного обладнання на токарно-гвинторізному верстаті 1К62 при точінні деревини дуба діаметром 150 мм, а також здійснювали випробування зміцнених прохідних різців із сталі У8 в умовах меблевого виробництва при точінні ніжок столів і ніжок стільців на ВАТ Меблевий комбінат "Стрий" Львівської області.

Будову і фізико-механічний стан поверхневого шару металу після зміцнення оцінювали за допомогою ОЖЕ-електронної спектроскопії на мікрозонді JAMP - 10S (JEOL), рентгенофазового аналізу - на дифрактометрі Дрон-УМ1 з використанням монохроматичного Соa-випромінювання, металографічного аналізу - з використанням мікроскопу МИМ-8. Мікротвердість структурних складових визначали за допомогою мікротвердоміра ПМТ-3, глибину і характер спрацьованої поверхні зразків з деревини після випробувань встановлювали на профілометрі – профілографі заводу "Калібр".

Прийняті для обробки результатів зносостійкості дані – середні арифметичні величини з п'яти випробовувань. Крім цього вираховували:

а) середнє квадратичне відхилення S;

б) варіаційний коефіцієнт n;

в) середню похибку варіаційного коефіцієнта Sn ;

г) середню похибку середнього арифметичного відхилення.

Показник точності p результатів досліджень змінювався в межах 4 ... 6 %.

У третьому розділі дана оцінка трибопоказників пар тертя "покриття – суха деревина ", де покриття нанесені різними методами. Оцінку трибохарактеристик здійснювали на трибометрі ТМ-90 при навантаженні 0,03 кг при зворотньо-поступальному русі сталевого індентора з середньою швидкістю 0,02 м/с. Силу тертя (Fтр) фіксували при разовому проході індентора (F1) і після шести проходів (F6). На робочу поверхню сталевого індентора наносили досліджувані покриття. Для порівняння трибовластивостей випробовували сталі марок Р6М5 і У8 не зміцнені і після впливу різних видів обробки (КІБ, ЕІЛ, ОКГ, ЕІЛ+ОКГ). Аналіз отриманих даних дозволяє відзначити, що силові втрати не зміцненої сталі Р6М5 на всіх режимах контактування індентора по деревині нижчі, ніж при проходженні індентора із сталі У8. Це пояснюється вищою мікротвердістю сталі Р6М5 (2200...2250 МПа) в порівнянні із мікротвердістю сталі У8 (2000 ... 2100 МПа) і підтверджується меншою глибиною ямки на деревині після проходів індентора із сталі Р6М5 (глибину ямок визначили після наробки ідентора по деревині протягом 1 хв. вздовж волокон). Глибина ямки на сосні після індентора із сталі Р6М5 склала 0,014...0,016 мм проти 0,018...0,021 мм у випадку індентора із сталі У8. Ямка після дії індентора із сталі Р6М5 має гладкі поверхні, її сідловидна форма не сприяє проникненню на велику глибину, тому її формування протікає без суттєвих силових втрат. Ямка після проходу індентора із сталі У8 має нерівну рвану форму, що викликає підвищення сили тертя і сприяє глибшому проникненню індентора. Варто відзначити, що при збільшенні твердості деревини різниця в силових втратах між сталями У8 і Р6М5 значно зростає. Якщо у випадку тертя індентора по сосні максимальна різниця між Fтр становила до 0,001 кг, то при роботі в парі з дубом ця величина зросла до 0,004...0,005 кг. Враховуючи вище відзначене , подальші дослідження впливу нанесених покриттів на триботехнічні характеристики пари "сталь -деревина" проводили в основному із застосуванням сталі Р6М5, порівнюючи їх в окремих випадках зі сталлю У8.

Аналізуючи процеси контактної взаємодії сталі Р6М5 з досліджуваними покриттями в парі з різними видами деревини, відзначено наступне. Для сталі Р6М5 з іонно-плазмовим покриттям із нітриду титану, отриманим методом КІБ , характерним є той факт, що із збільшенням часу випробувань сила тертя зростає, тобто Fтр1< Fтр6. Це спостерігається як при терті вздовж волокон, так і поперек них. Очевидно, із збільшенням часу випробувань має місце неодноразова деформація зруйнованих волокон, яка призводить до того, що слід від індентора (ямка) набуває сідловидної форми, краї ямки гладкі. Твердість покриття із нітриду титану різко зростає в порівнянні з незміцненою сталлю Р6М5 (7600...7800 МПа), що зменшує значення сили тертя , хоча глибина ямки несуттєво збільшується (0,023...0,025 мм).

При проходженні індентора з