Механічне оброблення титанових стопів твердостопним різальним інструментом з вакуумно-дуговими нітридними покриттями на основі вольфраму

І. В. Сердюк$^{1}$, В. О. Столбовий$^{1}$, В. Бушля$^{2}$, Р. В. Кривошапка$^{1}$, Ремі Лемар$^{2}$, Ромен Волтер$^{2}$

$^{1}$Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, вул. Академічна, 1, 61108 Харків, Україна
$^{2}$Лундський університет, вул. Оле Ромерс, 1, 22100 Лунд, Швеція

Отримано: 08.08.2023; остаточний варіант - 20.08.2023. Завантажити: PDF

Пошук відповідних покриттів для різальних інструментів має важливе значення для підвищення зносостійкости інструменту та таким чином одержання ліпшої шерсткости поверхні оброблених заготовок і підвищення продуктивности. Вимоги до покриття полягають не тільки в його механічних і міцнісних властивостях, а й у його реаґуванні на навантаження під час механічного обробляння та на певний вплив зношування. Для розширення уявлень про явища та механізми зношування вакуумно-дугових покриттів на основі вольфраму на різальному інструменті з карбіду Вольфраму під час механічного оброблення титанового стопу Ti–6Al–4V були одержані, досліджені та пройшли випробування на токарному верстаті SMT 500 Swedturn з використанням 8%-масляноводяної емульсії за тиску у 10 бар вакуумно-дугові покриття W–N, W–Zr–N, W–Nb–N, W–Cr–N, W–Mo–N, W–TiSi–N, W–TiAlYCr–N. Було встановлено декілька основних механізмів зношування та їхній вплив на геометрію вакуумно-дугових покриттів, а також чинники, що впливають на підвищення експлуатаційних властивостей інструменту.

Ключові слова: вакуумно-дугові покриття, різальний інструмент на основі карбіду Вольфраму, механізми зношування, оброблення титанових стопів, зносостійкість.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i08/0993.html

PACS: 06.60.Vz, 46.55.+d, 68.37.Hk, 81.15.-z, 81.20.Wk, 81.40.Pq, 81.65.Lp


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. А. Г. Моляр, А. А. Коцюба, А. С. Бычков, О. Ю. Нечипоренко, Конструкционные материалы в самолетостроении (Киев: КВИЦ: 2015).
  2. J. C. Williams and R. R. Boyer, Metals, 10, No. 6: 705 (2020). Crossref
  3. G. He and M. Hagiwara, Mater. Sci. Eng. C, 26, No. 1: 14 (2006). Crossref
  4. S. X. Liang, X. J. Feng, L. X. Yin, X. Y. Liu, M. Z. Ma, and R. P. Liu, Mater. Sci. Eng. C, 61: 338 (2016). Crossref
  5. R. Karre, M. K. Niranjan, and S. R. Dey, Mater. Sci. Eng. C, 50: 52 (2015). Crossref
  6. M. F. Ijaz, H. Y. Kim, H. Hosoda, and S. Miyazaki, Mater. Sci. Eng. C, 48: 11 (2015). Crossref
  7. I. Gurrappa, Mater. Charact., 51, Nos. 2–3: 131 (2003). Crossref
  8. C. Veiga, J. P. Davim, and A. J. R. Loureiro, Rev. Adv. Mater. Sci., 32: 14 (2012).
  9. J. C. Fanning, J. Mater. Eng. Perform., 14: 788 (2005).
  10. M. Peters, J. Hemptenmacher, J. Kumpfert, and C. Leyens, Titanium and Titanium Alloys: Fundamentals and Applications (Eds. C. Leyens and M. Peters) (Wiley-VCH Verlag, GmbH & Co.: KGaA: 2003). Crossref
  11. С. Л. Старикова, В. В. Стариков, Вестник проблем биологии и медицины, 2, № 2 (108): 160 (2014).
  12. H. Serhan, M. Slivka, T. Albert, and S. D. Kwak, Spine J., 4, No. 4: 379 (2004). Crossref
  13. F. Guillemont, Expert Rev. Med. Devic., 2, No. 6: 741 (2005).
  14. M. Niinomi, J. Mech. Behav. Biomed. Mater., 1, No. 1: 30 (2008).
  15. В. К. Біланенко, Sci. J. «. The Art of Scientific Mind», 2: 90 (2019).
  16. S. E. Sheikin, I. M. Pogrelyuk, and D. A. Sergach, J. Superhard Mater., 37, No. 5: 75 (2015). Crossref
  17. A. S. Manokhin, S. A. Klymenko, V. O. Stolboviy, I. V. Kolodiy, M. Yu. Kopieikina, S. An. Klymenko, K. V. Kamchatna-Stepanova, and I. V. Serdyuk, J. Superhard Mater., 44, No. 5: 368 (2022). Crossref
  18. І. В. Сердюк, В. О. Столбовий, А. В. Доломанов, В. М. Домнич, Металофіз. новітні технол., 44, №. 4: 547 (2022).
  19. H. O. Postelnyk, O. V. Sobol’, V. A. Stolbovoy, I. V. Serdiuk, and O. Chocholaty, Probl. Atom. Sci. Tech., 2: 139 (2020). Crossref
  20. V. F. Gorban’, R. A. Shaginyan, N. A. Krapivka, S. A. Firstov, N. I. Danilenko, and I. V. Serdyuk, Powder Metall. Met. Ceram., 54, Nos. 11–12: 725 (2016). Crossref
  21. O. V. Sobol’, A. A. Andreev, R. P. Mygushchenko, V. M. Beresnev, A. A. Meylekhov, A. A. Postelnyk, S. A. Kravchenko, T. A. Tabaza, S. M. Al-Qawabah, U. F. Al-Qawabeha, V. A. Stolbovoy, I. V. Serdyuk, D. A. Kolesnikov, and M. G. Kovaleva, Probl. Atom. Sci. Tech., 1: 82 (2018).
  22. A. A. Андреев, В. A. Столбовой, И. В. Сердюк, East.-Eur. J. Enterp. Tech., 2, No. 5: 65 (2011).
  23. O. V. Sobolʼ, A. A. Postelnyk, A. A. Meylekhov, A. A. Andreev, V. A. Stolbovoy, and V. F. Gorban, J. Nano-Electron. Phys., 9, No. 3: 03003 (2017).
  24. Н. С. Ахметов, Общая и неорганическая химия (Москва: Высшая школа: 2001).
  25. M. S. I. Chowdhury, B. Bose, K. Yamamoto, L. S. Shuster, J. Paiva, G. S. Fox-Rabinovich, and S. C. Veldhuis, Wear, 446–447: 203168 (2020). Crossref
  26. Modern Metal Cutting: A Practical Handbook (Sandvik Coroman: 1994).
  27. J.-E. Stahl, Metal Cutting Theories and Models (SECO TOOLS AB: 2012).
  28. S. Koseki, K. Inoue, and H. Usuki, Precision Eng., 44: 41 (2016). Crossref