Файл: Макаров, А. Д. Износ инструмента, качество и долговечность деталей из авиационных материалов учебное пособие.pdf

как в жаропрочном сплаве ЭП220 процесс разупрочнения наступает при температурах, превышающих 900°С. В результате этого бо­ лее жаропрочные сплавы обладают более высокой способностью к упрочнению, чем низколегированные. Это обстоятельство, повидимому, и является определяющим при формировании наклепа в поверхностном слое, тем более что пластические свойства рассматриваемых сплавов при этих температурах практически одинаковы.

Особый интерес представляют данные по наклепу при точе­

поверхностного слоя и характеристик механики процесса резания показал, что глубина и степень наклепа находятся в тесной связи с коэффициентом трения по задней поверхности инструмента.

сивность пластической деформации поверхностного слоя, являет­ ся трение на поверхностях инструмента. Профессор В. Д. Кузне­ цов отмечает [171, что «смятие есть такое явление, когда при затрате энергии, равной работе силы внешнего трения, поверхност­ ный слой твердого тела пластически деформируется без отделения частиц, т. е. без убыли массы тела». Поэтому факторы, оказываю­ щие влияние на характеристики трения, должны способствовать изменению наклепа обработанной поверхности.

и N = f (v): для твердосплавных инструментов минимумы значе­ ний р/, Н, hc, N находятся в области оптимальных скоростей (температур) резания (рис. 12.20 а);

237

монотонное изменение зависимости р/ = / (и) для быстро­ режущего инструмента (рис. 12.20 б) соответствует такому же ха­ рактеру зависимостей Н = f (v), he = f (v) и N = f (v)\

инструментальный материал, обеспечивающий меньшее зна­ чение коэффициента трения, формирует обработанную поверхность более высокого качества. Так, например, поверхность, обработан­

238

ная резцом Т14К8, имеет меньшую микротвердость, глубину и степень наклепа по сравнению с поверхностью, обработанной резцом ВК8. С увеличением содержания карбидов вольфрама в инструментальном материале повышается слипаемость материалов инструмента с обрабатываемой сталью, т. е. усиливается явле­ ние адгезии, усложняется обтекание металлом режущего инстру­ мента (усадка стружки £ для резца ВК8 больше), что вызывает увеличение характеристик наклепа обработанной поверхности.

В работе [18] связь между параметрами наклепа и коэффи­ циентом трения [х' для различных инструментальных материалов найдена в виде линейного уравнения

Связь степени наклепа с его глубиной и проверка возможности аналитического определения глубины

наклепанного слоя

Исследования пластически деформированного поверхностного слоя.при точении ряда материалов (например, жаропрочного ни­

239

келевого сплава ЭИ437БУ, жаропрочной стали ЭИ961, кисло­ тостойкой стали ЭИ654 и др.) показывают, что между степенью наклепа и его глубиной существует некоторая однозначная связь. В общем виде эта зависимость может быть выражена как

/гс~ К У ,

где К — коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств обрабатываемого материала и условий резания (табл. 12.4) [10].

Т а б л иц а 12.4

Значение коэффициента К для различных материалов

Сравнение расчетных (по формуле 12.4) и экспериментальных данных (табл. 12.5) показывает, что во многих случаях глубина наклепанного слоя, полученная расчетным путем, удовлетвори­ тельно согласуется с экспериментальными данными, в особенности

И в некоторых других примерах обнаружено довольно близкое совпадение между расчетными и экспериментальными данными глубины наклепа.

Вместе с тем следует отметить, что в ряде случаев значения ’ глубины наклепанного слоя, полученные по формуле (12.4),зна­ чительно отличаются от экспериментальных данных; разница в

240

показаниях доходит до 80 и более микрон. Между данными рент­ геноструктурного анализа и расчетными данными наблюдается большая сходимость результатов, что объясняется тем, что рент­ геновский метод выявляет большую глубину наклепанного слоя, чем метод измерения микротвердости.

В заключение следует отметить, что зависимости (12.4) и (12.7) могут быть рекомендованы для практического использова­ ния лишь в качестве первого приближения.

Физико-механические свойства металла поверхностного слоя

В результате пластического деформирования металл поверх­ ностного слоя приобретает новую структуру и свойства. Зна­ ние и учет физико-механических параметров наклепанного по­ верхностного слоя необходимы при проектировании и прочност­ ном расчете деталей, при выборе рационального технологического процесса их изготовления, при расчете остаточных и температур­ ных напряжений и др.

Свойства металла поверхностного слоя можно определить на основании имеющихся зависимостей между твердостью материала

241