загрузка...
 
1.3.4.2. Адгезійно-втомне (адгезійне) зношування
Повернутись до змісту

1.3.4.2. Адгезійно-втомне (адгезійне) зношування

Під адгезійним зношуванням інструменту розуміється відрив утримуваних силами адгезії («схоплювання», холодного зварювання) дрібних частинок інструментульного матерілу в процесі його переміщення стосовно оброблюваного матеріалу (див. розд. 1.3.1.1). Сприятливі для адгезії умови на контактних поверхнях інструменту створюються внаслідок високих тисків і утворення ювенільних (хімічно чистих) поверхонь. Напруження, що виникають при розриві адгезійного зв'язку, як правило, недостатні для руйнування мікрооб’ємів інструментульного матеріалу. Тому руйнування переважно виникають в окремих зонах, де вже є значна кількість тріщин втомленості, що з'являються в результаті циклічних навантажень при руйнуванні загальмованого шару. Таким чином, відрив частинок інструментульного матеріалу силою адгезії є лише завершальним етапом руйнування, що відбувається тоді, коли міцність з‘єднання частинок з основою знижується внаслідок виникнення й розвитку втомленісних явищ у поверхневому шарі інструментульного матеріалу.

Рисунок 1.55 - Адгезійно - втомлене руйнування поверхневого шару інструментульного матеріалу (швидкорізальна сталь)

Адгезійно-втомне зношування різального інструменту залежно від умов обробки і стану інструментульного матеріалу може відбуватися або шляхом відриву, або пластичного зрізу, і відповідно механізм зношування має або крихку, або пластичну природу. На рис. 1.55а показаний механізм розвитку в поверхневому шарі інструментульного матеріалу (швидкорізальна сталь) системи тріщин втомленості, які, просуваючись до контактної поверхні, формують частинки  (рис. 1.55б), що відриваються і виносяться приконтактною поверхнею стружки

(рис. 1.55в) з передньої поверхні або поверхнею різання із задньої поверхні інструменту. Число циклів навантаження до втомленісного руйнування мікрооб’ємів інструментульних матеріалів не є постійним, а залежить від їхніх фізико-механічних властивостей (тріщиностійкості, циклічної міцності) і температури різання.

Важливу роль в адгезійному зношуванні відіграють границі зерен. У полікристалічному матеріалі на границях зерен кристалічні решітки викривлені. Границі зерен у металі поводяться так, ніби вони були областями великого опору деформації при низьких температурах і великих швидкостях деформації й областями малого опору при високій температурі. У цих умовах імовірний випадок відшаровування блоків матеріалу інструменту по границях зерен.

Маса інструментульного матеріалу, що видаляється з контактних поверхонь інструменту на одиницю шляху різання, залежить від міцності й твердості оброблюваного матеріалу. За інших рівних умов: чим менше відношення твердостей інструментульного  і оброблюваного  матеріалів , тим інтенсивніше зношування інструменту. Наприклад, маса інструментульного матеріалу, що видаляється з передньої поверхні різця із твердого сплаву ВК8 на шляху різання L=1,5м із площі 0,044 мм2, становить: 16?10-5г при обробці сталі 40Х

( =2,5); 25?10-5г при обробці жароміцного сплаву ХН77ТЮР ( =2,33); 54?10-5г при обробці жароміцного сплаву ЭИ929

(=1,93).

Ступінь адгезійного зношування визначається опором інструментульних матеріалів цьому виду зношування. Чим вище циклічна міцність і нижче крихкість інструментульного матеріалу, тим вище його зносостійкість при рівній теплостійкості. Тому в зоні невисоких температур різання (відносно малих (до 20 – 40 м/хв.) швидкостей різання), коли теплостійкість інструментульного матеріалу не має вирішального значення, зносостійкість твердих сплавів може бути значно нижчою, ніж у швидкорізальних сталей, які мають більш високу міцність і кращий опір циклічним навантаженням.

За інтенсивністю проходження адгезійного зношування інструментульні матеріали по-різному реагують на зміну температури різання. Відносне зношування інструментів зі швидкорізальних сталей, що мають добрий опір циклічним контактним навантаженням, при нагріванні до температур менше 500°C залишається майже постійним або навіть зменшується зі збільшенням температури різання. Нагрівання твердих сплавів також сприяє підвищенню їхнього опору контактним навантаженням за рахунок зменшення крихкості, про що свідчить деяке збільшення стійкості інструменту з підвищенням швидкості різання в певному діапазоні швидкостей (див. рис. 2.2, крива 2, ділянка бв). Саме тому в інтервалі температур 500-750°С підвищення температури різання супроводжується зменшенням відносного зношування твердосплавного інструменту.

Адгезійне зношування інструменту можна зменшити, застосовуючи мастильно-охолодні рідини, які створюють на контактних поверхнях «захисні» плівки (окисні, масляні й ін.), що істотно зменшують сили адгезії й перешкоджають схоплюванню оброблюваного й інструментульного матеріалів.



загрузка...