Файл: Бетанели, А. И. Прочность и надежность режущего инструмента.pdf

Г Л А В А IV

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЧНОСТИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

В качестве характеристик хрупкой прочности инструменталь­ ных материалов могут быть приняты: предел прочности при одно­

мость нескольких характеристик хрупкой прочности обусловлена тем, что в различных операциях резания инструмент подвергается разным по характеру видам нагружения. При непрерывном ре­ зании нагружение режущей части инструмента можно считать стати­

прерывистом резании режущая кромка подвергается циклическому нагружению и ударам; в этих условиях ow и а,; более правильно характеризуют прочность инструментального материала. Кроме того, при прерывистом резании с высокими скоростями режущая часть инструмента подвергается воздействию термического цикла, и поэтому важной характеристикой является также сопротивле­ ние термическим циклическим нагрузкам. Однако общепризнанная

Т а б л и ц а 4.1 Величины пределов прочности термически обработанных инструментальных

сталеіі при растяжении и сжатии, по данным 3. М. Конюшко [70]

ным В. А . Ивенсена и В. Д . Никольского [123]. Г. С. Креймер [73], сравнивая данные В. А . Ивенсена и В. Д . Никольского с данными американского бюро стандартов, отмечает различие. Нап­ ример, по данным американского бюро, для сплава типа ВК6 ff;,=1215 Мн/м2 (124 кГ/мм2), а для сплава типа ВК13 от* = 1400

Л46

По данным Нашиматсу и Герленда [1231, для сплавов W C—Со разного состава, не сильно отличающихся по среднему размеру карбидных зерен (1,9—2,4 мкм), также наблюдается большой раз­ брос. Это видно из данных, приведенных в таблице 4.3.

Воспроизводимость результатов видна из данных повторных; определений. Разброс значений значителен, особенно для сплава с 10%Со.

Значения предела прочности твердых сплавов при сжатии, при­ водимые разными авторами, значительно различаются между со­ бой. Это часто вызывается неправильным подбором материала под­ кладок. Так, если материал подкладок мягче материала образцов, происходит вдавливание последних в подкладки; в этом случае не соблюдается схема линейного напряженного состояния и проис­ ходит трехосное сжатие образца; это повышает получаемые вели­ чины предела прочности [123].

В ВНИИТСе [72, 128, 129] на основании исследования дейст­ вия факторов, влияющих на о _ ь, в настоящее время разработана более современная методика испытания cr_&. Суть методики сос­ тоит в следующем. Испытываемые цилиндрические образцы диа­ метром 8 • ІО-3 м и высотой 16 ■ ІО“3 м шлифуются по контактным поверхностям карбидом бора до 8—9 класса чистоты. При таком способе подготовки контактных поверхностей величина отклоне­ ний от плоскопараллелы-юсти по площади торца достигает вели­ чины не более 0,04 • ІО”3 м. Нажимные подкладки из крупнозер-

І4Г

ніістого твердого сплава ВК8 свободно устанавливаются на испы­ туемые образцы. Между образцами и нажимными подкладками помещаются прокладки из тонкой алюминиевой или медной фоль­ ги, толщиной 0,02-^0,04 • 10-Зм. При испытаниях соосность захва­ тов, образцов и подкладок обеспечивается.

В таблице 4.4 приведены величины твердых сплавов по дан­ ным В. И. Туманова, В. Ф. Функе, 3. Н . Павловой, Т. А. Нови­ ковой и К- А. Быстровой [128].

При испытании металлокерамических материалов наблюдается существенное различие в характеристиках прочности в зависимос­ ти от схемы нагружения (растяжение, изгиб сосредоточенной си­ лой, чистый изгиб и т. п.), хотя разрушение во всех этих случаях наступает под действием максимальных растягивающих напряже­ ний [99].

ности от схемы нагружения образцов при испытании их на прочность, можно судить по данным, приведенным в таблице

4.5 [99].

Результаты, приведенные в таблице 4.5, не могут претендовать в большинстве случаев на высокую точность из-за того, что при испытаниях не учитывался объем образцов, а также влияние на характеристики прочности местных напряжений; кроме того, ис­ пытания проводились на малом количестве образцов. Однако, по­ лученные результаты однозначно указывают на то, что прочность при одноосном растяжении меньше, чем при чистом изгибе, а при чистом изгибе меньше, чем при изгибе сосредоточенной силой.

148

Следует отметить, что значительное повышение характеристик прочности хрупких металлокерамических материалов при сжатии

иизгибе нельзя объяснить различием упругих свойств материала,

впервую очередь модуля упругости при сжатии и растяжении. По данным большинства исследований, разница в значениях мо­ дуля упругости, найденного при различных видах нагружения, незначительна и не может повлиять на картину распределения напряжений и деформации в образцах [99].

Экспериментально установлено, что для вольф>рамо-кобальто-

<У-ь

где аизг — предел прочности при изгибе. Испытания предела прочности при изгибе весьма распространены, стандартизирова­ ны и им посвящено большое количество работ. Но эти испытания также имеют ряд недостатков [100].

149