автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение износостойкости инструментов на основе прогнозирования процессов адаптации поверхностей трения при резании металлов

правах рукописи

МИГРАНОВ Марс Шарифуллович

ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ИНСТРУМЕНТОВ НА ОСНОВЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ АДАПТАЦИИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ

Специальность 05.03.01 — Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2007

003056090

Работа выполнена на кафедре «Основы конструирования механизмов и машин» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уфимский государственный авиационный технический университет».

Научный консультант - заслуженный деятель науки РБ,

доктор технических наук, профессор Шустер Лева Шмульевич

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Тарагынов Олег Васильевич; доктор технических наук, профессор Куликов Михаил Юрьевич; доктор технических наук, профессор Позкяк Георгий Григорьевич.

Ведущая организация - ОАО «Красный пролетарий» (г. Москва)

Защита диссертации состоится «_22 » мая 2007 г. в 14 часов ira заседании диссертационного совета Д 212.203.16 при Российском университете дружбы народов по адресу: 113090, Москва, Подольское шоссе, 8/5, ауд. 104.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российском университете дружбы народов (117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря.

Автореферат разослан « -λ О L 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Обработка резанием остается до настоящего времени наиболее предпочтительным процессом для окончательного формирования размеров деталей (несмотря на значительный прогресс в развитии таких технологических методов, как точное литье, штамповка, электрофизическая обработка и т.д.), что обусловлено гибкостью и мобильностью, высокой точностью и качеством обработанного поверхностного слоя, низкой себестоимостью.

В системе мероприятий по совершенствованию процесса резания наиболее действенным звеном является режущий инструмент, так как именно инструмент в значительной мере определяет эффективность использования технических возможностей современных мехатронных систем, оспащенных высокоскоростным оборудованием с дорогостоящим микропроцессорным управлением (ЧПУ и АдСУ), а также сроки их окупаемости. Поэтому в работе рассматривается проблема повышения износостойкости инструментов.

Известно, что износ режущих инструментов может изменяться в широких пределах, протекать по различным механизмам, но во всех случаях он является следствием трения. Для каждой трибосистемы характерно образование на поверхносгях трения вторичных структур (ВС), которые представляют собой некоторое «третье» тело, осуществляющее защитные функции, ограничивая распространение взаимодействия внутри трущихся тел.

Образование ВС и изнашивание связаны с превращениями энергии при трении, которые могут рассматриваться с позиций неравновесной термодинамики и самоорганизации. При этом на первый план выступает проблема выбора контактирующих материалов, которые при принятой смазочной среде (или в отсутствии смазки) и заданном режиме трения способны приспосабливаться (адаптироваться) друг к другу в процессе взаимного перемещения, обеспечивая снижешге энтропии на поверхностях трения и повышение их износостойкости.

Обзор научно-технической литературы по этой проблеме показал, что в настоящее время в машиностроении еще не нашли заметного применения инструментальные материалы и покрытия с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения (ПАПТ), подразумевая под этим - способность пары трения «инструмент - деталь» в заданных условиях резания приспосабливаться к внешним воздействиям с уменьшением интенсивности изнашивания за счет формирования вторичных структур на контактных поверхностях с минимальным производством энтропии.

Причиной указанного является недостаточная изученность структурно-фазовой адаптации приповерхностных слоев контактирующих инструментальных и обрабатываемых материалов с учетом прохождения неравновесных процессов и взаимодействия необратимых процессов при трении в условиях резания металлов, что затрудняет практическое использование этого явления для повышения износостойкости режущих инструментов. Представленная работа направлена на восполнение

этого пробела. В этой связи повышение износостойкости инструментов на основе прогнозируемой адаптации поверхностей трения при резании различных материалов является актуальной научно-технической проблемой.

Выполните основных разделов данной работы проходило в рамках Федеральной целевой программы «Интеграция науки и высшего образования России на 2002 - 2006 годы», гранта РФФИ (проект № 06-08-00049 на 2006 - 2007) и по тематическому плану научно-исследовательских работ по заданию Федерального агентства по образованию для Уфимского государственного авиационного технического университета, а также договоров о творческом сотрудничестве с ЦНИИЧермет (г. Москва), НПЦ «Риме-г» (г. Москва), университетом «МакМастер» (г. Онтарио, Канада).

Цель работы - повышение износостойкости режущих инструментов на основе разработки с использованием методов неравновесной термодинамики принципов выбора и применения инструментальных материалов и износостойких покрытий с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения.

Для достижения поставленной цели последовательно решались следующие задачи:

1. Изучить термодинамические аспекты структурно-фазовой адаптации поверхностей трения при резании металлов и ее влияние на интенсивность изнашивания режущих инструментов.

2. Разработать методологию комплексной оценки эффективности выбора и применения инструментов и условий резания с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения.

3. Исследовать влияние дополнительного легирования инструментальных материалов, а также износостойких покрытий на их способность активной адаптации к внешним физическим воздействиям, триботехнические характеристики рабочей зоны и износ режущего инструмента при точении и фрезеровании различных материалов.

4. Выполнить металлографические исследования очагов изнашивания режущих инструментов, прирезцовой стороны стружки и поверхности резания, с определением составов и свойств, образовавшихся вторичных структур и фаз, их распределение и развитие в различных условиях резания инструментами с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения.

5. Разработать и апробировать принципы выбора и применения инструментальных материалов и износостойких покрытий, обеспечивающих прогнозируемую адаптацию поверхностей трения и повышение износостойкости режущих инструментов в заданных условиях резания.

6. Определить возможности использования СОТС (различной вязкости и агрегатного состояния) и переменности элементов режима резания в качестве факторов, способствующих протеканию неравновесных процессов образования ВС на поверхностях трения ддя снижения уровня величин триботехнических характеристик и изнашивания режущего инструмента.

7. Разработать информационную базу данных по технологическим и трибо-техническим параметрам (с учетом температуры резания), СОТС и износостойким покрытиям для решения конкретных производственных задач.

Методы исследования, достоверность и обоснованность результатов. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования. Решения задач базируются на известных теоретических положениях и опытных данных термодинамики неравновесных процессов и самоорг анизации, теории резания и трибологии, моделирования и многофакторного планирования экспериментов.

Экспериментальные исследования процесса резания (температуры и силы, параметров стружкообразования и изнашивания режущего инструмента) проводились как по стандартным и известным методикам, так и по специально разработанным методикам с учетом переменности элементов режима резания. Металлографические исследования контактировавших при резании поверхностей выполнялись современными физическими методами с привлечением сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), вторичной ионной масс - спектрометрии (ВИМС), оже-электронной спектроскопии (ОЭС).

Достоверность и обоснованность теоретических выводов подтверждена многочисленными экспериментальными данными, в том числе полученными лично соискателем. Результаты исследований, выводы и предлагаемые технические решения прошли производственную проверку, внедрены в учебный процесс и подтверждаются патентами на изобретение и полезную модель, свидетельствами об официальной регистрации базы данных, программы для ЭВМ.

Научная новизна работы. Наиболее важными результатами диссертации, обладающими признаками научной новизны, являются:

- термодинамическая модель интенсивности изнашивания режущих инструментов, полученная из условия устойчивости стационарного состояния с минимальным производством энтропии на фрикционном контакте «инструмент - обрабатываемая деталь»;

- принципы формирования многослойных покрытий на основе минимизации каждым слоем соответствующих стадий изнашивания режущего инструмента за счет протекания на поверхностях трения неравновесных процессов образования вторичных структур;

- выявленные составы вторичиых структур, их распределение и развитие в приповерхностных слоях фрикционного контакта «инструмент - обрабатываемая деталь» в различных условиях процесса резания металлов инструментами с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения;

- зависимости триботсхнических показателей и интенсивности изнашивания режущих инструментов с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения от метода получения и дополнительного легирования быстрорежущей стали, а также состава и способа нанесения износостойких покрытий с учетом различных условий обработки металлов резанием;

- использование СОТС и переменности элементов режима резания в качестве факторов, способствующих протеканию на поверхностях трения неравновесных процессов образования ВС и снижению уровня величин триботехничесютх характеристик и изнашивания режущих инструментов.

Практическая ценность. Практическую ценность представляют:

1. Методология исследования инструментальных материалов и износостойких покрытий с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения при различных условия обработки металлов резанием.

2. Установка для исследования адгезионного взаимодействия трибопары, в том числе и при использовании СОТС и износостойких покрытий для режущего инструмента, в широком диапазоне изменения температуры контакта 20 - 1000 °С (патент на полезную модель № 34249 от 27.11.2003 г.).

3. Способ ускоренного определения оптимальных режимов нестационарного резания, позволяющий существенно сократить время на технологическую подготовку производства (ТПП) для станков с ЧПУ и АдСУ (патент на изобретение № 2207935 от 23.07.2001 г.).

4. Информационная база данных по технологическим и триботехническим характеристикам, позволяющая оперативно с помощью компьютерных программ автоматизировать и оптимизировать расчет и выбор СОТС и износостойких покрытий для соответствующей пары «инструмент - деталь» (Свидетельства об официальной регистрации базы данных № 2004620214 от 31.08.04 г. и об официальной регистрации программы для ЭВМ от 31.08.04 г.).

5. Рекомендации по проектированию, созданию и применению инструментальных материалов и многослойных покрытий для режущего инструмента, обеспечивающих прогнозируемую адаптацию поверхностей трения и высокую износостойкость при скоростной обработке.

6. Рекомендации для машиностроительных предприятий по применению СОТС различной кинематической вязкости, «сухого» электростатического охлаждения (СЭО) и разных схем подвода ионизированного воздуха в зону резания.

Реализация результатов работы. Выполненные разработки внедрены:

- в Уфимском инструментальном заводе при ОАО «УМГ10» (г. Уфа); ФГУП УАП «Гидравлика» (г. Уфа); ОАО «Салаватгидромаш» (г. Салават); ОАО НИИТ (г. Уфа); ОАО Туймазинский завод автобетоновозов (г. Туймазы), ФГУП «Миасский машиностроительный завод» (г. Миасс), ОАО «Стерлитамак - М.Т.Е.» (г. Стерли-тамак), ФГУП КумАПП (г. Кумертау), ОАО МК «Витязь» (г. Ишимбай);

- в учебный процесс Уфимского государственного авиационного технического университета в виде учебного пособия и учебно-методических указаний при подготовке инженеров.

Апробация работы. Основные положения диссертациошюй работы доложены на 14 международных, 3 всесоюзных, 12 всероссийских и 4 зональных научно-технических симпозиумах и конференциях за период с 1986 по 2006 гт. в городах Мо-

сквс, Санкт-Петербурге, Брянске, Владимире, Днепропетровске, Иваново, Казани, Краматорске, Красноярске, Новочеркасске, Омске, Перми, Рыбинске, Самаре, Саранске, Саратове, Ставрополе, Уфе, Твери, Томске, Туле, Сан-Диего (США). Работа обсуждалась па выездном заседании Головного совета «Машиностроение» в 2004 году.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 110 печатных работ, в том числе монография в издательстве «Машиностроение», учебное пособие с грифом УМО в издательстве МАИ (г. Москва), 11 статей в научных журналах и сборниках из перечня изданий, рекомендованных ВАК РФ, 2 патента на изобретение и полезную модель, 3 свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ и одно свидетельство об официальной регистрации базы данных «Информационная база данных по триботехническим характеристикам в машиностроении».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения в виде основных выводов и результатов работы, списка литературы и приложений. Она содержит 328 страницы машинописного текста и 281 наименований использованной литературы, акты внедрения и другие документы. Общий объем диссертации вместе с приложениями составляет 433 страниц машинописного текста, содержит 115 иллюстраций и 35 таблиц.

Осповные научные положения и результаты, полученные лично автором и выносимые на защиту:

1. Термодинамическая модель интенсивности изнашивания режущих инструментов, полученная из условия устойчивости стационарного состояния с минимальным производством энтропии на фрикционном контакте «инструмент - обрабатываемая деталь».

2. Методологические принципы выбора и применения инструментальных материалов и износостойких покрытий, обеспечивающие уменьшение интенсивности изнашивания за счет протекания на поверхностях трения неравновесных процессов образования вторичных структур.

3. Термодинамические условия образования и выявленные составы ВС на контактных поверхностях пары «инструмент с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения - обрабатываемая деталь», обеспечивающие защитные функции и ограничивающие распространение взаимодействия внутри трущихся тел.

4. Закономерности изменения триботсхнических характеристик и интенсивности изнашивания инструментов с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения при точении, цилиндрическом и торцевом фрезеровании различных материалов в зависимости от метода получения и дополнительного легирования быстрорежущей стали, а также состава и способа нанесения износостойких покрытий.

5. Использование СОТС (различной вязкости и агрегатного состояния) и переменности элементов режима резания в качестве факторов, способствующих протеканию на поверхностях трения неравновесных процессов образования ВС и снижающих интенсивность изнашивания режущих инструментов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель, задачи и основные положения, выносимые на защиту, представлены научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе приведено обоснование постановки задач исследования.

Большой вклад в изучение проблемы трения и изнашивания при резании металлов и разработки методов повышения износостойкости режущих инструментов внесли отечественные ученые A.A. Аваков, Г.И. Грановский, H.H. Зорев, Н.Ф. Казаков, М.И. Клушин, Т.Н. Лоладзе, А.Д. Макаров, Е.П. Надеинская, С.С. Силин, Ю.М. Соломенцев, И.П. Третьяков и др.

В работах Э.М. Берлинера, A.C. Верещака, М.Б. Гордона, Ю.Г. Кабалдина, В.Н. Латышева и др. проведены важные исследования по изучению вопросов направленного воздействия на процесс резания таких факторов, как применение сма-зочно-охлаждающих технологических средств (СОТС), нанесение на инструмент износостойких покрытий, использование явления самоорганизации при стружко-образовании.

Исследованию неравновесных процессов и самоорганизации в трибосисгемах машин и механизмов посвящены рабогы U.M. Алексеева, Л.И. Бершадского, H.A. Буше, ИА. Буяновского, И.С. Гершмана, B.C. Ивановой, Б.И. Костецкого, М.Э. Натансона, C.B. Федорова и др. Однако в этих работах не рассматриваются вопросы практического использования этого явления в условиях фрикционного контакта «инструме1гг -обрабатываемая деталь».

В работах Ю.Г. Кабалдина, ФЛ. Якубова, В.А. Кима, A.M. Шпилева, Ю.Б. Федосеева и др. исследованы вопросы влияния самоорганизации зоны резания на процессы пластического деформирования обрабатываемого материала и стружко-образования, формирования вида стружки, изнашивания инструментов. Вместе с тем, в этих работах отсутствуют данные по использованию дополнительного легирования инструментальных материалов и выбора химического и структурно-фазового составов износостойких покрытий для прогнозируемого образования (в заданных условиях резания) на поверхностях контакта вторичных структур, которые повышают износостойкость режущих инструментов (РИ).

Таким образом, при ншшчии достаточно развитой теоретической базы использование принципа выбора износостойких материалов на основе методов неравновесной термодинамики и самоорганизации в трибосистемах еще не нашло должного применения в металлообработке. Связано это, во-первых, с известной трудностью теоретического описания и учета всех сложных явлений, сопровождающих взаимодействие при скольжении сжатых металлических тел при повышенных температурах на кенгтакте; во-вторых, - отсутствием данных о закономерностях образования вторичных структур на поверхностях фрикционного контакта «инструмент - обрабатываемая деталь» во взаимосвязи со структурно-фазовыми и

химическими составами контактирующих материалов, температурой на контакте, применения СОТС и пр., и в-третьих, - это объясняется отсутствием данных о количественных связях изнашивания режущих инструментов с характером, свойствами и устойчивостью образовавшихся вторичных структур.

Изложенное выше обусловило необходимость настоящей работы, определило ее цель и основные задачи.

Во второй главе рассмотрены термодинамические аспекты структурно-фазовой адаптации поверхностей трения и их изнашивания при резании металлов.

Известно, что основные явления при трении концентрируются в тонком приповерхностном слое. Представляет научный и практический интерес термодинамические аспекты состояния этого слоя и связь изнашивания с этим состоянием. В работах Костецкого Б.И. и Бершадского Л.И. показано, что любую трибосистему следует рассматривать как открытую неравновесную термодинамическую систему; в этих работах сформулирован принцип вторичной диссипативной гетерогешюсти, сог ласно которому в процессе трения происходят явления структурной приспосаб-ливаемости (адаптации) контактирующих материалов, при которых все виды взаимодействия тел локализуются в тонкопленочном объекте - вторичных структурах (ВС). В соответствии с этим принципом вторичные структуры необходимы для рассеяния энергии при ее переходе из зоны трения в трущиеся тела, причем, рассеяние энергии должно происходить с наименьшей скоростью прироста энтропии. Вторичные структуры выполняют защитные функции, ограничивая распространение взаимодействия внутри трущихся тел и снижая интенсивность этого взаимодействия, поэтому их появление соответствует принципу Ле Шателье.

Известно, что изменение энтропии любой термодинамической системы равно = (1) где - изменение энтропии, обусловленное обменом веществом и энергией с внешней средой;

- изменение энтропии, обусловленное необратимыми процессами внутри

системы.

В стационарном состоянии изменение энтропии по времени ? равно нулю, т.е. ¿Б <5 с/Я п

— = —1— + = 0 оч

Л Л Л {)

п п

и при этом > и, тогда < и (3)

^ - поток энтропии; - производство энтропии.

В данном исследовании при разработке принципов рационального выбора и применения износостойких инструментальных материалов рассмотрена трибосисте-ма «инструмент - обрабатываемый материал», во вторичных структурах которой проходят следующие основные термодинамические потоки: поток тепла, поток ве-

щества, поток физико-химических превращений и поток дополнительных воздействий (применение СОЖ, нестационарность режимов резания и т.п.). Представлена эта система в виде трущегося тела и источников энергии в зоне трения. Принято, что источники энергии не имеют массы, и поэтому не обладают энтропией. Рассмотрено производство энтропии одного из контактирующих тел - режущего инструмента -при резании металлов.

В начале предполагается, что в ВС трущихся поверхностей инструмента проходят только два термодинамических потока: поток тепла и поток вещества. Полагаем, что за время взаимодействия не успевает пройти обмен теплом системы, состоящей из трущегося тела и источника тепла (зоны трения), со средой и поток энтропии

¿.Я

—~ в уравнении (2) связан только с изнашиванием. Принимаем, что в стационар-я/

ном состоянии величина интенсивности изнашивания режущего инструмента связана с потоком вещества те, который обусловливается градиентом концентрации вещества. И только при износе (удалении насыщенных слоев) возможно продолжение потока вещества, так как снова появляется градиент его концентрации. Тогда производство энтропии ВС в рассматриваемой системе (без учета взаимосвязи потоков между собой) равно:

л Л-Т2 Иг В Т' (4)

где /т - коэффициент трения; рг - удельная нормальная нагрузка; V - скорость скольжения (резания); X - некоторая часть механической энергии трения, которая рассеивается в виде тепла; X - теплопроводность; Т - температура, У - некоторая часть общего производства энтропии при трении, которая расходуется на формирование потока вещества; Л - коэффициент диффузии; те — поток вещества.

Согласно универсальному критерию Пригожина И. при эволюции термодинамической системы часть изменения производства энтропии, связанная с изменением термодинамических сил, будет отрицательной. Однозначно невозможно утверждать, какой знак будет у части изменения производства энтропии, связанной с изменением термодинамических потоков. Однако, известно, что если производство энтропии системы уменьшается при изменении термодинамических потоков и сил, то производство энтропии достигает минимума в стационарном состоянии и далее не меняется. На основании этой теоремы предполагается, что в стационарном состоянии производство энтропии в трибосистеме может не меняться в некоторых пределах изменения параметров трения. Подобную устойчивость трибосистема может приобрести только после потери термодинамической устойчивости и образования диссипативных структур.

Дифференцируя выражение (4) по скорости резания К (скорости скольжения) - как независимой переменной рассматриваемой трибологической системы - и

приравнивая результат к пулю, получим условие устойчивости производства энтропии в стационарном состоянии этой системы:

КР-т

-0. (5)

Знак перед вторым членом принят отрицательным из условия (3). Это связано с тем, что из условия аддитивности он пропорционален интенсивности изнашивания материала трущегося тела, а частицы износа удаляются из трибосистемы со своим содержанием энтропии.

Из выражения (5) получено, что линейная интенсивность изнашивания J^, равна: _2-Х-к т„„-Рср

* Лср-Т-Р

В выражении (6) введены средние значения теплопроводности и коэффициента диффузии Оср во вторичных структурах в предположении независимости их от скорости резания; г„„ - прочность адгезионных связей на срез в условиях скользящего контакта; р - плотность вещества изношешгах частиц; к - коэффициент пропорциональности между массой изношенных частиц и потоком энтропии.

Из выражения (6) видно, что интенсивность изнашивания инструментов по задней поверхности в значительной мере определяется температурными зависимостями т„„(7). Формула (6) является аналитическим выражением интенсивности изнашивания режущих инструментов, которое получено из условия устойчивости стационарного состояния с минимальным производством энтропии на фрикционном контакте «инструмент - обрабатываемый материал».

Из выражения (6) следует, что в условиях, когда влияние физйко-химических превращений в ВС фрикционного контакта является несущественным и его можно не принимать во внимание, то: с_у„-Т_2-Х-к Р„ У Л^-р'

Согласно (7) величина С не должна изменяться с повышением температуры Т, так как правая часть выражения представляет собой соотношение величин, принятых как постоянные.

В табл. 1 - 3 представлены результаты экспериментальных исследований и значения величины С, вычисленные по этим результатам, в зависимости от температуры резания, изменяющейся за счет изменения скорости резания. Из таблиц видно, что для каждого состояния трибосистемы «инструмент - обрабатываемый материал» повышение температуры Т в исследовашюм диапазоне до некоторой величины, названной как характерная Гхар, практически не изменяет величину С. Эта температура в работе Макарова А.Д. названа оптимальной температурой резания, так как при этой температуре интенсивность изнашивания режущего инструмента минимальна. Это свидетельствует: во-первых, о том, что до температур Г„„ физико-химические

превращения на фрикционном контакте не могут играть определяющей роли в формировании потока вещества и изнашивании инстру1мента (возможно, в связи с тем, что именно до этих температур рассматриваемые превращения практически отсутствуют); во-вторых, соответствие интенсивности изнашивания режущих инструментов (по меньшей мере до температур Гхар) выражению (6) показывает, что состояние ВС на фрикционном контакте «инструмент - обрабатываемый материал» может рассматриваться как стационарное с минимальным производством энтропии, устойчивое но отношению к изменению скорости (температуры) резания; в-третьих, при температурах Гхар и выше, очевидно, устанавливаются новые связи между элементами системы (потоком вещества и температурой), которые можно объяснить появлением новой структуры, способствующей упорядочению системы.

Такие результаты получены для существенно различных условий резания металлов: точение и фрезерование; твердосплавные и быстрорежущие инструментальные материалы; жаропрочные сплавы и конструкционные стали как обрабатываемые материалы.

Таблица 1

Точение сплава ХН70ВМТЮБ резцом ВК6М; скорость резания 7=15-65 м/мин; глубина г = 0,5 мм; подача Я = 0,08 мм/об

Температура резания Т, К т„„, МПа Л-ю7 С-107

873 620 1,1 1,55

923 540 0,9 1,54

973 500 0,8 1,55

1073 380 2 5,6

1173 220 4 21,3

Таблица 2

Фрезерование стали ЗОХГСА (НКСэ 35...38) однозубой торцовой фрезой Т15К6; скорость резания У= 40-120 м/мин; глубина 1 — 0,5 мм; подача на зуб = 0,1 мм/об

Температура резания Т, К т„„, МПа •Л-Ю5 С-105

923 600 1,0 1,54

993 350 0,53 1,51

1023 300 0,45 1,53

1053 280 1,0 3,76

1093 210 1,32 6,9

Таблица 3

Точение сплава ХН70ВМТЮБ резцом Р18Ф2К8М; скорость резания К= 3-10 м/мин; глубина I = 0,5 мм; подача 8 = 0,12 мм/об

Температура резания Т, К т„л, MTIa Л-Ю7 С-107

593 780 1,1 0,84

693 740 0,9 0,84

763 640 0,7 0,83

783 620 1,8 2,27

813 600 4,8 6,5

В работах Ивановой B.C., Буше H.A., Гершмана И.С. показано, что, если механическая энергия трения является единственным источником изменения производства энтропии, то термодинамическая система не теряет устойчивости, а следовательно в ней не проходит самоорганизация. Для возможности прохождения самоорганизации и образования диссипативных структур необходимо более одного независимых источника диссипации энергии. Диссипативными структурами могут быть не самопроизвольные химические реакции, инициируемые трением. Следовательно, при температурах резания и выше на фрикционном контакте могут появиться новые источники диссипации энергии - не самопроизвольные химические реакции с отрицательным производством энтропии, инициируемые трением.

Тогда производство энтропии ВС в трибосистеме с учетом физико-химических превращений будет равно:

Я Мш-Pr-У-X?

dt

Ä-T2

fm-Pr-V-Y

DT

L-Pr-v-z

L^-T

(8)

где ¿п - коэффициент сопряженных взаимодействий; 2- часть механической энергии, расходуемой на физико-химические превращения в ВС; Ух - скорость химической реакции.

Если во вторичных структурах трибосистемы «инструмент - обрабатываемый материал» проходят в общем случае термодинамические потоки тепла, вещества, физико-химических превращений и дополнительных воздействий, то изменение производства ВС со временем будет равно

& М.-Рг-У-Х)1 dt Л-Т2

L'Pr-V-Y

m.

fm-pr-v-z

Lu-T

+ J.-X.

(9)

О-Т

где ^ - поток дополнительных воздействий; X, - термодинамическая сила, вызывающая поток дополнительных воздействий. Конкретизация величин ./„ и А'„ зависит от вида применяемых дополнительных воздействий. Эта составляющая произ-

водства энтропии в общем случае не зависит от характеристик трения на фрикционном контакте.

Поэтому для прогнозируемой адаптации поверхностей трения и снижения интенсивности изнашивания необходимо применять инструментальные материалы и износостойкие покрытия, содержащие химические элементы и соединения, способные в определенных условиях вступать в химическое взаимодействие с обрабатываемым материалом и с окружающей средой, создавать неравновесные вторичные структуры с отрицательным производством энтропии. Дополнительные воздействия на зону резания (применение СОЖ, не стационарность элементов режима резания и т.п.) должны способствовать этому.

Представленные в табл. 1 - 3 экспериментальные результаты подтвердили возможность прохождения самоорганизации при температурах резания Тхар и выше и образование на фрикционном контакте «инструмент - обрабатываемый материал» неравновесных диссипативных структур.

На основании выражения (9) предложены принципы рационального выбора и применения инструментальных материалов:

- интенсивность изнашивания РИ уменьшается с уменьшением производства энтропии в зоне трения, зависящего от уровня величин триботехнических характеристик;

- неравновесные процессы, связанные с физико-химическими превращениями в ВС и проходящие со снижением энтропии на поверхностях трения, могут привести к снижению интенсивности изнашивания РИ (экранирующий эффект);

- дополнительные источники производства энтропии (охлаждение, нагрев, подача кислорода, переменность элементов режима резания и др.) должны способствовать протеканию неравновесных процессов образования ВС на фрикционном контакте «инструмент - обрабатываемая деталь».

С учетом вышеизложенного разработана экспериментально-аналитическая методология исследования эффективности выбора и использования инструментов с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения при резании, структурно-логическая схема которой приведена на рис. 1.

В третьей главе приведены данные об обрабатываемых и инструментальных материалах, применяемом оборудовании, а также описание методик экспериментальных исследований.

Для исследований были выбраны характерные представители обрабатываемых материалов, обладающих существенно различными физико-механическими свойствами, химическим и структурно-фазовым составами: конструкционные стали 45 (НВ 180 - 200) и 40Х (НВ 200 - 220); коррозионностойкие стали - 14XI7H2, 07X16Н6, 12Х18Н10Т, а также жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы -15X18Н12С4ТЮ, ХН73МБТЮ - ВД.

Из инструментальных материалов были выбраны, широко используемые в современном машиностроительном производстве - быстрорежущие стали: Р6М5,

I Поверх, риаши ||7ьношсн. поз~|| Налппы]|Стружка |

♦ * " ♦ * I [

Усадка

Металлографические исследования I

вимс

гам « сэм

оэс

1ХА-8400

,!со1

.шм-201 ОЕ

"Сатеса" МЭ-46

Спектрометр "Ехса1аЬ-МК2"

— 1.ЕС2()0

— Авб

и БОЗОО

Изнашивание

инструментов _

Информационная база данных

Триботехнлчсские характеристики

Технологические характеристики

Обобщение результатов

Рекомендации

Выводы

Экранирующий эффект

Исследование ПАПТ

Т.

Критерии оценки ПЛИТ

У'

1 ТХСА.Л

Факторы воздействия на процесс резания

Инструментальные материалы 1

Методы повышения способности самооргшитцин

I

Твердый сплав

_____Ь^а,

Тверд Хим.

«окр. состав

«э. состав!

Быстрорежущие стали

_____ЬйШЬ

| |'1исрл.{ | Хим.

! К-'Ф -флч, сос"пт{

Обрабатываемые материалы

Дополнит, легирование

Углеродистые легированные стали

Нержавеющие стали и сплавы

Условия резання

Ш

Режимы и их переменность

СОТС

Уровень триботехннчсскнх характеристик

Прочн. адг.

связ. т.

Пред. норм.

натгр. р„

Параметр совм.

т./р..

Рис. 1. Структурно-логическая схема методологии исследования изнашивания инструментов, обеспечивающих ПАПТ

при резании металлов

Р6М5К5, Р9К5, спеченные порошковые инструментальные материалы (СПИМ) на основе быстрорежущей стали Р6М5; твердые сплавы группы ВК: ВК8, ВК6-М, ВК10-ОМ, ТК: Т15К6 и ТТК: ТТ8К6. При натурных испытаниях использовались четырехгранные пластины (12x12 мм) и цельные резцы, фрезы и сверла. Цилиндрическое фрезерование осуществлялось концевыми фрезами как из быстрорежущей стали, так и из твердосплавного материала (d~ 12; 13 мм; z - 4; 5), а торцевое фрезерование одно-резцовыми фрезами (d = 90 мм), оснащенными четырехгранными пластинами.

Режущий инструмент из экспериментальных марок материалов и покрытий для изучения неравновесных процессов и самоорганизации в трибосистеме при резании изготавливали и исследовали совместно со следующими организациями: НИИЧермет (г. Москва), НПЦ «Римет» (г. Москва), университетом «МакМастер» (г. Онтарио, Канада), «Balzers» (Лихтенштейн), «Cobelko» (Япония).

Помимо стандартных методик и оборудования для определения стойкостных, силовых и температурных параметров, коэффициента усадки стружки в широком диапазоне изменения элементов режима резания как при использовании СОТС и износостойких покрытий на режущем инструменте, так и при нестационарном точении, в работе использовались следующие разработанные оборудование и методики: модернизировшшая установка для адгезионных исследований с учетом температуры и давления на фрикционном контакте, наличия СОТС и износостойких покрытий; установка для высокотемпературного градуирования естественных термопар «инструмент - деталь» с переменными силами нагружения и разгружения зоны контакта; методика исследования нестационарного резания при продольном точении на станке 16К20Т1 с ЧПУ по разработанным управляющим программам, позволяющим осуществлять непрерывное линейное изменение скорости и глубины резания, подачи инструмента с различными темпами как по величине, так и по знаку.

Эффективность применения инструментов с ПАПТ оценивали коэффициентом Ки износостойкости, как отношение периодов стойкостей экспериментального и базового инструментов.

Для исследования адгезионного взаимодействия применительно к условиям повышенных температур контакта были изготовлены инденторы, выполненные из более твёрдого материала (инструментального) фрикционной пары в виде двустороннего сферического пуансона (при необходимости наносились покрытия) и два плоскопараллельных образца из более мягкого материала (обрабатываемого). Нагрев зоны контакта образцов и индентора осуществляется электроконтактным способом.

Металлографические исследования микроструктуры и химического состава поверхностного слоя режущего инструмента (в том числе с износостойкими покрытиями) и стружки проведены с использованием современной аппаратуры для электронной микроскопии (ПЭМ), СЭМ, ВИМС, ОЭС - «JXA-8400»; «Jeol» JEM-201 ОЕ; спектрометр «Escalab - МК2», оборудованного электронным прожектором LEG200, ионным прожектором AG6 и анализатором ионной массы SQ300; «Сатеса» модели MS-46.

В четвертой главе приведены результаты исследования трения и износа при резании металлов инструментами с ПАПТ.

Вторичные структуры представляют собой тонкие пленки на поверхности трения, которые создаются в условиях высокой деформации при температурах нагревания, вызывающих диффузию при адсорбции, а также при различных реакциях разложения и ассимиляции.

Возможность окисления НС и ВЫ, входящих в состав СПИМ на основе быстрорежущей стали Р6М5, и создание тонких поверхностных оксидных пленок в условиях эксплуатации режущего инструмента рассмотрены с точки зрения термодинамики необратимых процессов при трении и изнашивании.

Преобразование компонентов карбида титана и нитрида бора можно представить в виде следующих реакций:

ТС + 02 = ТЮ + С0, (Ю)

4ВЫ + 302 = 2В203 + 2Ы2. (П)

Термодинамическое представление этих процессов подтверждается следующим фактом. При температурах, достигающих 823 К в зоне резания, развитие ки-слородосодержащих фаз на основе титана и бора из карбидов или нитридов сопровождается уменьшением энергии Гиббса ДО°т. Термодинамическая возможность уравнений реакции окисления (10) и (И) при 823 К была подсчитана на основе термодинамических данных табл. 4.

Таблица 4

Термодинамические параметры некоторых соединений, наблюдаемых в исследуемых СПИМ

Соединения Энтальпия от образования, Д//°298, КДЖ/МОЛЬ Энтропия, Дж/К-моль

Т1С - 173,2 24,73

ТЮ 50,211 233,155

ВЫ - 250,5 14,81

В203 - 1273,5 53,97

СО - 110,53 197,55

Расчетные величины изменения энергии Гиббса для уравнений реакций (10) и (11) АС°823 < 0 и составляли соответственно - 72,58 кДж/ моль и - 1589,9 Дж /моль. Отрицательные величины свободной энергии образования (АО°т) для ТЮ и В203 из карбида Т1С и нитрида ВЫ свидетельствуют о том, чгго оба соединения свободно преобразуются в более термодинамически устойчивые фазы в условиях атмосферы и рабочей температуры окисления.

В работе рассматриваются некоторые подходы воздействия па условия трения при резании металлов путем дополнительного легирования СПИМ нового поколения на основе быстрорежущей стали.

Первый подход предполагает стшжшшс уровня величин триботехнических характеристик благодаря уменьшению коэффициента трения при рабочих температурах.

Установлено, что СПИМы на основе быстрорежущей стали, легированные карбидом титана, обладают высокой износостойкостью и их можно классифицировать как новый класс самоорганизующихся инструментальных материалов. В частности, к таковым можно отнести СПИМы, содержащие в качестве твердой основы карбид титана, а быстрорежущую сталь (Р6М5) - как связующее (СПИМ + 20% 'ПС). При помощи ОЭС и ВИМС было обнаружено, что в процессе резания карбиды титана превращаются в тонкие поверхностные пленки в виде соединения титана с кислородом (рис. 2 и 3). Это значительно улучшает фрикционные свойства при рабочих температурах резания (рис. 4) и повышает износостойкость режущего инструмента (рис. 5). Как показали исследования, износостойкость такого инструмента в 2 - 3,5 раза выше износостойкости обычных инструментов из быстрорежущей стали.

а)

Т.С,

ПО

'ПО

та

"ПС.

та

тго

60 70 80 60 70 80 60 70 80

Масса, а.е.м. Масса, а.с.м. Масса, а.е.м.

Рис. 2. Спектры ВИМС поверхности износа инструмента из СПИМ (Р6М5 + 20% НС) в зависимости от времени резания (точение стали 45;

У= 60 м/мин; / = 0,5 мм; 5 = 0,28 мм/об): а - после 4 мин.; б - после 20 мин.; в - после 24 мин

Суть второго принципа легирования состоит в повышении экранирующего эффекта с помощью устойчивой высокопрочной ВС первого рода (простых и сложных кислородосодержащих фаз на основе титана и бора с аморфноподобной структурой), появляющейся на поверхности инструмента, что достигается, например, с помощью дополнительной присадки 2 % ВЫ (рис. 6). Дополнительная присадка 5% А1203 практически не повлияла на состав вторичных структур. Легирование осуществлялось не добавлением того или иного элемента, а добавлением соединений нужной плотности и устойчивости при рабочих температурах, что позволило использовать соединения в относительно небольших количествах, с минимально возможным воздействием на качество объема. Применение обоих принципов дает возможность зна-

чителыюго увеличения износоетойкосш инструмента (например, с помощью присадки 20 % ТСЫ (рис. 7)).

Дальнейшим совершенствованием режущих инструментов является нанесение на их рабочие поверхности многослойных износостойких покрытий. При этом каждый слой такого покрытия должен формироваться с учетом изменения механизма изнашивания в периоды приработочного, нормального (устойчивого) и катастрофического износа.

Рис. 3. Оже-спектры поверхности обрабатываемого материала (сталь 45): а) - после

2 минут резания; б) - после 20 минут резания (условия резания см. рис.2)

Состояние поверхности подложки перед нанесением твердых покрытий влияет на прохождение нормальной стадии износа инструмента и на прочность сцепления с подложкой. Исследовано влияние 16-ти химических элементов и четырех антифрикционных материалов, имплантированных в подложку, на износостойкость резца из быстрорежущей стали с ("П,Сг)М-покрытием поверхности.

Установлено, что компромисс между высокой износостойкостью и надежностью достигается в многослойном покрытии, нанесенном на подложку, обогащенную индием (табл. 5). Индий присутствует в нижнем слое покрытия как в металлическом, так и

в связанном состояниях (1п - М). Положительное воздействие индия на износостойкость связано с двумя типами явлений, возникающих на трущейся поверхности.

Рис. 4. Влияние температуры иа триботехнические свойства материалов: © В - СПИМ (Р6М5 + 20% 'ПС); О © - Сталь 45 (ЯВ 180.. .200); О □ - Р6М5; ПО- Сталь 45 (ЯЛС 30..32)

/ ± / /

/ й • ч 3

р

8 16 24 32 40 48 56 Т, мин

Рис. 5. Влияние времени обработки на износ режущего инструмента по задней поверхности инструмента при точении стали 45 (НВ 180...200), К= 60 м/мин; Г = 0,5 мм; 5 = 0,2 мм/об: 1 - Р6М5; 2 - Р12МЗФ2К5; 3 - СПИМ (Р6М5 + 20% "ПС)

Индий при нагреве в процессе резания частично переходит в жидкое состояние и частично окисляется (о чем свидетельствуют данные металлографических исследований). Жидкая фаза как смазка ведет к уменьшению коэффициента трения. Ки-слородосодержащие фазы, защищающие поверхность, способствуют продлению стадии нормального износа, значительно повышая износостойкость инструментов.

Рис. 6. Преобразования Фурье расширенной тонкой структуры спектров в пределах диапазона в 250 эВ, близких к линии эластичного рассеивания электронов с первичной энергией Е = 1500 эВ, электроны рассеиваются с поверхности кратера износа в режущем инструменте, изготовленном из: а - быстрорежущей стали; б - СПИМ (Р6М5 + 20% TiC); в - СПИМ (Р6М5 + 20% TiC + 2% BN).

Для исследования возможности снижения приработочной стадии изнашивания быстрорежущую сталь Р6М5 упрочняли по «дуплексной» технологии (ионное азотирование, а за ним - TiN - покрытие). «Дуплексное» покрытие затем было модифицировано нанесением на поверхность 11ФПЭ (перфторполиэфир Z-DOL) слоя.

К

мм

0,3 0Л 0,1

10 20 30 40 50 Г, мин

Рис. 7. Влияние времени обработки на износ концевой фрезы 012 мм по задней поверхности: 1 - СПИМ (Р6М5 + 20% TiC);

2 - СПИМ (Р6М5 + 20% TiC + 2% BN); 3 - СПИМ (Р6М5 + 15% TiC + 5% А1203);

4 - СПИМ (Р6М5 + 20% TiCN) (обрабатываемый материал сталь 40Х;

V= 65 м/мин; SM = 63 мм/мин; t — 3 мм; b = 10 мм)

Исследован процесс самоорганизации такого покрытия, который происходит во время обработки металлов резанием на стадии приработочного износа поверхности режущего инструмента. Установлено, что при этом происходят одновременно следующие явления: а - триборасщепление (распад) тонкого поверхностного слоя; б - формирование устойчивого аморфоподобного защитного слоя (типа Ti -О и Ti - F) на инструментальной поверхности. Процессы самоорганизации способствуют улучшению износостойкости во время приработочной стадии износа, что ведет к повышению в 2 - 3 раза износостойкости резцов и концевых фрез.

В последнее время все большее применение в технике получают нанотехноло-гии, повышающие эксплуатационные качества изделий. Выявлено, что основное преимущество метода физического осаждения покрытия (ФОП) с магнитно-дуговой фильтрацией (МДФ) состоит в значительном измельчении зерна, которое ведет к формированию нанокристаллических структур (с размером зерна примерно 60 - 80 нм) покрытий. Данный метод позволяет повысить износостойкость покрытий из композита нитрида титана и алюминия (TiAI)N в условиях высокоскоростной обработки (рис. 8), когда преобладает окислительный износ режущего инструмента.

Образование пленок оксида алюминия на поверхности резца значительно изменяет тепловые потоки и отвод тепла в стружку, что можно проиллюстрировать на изображении поперечных сечений стружек после сканирования на электронном микроскопе, как показано на рис. 9. На этих сечениях стружки можно выделить три различные зоны. Известно, что динамическая рекристаллизация контактной области стружки происходит во время резания (зона 3). Большая часть теплового потока, которая переходит в стружку, вызывает интенсивную рекристаллизацию материала в этой зоне, что находит свое выражение в укрупнении зерен стружки внутри при-контактной зоны.

1 "Nu t\ ' 3

I

(у

Таблица 5

Износостойкость резцов с модифицированным поверхностным слоем (ионное смешивание)

Группа Материал Состав элементов Коэффициент адгезии Коэффициент Ки износостойкости при резании

к подложке Без СОЖ с СОЖ

Поверхность, модифицированная ионным смешиванием

О 0,25 0,9 1,25

1 Газы N 0,41 2,0 1,83

I 0,7 - 0,8 3,2 0,7

С1 - 1,8 -

В 0,6 1,2 0,65

2 Неметаллы с 0,6 1,7 0,83

81 - 0,7 0,6

3 Металлы

1п 0,6 2,4 2,1

А) Легкоплавкие МЙ 0,25 3,0 0,08

Бп 0,6 0,8 0,7

ва - 2,0 -

Б) С гексагональной решеткой Со 0,5 1,8 0,13

В) Образующие А1 0,4 0,15 1,3

устойчивые оксиды Сг 0,6 0,2 1,2

С низким Си 0,55 1,0 2,5

Г) коэффициентом трения Аё 0,4 3,1 2,7

4 Поверхности, модифицированные антифрикционными сплавами (ионное смешивание)

2п - А1 - Си 9 - 1,5 ГОСТ 21437-75 2п + А1(9%) + Си(2%) 0,44 1,98 -

Бронза 8-12 Си ■+ РЬ(11%) + Ъп(9%) 0,4 0,95 -

Баббит БК - 2 ГОСТ 1320-74 РЪ + 5п(1,5%) 0,35 0,6 -

А1 - Эп - Си А020 - 1 ГОСТ 14113-69 А1 + 8п(20%) + Си(1%) + 81(0,5%) 0,3 0,4 -

На рис. 9, а, б показана рекристаллизация зоны контакта со стружкой для инструмента с обычными (Т1А1)Ы покрытиями, тогда как на рис. 9, в, г представлены подобные изображения для инструментов с фильтрованными покрытиями. Из этого рисунка видно, что более интенсивная рекристаллизация контактирующей зоны наблюдается для фильтрованных покрытий.

I. м 20000

15000

10000

5000

0

250 300 350 400 450 Г, м/мин

Л„ им 0,3

0,2

0,1

0,0

0 2000 4000 6000 8000 /, м

б)

Рис. 8. Результаты стойкостных исследований при точении стали 40Х резцами

ТТ8К6 с различными покрытиями (5 = 0,11 мм/об; I = 0,5 мм): а) - влияние скорости резания на путь резания (при Ь3 = 0,3 мм); б) - влияние пути резания на износ инструмента по задней поверхности (при V- 450 м/мин)

В пятой главе представлены результаты исследования влияния СОТС и переменности элементов режима точения на протекание неравновесных процессов образования ВС на поверхностях трения.

Изучение вторичных фаз, образовавшихся на контактных поверхностях фрик-

1 1

л без покрытия -И- обычное (Т1А1^ -о— фильтрованное (Т1А1)И

\

1 -

' -ч ■

циоиной пары «инструмент - обрабатываемая деталь», показало, что в основе своей 0!!И являются оксидами. ! котом у любые воздействия на зону резания способствующие образованию оксидов, должны повышать способность трибосистемы резания металлов к адаптации поверхностей трения и приводить к снижению интенсивности изнашивания режущих инструментов.

.1)

Рис. 9. Фотоснимки (увеличение >=3000) поперечного сечения стружки на растровом электронном микроскопе (У = 450 м/мин): а, б обычное покрытие; в, г - фильтрованное покрытие; д схема стружкообразования (1 -- внешняя поверхность стружки; 2- расширенная зона деформация; 3 ■ надрезцов&я зона)

Проведенные исследования подтвердили наиболее высокую эффективность применения «сухого» электростатического охлаждения <СЭО\ (рис. 10). Определены рациональные режимы работы установки и схемы подвода озонированного воздуха в контактную зону при лезвийной обработке резанием для обеспечения по-

вышения износостойкости инструмента и улучшения санитарно-гигиенических условий труда в производстве. Выявлено, что наиболее существенно проявляется эффект при обработке коррозионностойких сталей и сплавов.

е.'с 700

600

500

400

Ь„,х10' мкм/м

3 2

//

Г А

1

Рис. 10. Влияние скорости резания на температуру и относительный линейный износ резцов из ВК6М при точении 12Х18Н10Т (5 = 0,11 мм/об; Г = 0,5 мм; • - всухую; □ - сжатый воздух; Д-СОЖ МР-3; о-СЭО)

60 70 80 90 100 ПО 120 V, м/мин

Исследования показали, что зависимость интенсивности изнашивания резцов от температуры резания при стационарном и нестационарном точении носит экстремальный характер, с минимумом при одной и той же температуре, названной как оптимальная (рис. 11). На зависимости /гол -/(О) при нестационарном точении можно выделить три участка: I участок - до оптимальной температуры (0ОПТ), II участок - от оптимальной до критической температур (6^), III участок - выше критической температуры.

А„,х10"', мм/м 1,0 0,8

0,6

0,4 0,3

0,2

i ■

/

<| > X 1 h

/

//

1 г/

1

К

Рис. 11. Зависимости величины относительного линейного износа резцов из ВК8 от температуры резания при точении стали 15Х18Н12С4ТЮ (S = 0,1 мм/об; t = 0,5 мм): □ - а„ = 0; Д - а, < 0; о - av > 0

910 920

940 960 1000 е,к

Из рис.11 видно, что:

- интенсивность изнашивания резцов при переменности элементов режима точения (с ускорением или замедлением av) значительно меньше, чем при стационарном;

- переменность элементов режима точения приводит к появлению температурного диапазона 90ПТ - Окр, в котором наблюдается наиболее низкая интенсивность изнашивания резцов.

В шестой главе приведены результаты практической реализации результатов исследования.

Предложен и апробирован ускоренный способ определения оптимальных режимов нестационарного точения (патент на изобретение № 2207935). Реализация данного способа позволяет сократить на 20 - 30 % время на технологическую подготовку производства (ТТШ) для станков с ЧПУ и АдСУ.

Результаты реализованы при разработке технологического процесса изготовления дисков и вала компрессора изделия ТЛ 12-60 (ФГУП УАП «Гидравлика»): представлены технико-экономические показатели, которые подтвердили эффективность нестационарного точения при форсировании элементов режимов резания на 15 — 20 %. Комплексное применение износостойких покрытий с эффектом ПАПТ и СЭО позволило повысить период стойкости режущего инструмента в среднем на 60% при сохранении качества поверхностного слоя деталей. На Туймазинском заводе автобетоновозов при выпуске конкурентоспособной продукции достигнуто повышение износостойкости режущего инструмента в 2,5 - 4 раза, в ОАО «Стерлитамак - М.Т.Е» при обработке ряда деталей повышена скорость резания на 35 - 40 %.

Приведено описание информационной базы данных по триботехническим и технологическим характеристикам (ИБД ТГХ) пары «инструмент - обрабатываемая деталь», в том числе с СОТС и износостойкими покрытиями. ИБД ТТХ представлена в виде пакета программ для ПЭВМ, которые рекомендованы ОКБ, НИИ и промышленным предприятиям, занятым созданием новой техники, разработкой новых инструментальных материалов и покрытий. ИБД ТТХ содержит сведения по технологическим и триботехническим характеристикам для 11-ти групп материалов, обработанных по 22-м различным технологиям с использованием 8-ми групп смазок и 14-ти типов износостойких покрытий.

Основные выводы и результаты работы

1. С помощью методов неравновесной термодинамики решена научная проблема выбора и применения инструментальных материалов и износостойких покрытий, обеспечивающих уменьшение интенсивности изнашивания за счет протекания на поверхностях трения неравновесных процессов образования вторичных структур и уменьшения производства энтропии.

2. Разработана методология комплексной оценки эффективности выбора и

применения инструментов и условий резания с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения.

3. Показано, что СПИМы на основе быстрорежущей стали, дополнительно легированные карбидом титана, обладают высокой износостойкостью и могут рассматриваться как новый класс самоорганизующихся инструментальных материалов. В процессе резания наблюдается преобразование карбидной фазы в устойчивые вторичные структуры, имеющие форму соединений из титана и кислорода, что способствует значительному улучшению фрикционных свойств при рабочих температурах и приводит к повышению износостойкости режущего инструмента в 2,0 - 3,5 раза по сравнению с износостойкостью инструмента из обычных быстрорежущих сталей.

4. Исследовано влияние различных подходов к дополнительному легированию СПИМов на основе быстрорежущей стали с целью повышения износостойкости режущих инструментов. Установлено, что первый подход (например, за счет легирования ТтС) приводит к снижению коэффициента трегшя при рабочих температурах контакта. Второй подход связан с повышением экранирующего эффекта с помощью устойчивых высокопрочных вторичных фаз (в виде соединений 'П и В с кислородом и азотом), формирующихся на поверхности инструмента (например, при дополнительном легировании 2% ВЫ)- Оба подхода реализуются с помощью присадки 20% "ПСМ.

5. Установлено, что оптимальное сочетание прочности и надежности (характеризующихся высокой адгезией покрытия СПСг)Ы к подложке) проявляется в многослойном покрытии с нижним слоем, обогащенным индием (имплантированным в поверхность подложки), который способствует образованию на поверхностях трения аморфоподобных структур 1п - N и 1п - О и продлению стадии нормального износа, повышая в 2,1 - 2,4 раза износостойкость инструментов.

6. Установлено, что многослойные покрытия, включающие ионное азотирование нижнего слоя из быстрорежущей стали с последующим нанесением ФОП "ПК покрытия, верхний слой которого модифицирован с помощью с ПФПЭ (перфторпо-лиэфира), обеспечивают высокую износостойкость режущего инструмента. На начальной стадии износа режущего инструмента ПФПЭ как смазка уменьшает фрикционный параметр и значительно уменьшает повреждение поверхности инструмента. В процессе резания нитрид титана твердого покрытия окисляется, образуя защитный экранированный слой. Триборазложение «2-П0Ь» ведет к появлению фтористого соединения на основе титана, который повышает защитную способность поверхностного слоя. Оба эти эффекта приводят к повышению износостойкости «дуплексного» покрытия.

7. Показано, что основное преимущество магнитно-дуговой фильтрации при нанесении покрытия методом ФОП - значительное измельчение зерен (_ПА1)М, которое приводит к образованию поверхностного слоя с размером зерен около 60 -80 нм, т.е. в пределах наношкалы, и обеспечивает возможность использования режущего инструмента с таким покрытием в условиях высокоскоростной обработки резанием с увеличением износостойкости режущего инструмента в 3 - 4 раза. Ок-

сидные слои, которые образуются на поверхности нанокристаллических фильтрованных (TiAl)N покрытий при высокоскоростном резании, в основном состоят из защитных тонких пленок, подобных оксиду алюминия, и имеющих аморфно-кристаллические структуры. Сложная структура этих пленок оказывает благотворное влияние на снижение износа режущих инструментов.

8. Установлено, что СОТС (особенно СЭО) и переменность элементов режима резания могут быть использованы в качестве факторов для снижения уровня величин триботехлических характеристик и уменьшения изнашивания режущего инструмента, так как способствуют протеканию на поверхностях трения неравновесных процессов образования ВС.

9. Разработанная информационная база данных по триботехническим и технологическим характеристикам позволяет оперативно с помощью компьютерных программ автоматизировать и оптимизировать по износостойкости выбор инструментальных материалов, износостойких покрытий, СОТС и режимов резания.

10. Результаты работы внедрены на машиностроительных предприятиях в виде рекомендаций по проектированию, созданию и применению инструментальных материалов и многослойных износостойких покрытий для режущего инструмента с ПАПТ, а также по режимам СЭО и схемам подвода ионизированного воздуха в зону резания. Результаты работы используются также в учебном процессе УГАТУ (в виде отдельных разделов учебного пособия с грифом УМО).

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. М.Ш. Мигранов. Идентификация процесса резания в условиях нестационарности его температурно-силовых параметров / Проблемы механики и управления: Сб. статей Уфимского научного центра РАН. - Уфа: Изд. Уфимск. авиац. инта, 1994.-С. 96- 103.

2. М.Ш. Мигранов. Управление интенсивностью износа режущего инструмента при нестационарном точении / В.Ц. Зориктуев, В.В. Постнов, М.Ш. Мигранов, O.A. Круглов // Вестник Верхневолжского отд. акад. технол. наук РФ.- Рыбинск: Изд-во Рыбинск, гос. авиац. технол. акад., 1995. - Вып. 2. - С. 34 - 41.

3. М.Ш. Мигранов. Минимизация интенсивности износа режущего инструмента при нестационарном точении / Оптимальное управление мехатронными станочными системами: Межвуз. сб. науч. тр. - Уфа: Изд. Уфимск. гос. авиац. техн. ун-та. - 1999. - 4.2. - С. 46 - 49.

4. M.III. Мигранов. Исследование контактных процессов при обработке деталей газотурбинных двигателей / М.Ш. Мигранов, В.В. Постнов, JI.HI. Шустер // Техника машиностроения. - 2001 .№ 5. - С. 103- 106.

5. М.Ш. Мигранов. Оптимизация изнашивания лезвийного инструмента при обработке жаро- и особопрочных материалов / М.Ш. Мигранов, В.В. Постнов // Актуальные проблемы машиностроения. Материалы I Международной науч.-техн. конф. - Владимир, 2001.-С. 121 - 123.

6. М.Ш. Мигранов. Триботехническое исследование покрытий с многослойной структурой / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов, В.В. Постнов // Материалы IV Междунар. науч.-техн. конф. «Новые технологии управления движением технических объектов». - Новочеркасск, 2001. ~ Т. 2. - С. 117 - 120.

7. М.Ш. Мигранов. Влияние элементов режима резания на формоизменение контактных поверхностей инструмента / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов, В.В. Постнов // Известия Томского политехи, университета. - г. Томск, 2002. - Вып. I., Т. 305.-С. 125- 129.

8. М.Ш. Мигранов. Износостойкие покрытия для металлорежущего инструмента / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов, В.В. Постнов // Известия Томского политехи. университета. - г. Томск, 2002. - Вып. I., Т. 305. - С. 129 - 132.

9. М.Ш. Мигранов. Триботехнические испытания износостойких покрытий для металлорежущего инструмента / М.Ш. Мигранов, В.В. Постнов, Л.Ш. Шустер // Сб. трудов II Междунар. симпозиума по транспортной триботехнике. - С-Петербург, 2002. - С. 260 - 264.

10. М.Ш. Мигранов. Управление тепловыми потоками при лезвийной обработке резанием /М.Ш. Мигранов, Л.Ш. Шустер // Международная науч.-техн. конф. Новые технологии управления движением технических объектов. Сб. науч. трудов. - Новочеркасск, 2002. - Ч. 2. - С. 60 - 61.

11. М.Ш. Мигранов. Триботехнические свойства наноструктурных титановых сплавов / М.Ш. Мигранов, Л.Ш. Шустер // Известия вузов. Машиностроение. М. -2003.-№9.-С. 39-43.

12. М.Ш. Мигранов. Износостойкость инструмента с многослойным покрытием при обработке деталей ГТД / М.Ш. Мигранов, Л.Ш. Шустер // Вестник СГАУ им. акад. С.П. Королева. Труды межд. н-техн. конф. «Проблемы и перспективы развития двигателестроения». - Самара, СГАУ. - 2003. 4.2. - С. 410 - 415.

13. М.Ш. Мигранов. Исследование износостойкости режущего инструмента с многослойным покрытием // Инструмент и технологии. - С-Петербург, 2003. - № 13.-С. 122- 125.

14. МШ. Мигранов. Исследование триботехнических свойств материалов и покрытий с ультрамелкозернистой структурой / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов, Р.И. Ахметшин, C.B. Чертовских // Проблемы синергетики в трибологии, трибо-электрохимии, материаловедении и мехатронике. - Матер. II Междунар. науч,-пракг. конф. - Новочеркасск. ЮРГТУ (НИИ). 2003. - С. 39 - 42.

15. M.I1I. Мигранов. Способ ускоренного определения оптимальных режимов нестационарного резания / М.Ш. Мигранов, В.В. Постнов, Е.А. Шарапов // Патент на изобретение № 2207935 от 10.07.2003 г. Российское агентство по патентам и товарным знакам, г. Москва.

16. М.Ш. Мигранов. Прибор для исследования адгезионного взаимодействия / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов // Патент на полезную модель № 34249. - М. от 27.11.2003 г.

17. M.III. Мигранов. Обеспечение минимума интенсивности износа режущего инструмента при переменных элементах режима резания / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов // Инструмент и технологии. - С-Петербург. - 2003 - № 14. - С. 203 - 205.

18. М.Ш. Мигранов. К вопросу управления интенсивностью износа режущего инструмента / М.Ш. Мигранов, Р.И. Ахметшин // Материалы международ, науч.-практ. симпозиума «Интегрированное научно-техническое обеспечение качества трибообъектов, их производства и эксплуатации». «Славянтрибо-Vl» (20 -24.09.04). - С-Петербург, 2004. - 4.2. - С. 392 - 397.

19. M.III. Мигранов. Компьютерное моделирование теплофизических явлений при лезвийной обработке резанием / Р.И. Ахметшин, Ю.В. Лукащук, М.Ш. Мигранов, Л.Ш. Шустер // Авиационно-технологические системы: Межвуз. Сб. науч. тр. / Под общ.ред. М.А. Анферов. - Уфа: Изд-во УГАТУ, 2004. - С. 96 - 100.

20. M.III. Мигранов. Исследование эксплуатационных свойств режущего инструмента с износостойкими покрытиями / Журнал «1нструментальний сип». - Киев, Украина, 2004. - № 4. - С. 29 - 32.

21. М.Ш. Мигранов. Трибологические свойства ультрамелкозернистого титана, полученного методом интенсивной пластической деформации / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов, В.В. Столяров // Вестник машиностроения. - 2004. №7. - С. 37 -40.

22. М.Ш. Мигранов. Пути повышения эффективности механической обработки резанием / М.Ш. Мигранов, Л.Ш. Шустер // Технология машиностроения. -2004,-№5.-С. 19-22.

23. М.Ш. Мигранов. Управление контактными ггроцессами при обработке резанием инструментом с многослойным износостойким покрытием // Приводная техника. - 2004. - № 3. - С. 8 - 11.

24. М.Ш. Мигранов. Управление приводами главного движения и подачи инструмента при нестационарном точении // Приводная техника. - 2004. - № 1. - С. 57-60.

25. M.III. Мигранов. Информационная база данных но триботехническим характеристикам в машиностроении / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов, U.K. Криони // Свидетельство об официальной регистрации базы данных № 2004620214 от 31.08.2004 г.

26. M.III. Мигранов. Комплекс программ но формированию и ведению информационной базы данных по триботехническим характеристикам в машиностроении «TRIBO» / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов, Н.К. Криони // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. № 2004612001 от 31.08.2004 г.

27. M.III. Мигранов. Программа определения температурных полей в зоне резания «TempPole» / М.Ш. Мигранов, A.A. Степанов // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. № 2004611394 от 04.06.2004 г.

28. М.Ш. Мигранов. Программа планирования эксперимента при определении температурных зависимостей «PLAN» / M.III. Мигранов, A.A. Степанов //

Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. №2004611347 от 01.06.2004 г.

29. M.IIJ. Мигранов. Смазки и их применение в машинах и при формообразовании поверхностей в мехатронных станочных системах / М.Ш. Мигранов, Н.К. Криони, JI.UI. Шустер / Учебное пособие с грифом «Учебно-методического объединения вузов по университетскому политехническому образованию». - М.: МАИ, 2004.- 173 с.

30. M.Sh. Migranov. Reduction of friction coefficient of ultrafine-grained CP titanium / V.V. Stolyarov, L.Sh. Shuster, M.S. Migranov, R.Z. Valiev, Y.T. Zhub // Materials Science and Engineering - Los-Alamos, USA. - 2004. - p. 313 - 317.

31. M.S. Migranov. Nano-crystalline filtered arc deposited (FAD) TiAIN PVD coatings for high-speed machining applications / G.S. Fox-Rabinovich, G.C. Weatherly, A.I. Dodonov, A.I. Kovalev, L.S. Shuster, S.C. Veldhuis, G.K. Dosbaeva, D.L. Wain-stein, M.S. Migranov II Surface and Coatings Technology. USA. № 177-178. 2004 - p. 800-811.

32. M.S. Migranov. Elastic and plastic work of indentation as a characteristic of wear behavior for cutting tools with nitride PVD coatings // G.S. Fox-Rabinovich, S.C. Veldhuis, V.N. Scvortsov, L. Sh. Shuster, G.K. Dosbaeva, M.S. Migranov // Thin Solid Films. USA. №469 - 470. 2004. - p.505 - 512.

33. М.Ш. Мигранов. Повышение эффективности процесса резания металлов при использовании инструментов с износостойкими покрытиями // Вестник УГА-ТУ. Уфа. - 2005. - Т. 6. № 2 (13). - С. 36 - 42.

34. М.Ш. Мигранов. Интенсификация процессов лезвийной обработки резанием на станках с ЧПУ и АдСУ // Известия высших учебных заведений. СевероКавказский регион. Технические науки. Машиностроение. - 2005. - № 1.- С. 70 -75.

35. М.Ш. Мигранов. Исследование износостойких покрытий для режущего инструмента с нанокристаллической структурой // Известия вузов. Машиностроение.-2005.-№ 1.-С. 56-62.

36. М.Ш. Мигранов. Исследование износостойкости спеченных порошковых инструментальных материалов на основе быстрорежущей стали // Известия ТулГУ. Сер. Инструментальные и метрологические системы. Вып. 1. 4.2. - Тула: Из-во ТулГУ, 2005. - С. 113-118.

37. М.Ш. Мигранов. Модель напряженного состояния режущего инструмента при нестационарном точении // Известия высших учебных заведений. СевероКавказский регион. Технические науки. Машиностроение. - 2005. - № 1. - С. 65 -70.

38. М.Ш. Мигранов. Термодинамические условия нестационарного точения // Технология машиностроения. - 2005. - № 3. - С. 14 - 18.

39. М.Ш. Мигранов. Исследование износа резцов из спеченных порошковых инструментальных материалов на основе быстрорежущей стали, легированных

карбидом титана // Вестник УГАТУ. Уфа. - 2005. - Т. 6. № 2 (13). - С. 43 - 50.

40. МШ. Мигранов. Исследование и моделирование теплофизических явлений при обработке резанием / М.Ш. Мигранов, Р.И. Ахметшин, Ю.В. Лукащук // Известия ТулГУ. Сер. Инструментальные и метрологические системы. Вып. 1.4.1. -Тула: Из-во ТулГУ, 2005. - С. 110 - 114.

41. М.Ш. Мигранов. Износостойкость режущего инструмента с многослойными покрытиями / М.Ш. Мигранов, Л.Ш. Шустер // Трение и износ, Том 26. -2005. - № 3. - С. 304 - 307.

42. М.Ш. Мигранов. Экспериментальное исследование износостойкости фильтрованных нанострукгурных покрытий для режущего инструмента / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов // Известия ТулГУ. Сер. Инструментальные и метрологические системы. Вып. 1.4.2. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. - С. 118 - 123.

43. М.Ш. Мигранов. Триботехнические характеристики титана с ультрамелкозернистой структурой / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов, СЛ. Садыкова, С.В. Чертовских // Трение и износ. 2005. - С. 208 - 214.

44. М.Ш. Мигранов. Интенсификация процесса металлообработки на основе использования эффекта самоорганизации при трении. / М.Ш. Мигранов, Л.Ш. Шустер // - М.: Машиностроение, 2005. - 202 с.

45. М.Ш. Мигранов. Износостойкие покрытия для высокоскоростной обработки. 4.1. Использование магнитно-дуговой фильтрации для формирования на-нокристаллической структуры металлических покрытий / М.Ш. Мигранов, Л.1И. Шустер, С.Г. Фукс-Рабинович // «1нструменталышй свго>. - Киев, Украина. - 2005. -№ 1(25).-С. 12-14.

46. М.Ш. Мигранов. Износостойкие покрытия для высокоскоростной обработки. 4.2. Свойства металлических фильтрованных покрытий с нанокристалличе-ской структурой / М.Ш. Мигранов, Л.Ш. Шустер, С.Г. Фукс-Рабинович // «1нструментальний свгг». - Киев, Украина. - 2005. - № 2(26). - С. 10-14.

47. М.Ш. Мигранов. Исследование изнашивания инструментальных материалов и покрытий с позиций термодинамики и самоорганизации // Известия вузов. Машиностроение. М. - 2006. - № 11. - С. 65 - 70.

48. М.Ш. Мигранов. Износостойкие покрытия с нанокристаллической структурой для высокоскоростной обработки резанием / М.Ш. Мигранов, Л.Ш. Шустер // СТИН. - 2006. №3. - С. 10-13.

49. M.S. Migranov. Effect of mechanical properties measured at room and elevated temperatures on the wear resistance of cutting tools with TiAIN and AICrN coatings / G.S. Fox-Rabinovich, B.D. Beake, J.L. Endrino, S.C. Veldhuis, R. Parkinson, L.S. Shus-ter. M.S. Migranov // Surface & Coatings Technology. USA. Vol. 200, № 20-21. 2006. -p. 5738 - 5742.

50. М.Ш. Мигранов. Параметры для оценки эксплуатационных свойств режущего инструмента с покрытием // Известия ТулГУ. Сер. Инструментальные и метрологические системы. Вып. 2. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. - С. 80 - 85.

51. М.Ш. Мигранов. Инструментальные материалы с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения при резании // Известия ТулГУ. Сер. Инструментальные и метрологические системы. Вып. 2. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. - С. 85 - 90.

Мигранов Марс Шарифуллович (Россия)

«Повышение износостойкости инструментов на основе прогнозирования процессов адаптации поверхностей трения при резании металлов»

В работе с помощью методов термодинамики разработаны и апробированы (при точении и фрезеровании) принципы выбора и применения инструментальных материалов и износостойких покрытий, обеспечивающих уменьшение интенсивности изнашивания режущих инструментов за счет протекания на поверхностях трения неравновесных процессов образования вторичных структур (ВС) с минимальным производством энтропии. Выявлены условия и составы ВС в зависимости от химического и структурно-фазового составов контактирующих поверхностей, что позволяет прогнозировать способность инструмента приспосабливаться (адаптировать) к обрабатываемому материалу, обеспечивая повышение износостойкости. Показано, что дополнительные воздействия на зону резания (применение СОТС, нестационарность режима резания и т.п.) могут способствовать этому.

Mars Sharifullovich Migranov (Russia) «Increase in the wear of tools resistance on the basis of the prognostication of adaptation processes of rubbing surfaces with the cutting of the metals»

In work using methods of thermodynamics are developed and approved (at turning and milling) principles of a choice and application of tool materials and the wear resistance coverings providing reduction of wear process intensity for cutting tools due to course on surfaces of friction of non-equilibrium processes of secondary structures (SS) formation with the minimal manufacture of entropy. Conditions and structures SS depending on chemical and structurally - phase structures of contacting surfaces that allows to predict ability of the tool to adapt for a processable material are revealed, providing increase of wear resistance. It is shown, that additional influences on a zone of cutting (application lubricant-cooling agent, changeability a mode of cutting, etc.) can nromote it.

МИГРАНОВ Марс Шарифуллович

ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ИНСТРУМЕНТОВ НА ОСНОВЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ АДАПТАЦИИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ

Специальность 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 19.03.07. Формат 60x84 1/16. Печать плоская. Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman Cyr. Усл. печ. л. 2,0. Усл. кр. - отг. 1,9. Уч. - изд. л. 1,9. Тираж 100 экз. Заказ № 79.

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии 450000, Уфа-центр, ул. К.Маркса, 12

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ПРОБЛЕМЕ ПОВЫШЕНИЯ

ИЗНОСОСТОЙКОСТИ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

1.1. Особенности обработки резанием в мехатронных станочных системах

1.1.1. Анализ технологических особенностей обработки деталей на станках с ЧПУ

1.1.2. Современные инструментальные материалы

1.2. Методы интенсификации (повышения производительности) лезвийной обработки резанием

1.2.1. Основные механизмы износа режущего инструмента при лезвийной обработке резанием

1.2.2. Применение смазочно-охлаждающих технологических средств

1.2.3. Применение упрочняющих технологий для режущего инструмента

1.2.4. Применение износостойких покрытий на режущем инструменте

1.3. Роль структурно-энергетической адаптации поверхностей трения в обеспечении снижения интенсивности изнашивания режущего инструмента

1.4. Выводы

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ ТРЕНИЯ

И ИЗНАШИВАНИЯ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

2.1. Анализ моделей, используемых для идентификации процесса изнашивания при резании металлов

2.2. Особенности контактного взаимодействия при резании металлов

2.3. Термодинамика адаптации поверхностей трения

2.3.1. Анализ процессов трения и изнашивания с позиций термодинамики необратимых процессов и самоорганизации

2.3.2. Трибосистема как открытая термодинамическая система

2.3.3. Термодинамическое обоснование появления вторичных структур при трении

2.3.4. Термодинамика вторичных структур при трении

2.4. Влияние структурно-фазовой адаптации поверхностей трения на изнашивание режущих инструментов

2.5. Методология исследования изнашивания режущих инструментов с прогнозируемыми свойствами адаптации (самоорганизации) при трении

2.6. Выводы

ГЛАВА 3. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ,

ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И АППАРАТУРА

3.1. Химический состав, термообработка, физико-механические свойства обрабатываемых материалов

3.2. Режущий инструмент, обоснование выбора марок инструментальных материалов, геометрических параметров

3.3. Методика экспериментальных исследований с применением СОТС и износостойких покрытий

3.3.1. Применение жидких СОТС

3.3.2. Применение СЭО

3.3.3. Применение многослойных износостойких покрытий

3.4. Методика проведения стойкостных и температурных экспериментов

3.4.1. Стационарные условия обработки

3.4.2. Нестационарные условия обработки

3.5. Методики исследования контактных параметров

3.5.1. Исследование силовых параметров и коэффициент усадки стружки

3.5.2. Методика и оборудование для оценки триботехнических параметров фрикционного контакта

3.6. Методика высокотемпературного градуирования естественных термопар при переменных напряжениях в зоне контакта

3.7. Компьютерное моделирование теплофизических явлений при резании

3.8. Методика металлографических исследований, оборудование и аппаратура

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНАШИВАНИЯ ИНСТРУМЕНТОВ С ПРОГНОЗИРУЕМОЙ АДАПТАЦИЕЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ

4.1. Исследование износостойкости спеченных порошковых инструментальных материалов на основе быстрорежущей стали

4.2. Влияние легирующих элементов на износостойкость спеченных порошковых инструментальных материалов (СПИМ) на основе быстрорежущей стали

4.3. Исследование влияния ионной модификации поверхности быстрорежущей стали на износостойкость резцов с покрытиями

4.4. Исследование двойных (дуплексных) покрытий для режущих инструментов с ПФПЭ (перфторполиэфир «Z-DOL») на основе быстрорежущей стали

4.5. Исследование фильтрованных нанокристаллических покрытий (TiAl)N для высокоскоростной обработки

4.6. Сравнительный анализ износостойкости покрытий на режущем инструменте при обработке конструкционных и нержавеющих сталей

4.7. Исследование износостойкости инструмента с геометрической адаптацией режущего клина

4.8. Выводы

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ СОТС И ПЕРЕМЕННОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ НА АДАПТАЦИЮ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ И ИЗНАШИВАНИЕ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

5.1. Влияние кинематической вязкости СОЖ на износостойкость режущего инструмента, температуру и силы резания

5.2. Износостойкость режущего инструмента, температура и силы резания при применении СЭО

5.3. Исследование характеристик обрабатываемости металлов резанием при нестационарном точении

5.3.1. Влияние скорости и подачи на силы и температуру резания

5.3.2. Влияние скорости резания и подачи на коэффициент усадки стружки

5.3.3. Износостойкость режущего инструмента

5.4. Взаимосвязь явлений при нестационарном точении

5.5. Выводы

ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ

6.1. Технико-экономические критерии оценки процесса металлообработки и методики их определения

6.1.1. Оценка эффективности применения СОТС и рекомендации по режимам резания

6.1.2. Оценка эффективности применения переменности элементов режима резания

6.2. Ускоренный способ определения оптимальных режимов нестационарного резания

6.3. Информационная база данных по трибологическим и технологическим характеристикам СОТС и покрытий

6.3.1. Описание подсистем, входящих в ИБД ТХ

6.3.2. Описание информационных взаимосвязей между подсистемами

6.3.3. Описание справочников

6.3.4. Описание алгоритма

6.4. Выводы 300 Основные выводы и результаты работы 301 Список литературы

Актуальность работы. Обработка резанием остается до настоящего времени наиболее предпочтительным процессом для окончательного формирования размеров деталей (несмотря на значительный прогресс в развитии таких технологических методов, как точное литье, штамповка, электрофизическая обработка и т.д.), что обусловлено гибкостью и мобильностью, высокой точностью и качеством обработанного поверхностного слоя, низкой себестоимостью.

В системе мероприятий по совершенствованию процесса резания наиболее действенным звеном является режущий инструмент, так как именно инструмент в значительной мере определяет эффективность использования технических возможностей современных мехатронных систем, оснащенных высокоскоростным оборудованием с дорогостоящим микропроцессорным управлением (ЧПУ и АдСУ), а также сроки их окупаемости. Поэтому в работе рассматривается проблема повышения износостойкости инструментов.

Известно, что износ режущих инструментов может изменяться в широких пределах, протекать по различным механизмам, но во всех случаях он является следствием трения. Для каждой трибосистемы характерно образование на поверхностях трения вторичных структур (ВС), которые представляют собой некоторое «третье» тело, осуществляющее защитные функции, ограничивая распространение взаимодействия внутри трущихся тел.

Образование ВС и изнашивание связаны с превращениями энергии при трении, которые могут рассматриваться с позиций неравновесной термодинамики и самоорганизации. При этом на первый план выступает проблема выбора контактирующих материалов, которые при принятой смазочной среде (или в отсутствии смазки) и заданном режиме трения способны приспосабливаться (адаптироваться) друг к другу в процессе взаимного перемещения, обеспечивая снижение энтропии на поверхностях трения и повышение их износостойкости.

Обзор научно-технической литературы по этой проблеме показал, что в настоящее время в машиностроении еще не нашли заметного применения инструментальные материалы и покрытия с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения (ПАПТ), подразумевая под этим - способность пары трения «инструмент - деталь» в заданных условиях резания приспосабливаться к внешним воздействиям с уменьшением интенсивности изнашивания за счет формирования вторичных структур на контактных поверхностях с минимальным производством энтропии.

Причиной указанного является недостаточная изученность структурно-фазовой адаптации приповерхностных слоев контактирующих инструментальных и обрабатываемых материалов с учетом прохождения неравновесных процессов и взаимодействия необратимых процессов при трении в условиях резания металлов, что затрудняет практическое использование этого явления для повышения износостойкости режущих инструментов. Представленная работа направлена на восполнение этого пробела. В этой связи повышение износостойкости инструментов на основе прогнозируемой адаптации поверхностей трения при резании различных материалов является актуальной научно-технической проблемой.

Выполнение основных разделов данной работы проходило в рамках Федеральной целевой программы «Интеграция науки и высшего образования России на 2002 - 2006 годы», гранта РФФИ (проект № 06-08-00049 на 2006 -2007) и по тематическому плану научно-исследовательских работ по заданию Федерального агентства по образованию для Уфимского государственного авиационного технического университета, а также договоров о творческом сотрудничестве с ЦНИИЧермет (г. Москва), НПЦ «Римет» (г. Москва), университетом «МакМастер» (г. Онтарио, Канада).

Цель работы - повышение износостойкости режущих инструментов на основе разработки с использованием методов неравновесной термодинамики принципов выбора и применения инструментальных материалов и износостойких покрытий с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения.

Для достижения поставленной цели последовательно решались следующие задачи:

1. Изучить термодинамические аспекты структурно-фазовой адаптации поверхностей трения при резании металлов и ее влияние на интенсивность изнашивания режущих инструментов.

2. Разработать методологию комплексной оценки эффективности выбора и применения инструментов и условий резания с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения.

3. Исследовать влияние дополнительного легирования инструментальных материалов, а также износостойких покрытий на их способность активной адаптации к внешним физическим воздействиям, триботехнические характеристики рабочей зоны и износ режущего инструмента при точении и фрезеровании различных материалов.

4. Выполнить металлографические исследования очагов изнашивания режущих инструментов, прирезцовой стороны стружки и поверхности резания, с определением составов и свойств, образовавшихся вторичных структур и фаз, их распределение и развитие в различных условиях резания инструментами с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения.

5. Разработать и апробировать принципы выбора и применения инструментальных материалов и износостойких покрытий, обеспечивающих прогнозируемую адаптацию поверхностей трения и повышение износостойкости режущих инструментов в заданных условиях резания.

6. Определить возможности использования СОТС (различной вязкости и агрегатного состояния) и переменности элементов режима резания в качестве факторов, способствующих протеканию неравновесных процессов образования вторичных структур (ВС) на поверхностях трения для снижения уровня триботехнических характеристик и изнашивания режущего инструмента.

7. Разработать информационную базу данных по технологическим и триботехническим параметрам (с учетом температуры резания), СОТС и износостойким покрытиям для решения конкретных производственных задач.

Методы исследования, достоверность и обоснованность результатов. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования. Решения задач базируются на известных теоретических положениях и опытных данных термодинамики неравновесных процессов и самоорганизации, теории резания и трибологии, моделировании и многофакторного планирования экспериментов.

Экспериментальные исследования процесса резания (температуры и силы, параметров стружкообразования и изнашивания режущего инструмента) проводились как по стандартным и известным методикам, так и по специально разработанным методикам с учетом переменности элементов режима резания. Металлографические исследования контактировавших при резании поверхностей выполнялись современными физическими методами с привлечением сканирующей электронной микроскопии, вторично ионно-массовой спектрометрии, оже-электронной спектроскопии.

Достоверность и обоснованность теоретических выводов подтверждена многочисленными экспериментальными данными, в том числе полученными лично соискателем. Результаты исследований, выводы и предлагаемые технические решения прошли производственную проверку, внедрены в учебный процесс и подтверждаются патентами на изобретение и полезную модель, свидетельствами об официальной регистрации базы данных, программы для ЭВМ.

На защиту выносятся:

- термодинамическая модель интенсивности изнашивания режущих инструментов, полученная на основе условия устойчивости стационарного состояния с минимальным производством энтропии на фрикционном контакте «инструмент - обрабатываемая деталь»;

- методологические принципы выбора и применения инструментальных материалов и износостойких покрытий, обеспечивающие уменьшение интенсивности изнашивания за счет протекания на поверхностях трения неравновесных процессов образования вторичных структур;

- термодинамические условия образования и выявленные составы ВС на контактных поверхностях пары «инструмент с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения - обрабатываемая деталь», обеспечивающие защитные функции и ограничивающие распространение взаимодействия внутри трущихся тел;

- закономерности изменения триботехнических характеристик и интенсивности изнашивания инструментов с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения при точении, цилиндрическом и торцевом фрезеровании различных материалов в зависимости от метода получения и дополнительного легирования быстрорежущей стали, а также состава и способа нанесения износостойких покрытий;

- использование СОТС (различной вязкости и агрегатного состояния) и переменность элементов режима резания, в качестве факторов, способствующих протеканию на поверхностях трения неравновесных процессов образования ВС и снижающих интенсивность изнашивания режущих инструментов.

Научная новизна работы. Наиболее важными результатами диссертации, обладающими признаками научной новизны, являются:

1. Математическая модель интенсивности изнашивания режущих инструментов, полученная на основе условия устойчивости стационарного состояния с минимальным производством энтропии на фрикционном контакте «инструмент - обрабатываемая деталь».

2. Принципы формирования многослойных покрытий на основе минимизации каждым слоем соответствующих стадий изнашивания режущего инструмента, за счет протекания на поверхностях трения неравновесных процессов образования вторичных структур.

3. Выявленные составы вторичных структур, их распределение и развитие в приповерхностных слоях фрикционного контакта «инструмент - обрабатываемая деталь» в различных условиях процесса резания металлов инструментами с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения.

4. Зависимости триботехнических показателей и интенсивности изнашивания режущих инструментов с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения от метода получения и дополнительного легирования быстрорежущей стали, а также состава и способа нанесения износостойких покрытий с учетом различных условий обработки металлов резанием.

5. Использование СОТС и переменности элементов режима резания в качестве факторов, способствующих протеканию на поверхностях трения неравновесных процессов образования ВС и снижению уровня триботехниче-ских характеристик и изнашивания режущих инструментов.

Практическая ценность. Практическую ценность представляют:

1. Методология исследования инструментальных материалов и износостойких покрытий с прогнозируемой адаптацией поверхностей трения при различных условия обработки металлов резанием.

2. Установка для исследования адгезионного взаимодействия трибопа-ры, в том числе и при использовании СОТС и износостойких покрытий для режущего инструмента, в широком диапазоне изменения температуры контакта 20 - 1000 °С (патент на полезную модель № 34249 от 27.11.2003 г.).

3. Способ ускоренного определения оптимальных режимов нестационарного резания, позволяющий существенно сократить время на технологическую подготовку производства (ТПП) для станков с ЧПУ и АдСУ (патент на изобретение № 2207935 от 23.07.2001 г.).

4. Информационная база данных по технологическим и триботехниче-ским характеристикам, позволяющая оперативно с помощью компьютерных программ автоматизировать и оптимизировать расчет и выбор СОТС и износостойких покрытий для соответствующей пары «инструмент - деталь» (Свидетельства об официальной регистрации базы данных № 2004620214 от 31.08.04 г. и об официальной регистрации программы для ЭВМ от 31.08.04 г.).

5. Рекомендации по проектированию, созданию и применению инструментальных материалов и многослойных покрытий для режущего инструмента, обеспечивающих прогнозируемую адаптацию поверхностей трения и высокую износостойкость при скоростной обработке.

6. Рекомендации для машиностроительных предприятий по применению СОТС различной кинематической вязкости, «сухого» электростатического охлаждения (СЭО) и разных схем подвода ионизированного воздуха в зону резания.

10. Результаты работы внедрены на машиностроительных предприятиях в виде рекомендаций по проектированию, созданию и применению инструментальных материалов и многослойных износостойких покрытий для режущего инструмента с ПАПТ, а также по режимам СЭО и схемам подвода ионизированного воздуха в зону резания. Результаты работы используются также в учебном процессе УГАТУ (в виде отдельных разделов учебного пособия с грифом УМО).

304

1. Аксаков А.Г. Опыт использования режущего инструмента с износостойкими покрытиями / А.Г. Аксаков, В.Б. Кравцев. Станки и инструмент, 1986. №6.-С. 27-28.

2. Аксенов А.И. Нанесение и перемешивание многослойных структур ионно-плазменным пучком / А.И. Аксенов, Н.Г. Ланковец. Вестник машиностроения, 1989. № 4. - С. 9 - 13.

3. Алиджанов Э.К. Топография поверхности плазменных покрытий / Э.К. Алиджанов, В.И. Рудаков. Машиностроитель. 1999. - 53 с.

4. Андреев В.Н. Совершенствование режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1993.-215 с.

5. Армарего И.Дж.А. Обработка металлов резанием / И.Дж.А. Армарего, Р.Х. Браун. Пер. с англ. В.А. Пастунова. М.Машиностроение, 1977. - 325 с.

6. Архипов В.Е. Лазерная плавка покрытий / В.Е. Архипов, Е.М. Биргер. Машиностроитель, 1985. № 8 - С. 27 - 29.

7. Ахметзянов И.Д. К оценке влияния охлаждающего и смазывающегодействий на эффективность сухого электростатического охлаждения. -М.: Металлообработка, № 1(25). 2005. С. 5 - 12.

8. Бабикова Ю.Ф. О формировании ОЦК решетки твердого раствора при обработке стали Р18 импульсным лазерным излучением / Ю.Ф. Бабикова, С.В. Каюков. - Физика и химия обработки металлов, 1990. - №4. - С. 23 - 29.

9. Байрамов Ч.Г. Некоторые вопросы физики высокоскоростной деформации металлов при резании. Баку: Элем, 1999. - 167 с.

10. Балков В.П. Износостойкие покрытия режущего инструмента: состояния и тенденции развития / В.П. Балков, В.М. Башков Вестник машиностроения, 1999. -№1,- С. 35-37.

11. Барботько А.И. Теория резания металлов / А.И. Барботько,

12. Ч' А.Г. Зайцев. Воронеж. Издательство Воронежского университета, 1990. - 176 с.

13. Барзов А.А. Эмиссионная технологическая диагностика М. : Машиностроение, 2005. 384 с.

14. Башков В.М. Испытания режущего инструмента на стойкость.-М .: 1985.-130 с.

15. Безъязычный В.Ф. Оптимизация технологических условий механической обработки деталей авиационных двигателей / В.Ф. Безъязычный, Т.Д. Кожина, А.В. Константинов, В.В. Непомилуев, А.Н. Семенов, Т.В. Шарова, Ю.П. Чистяков М.: Изд-во МАИ, 1993. - 184 с.

16. Бершадский Л.И. Структурная термодинамика трибосистем Киев: Знание, 1990.-253 с.

17. Бобров В.Ш. Основы теории резания металлов М.: Машиностроение, 1975.-344 с.

18. Ботвинко В.П. Повышение работоспособности режущего инструмента / В.П. Ботвинко, J1.B. Паустовский Станки и инструмент. 1991, № 4. -С. 22.

19. Бровер Г.И. Повышение качества химических покрытий системы Ni-Р на инструментальных сталях лазерным облучением / Г.И. Бровер, В.И, Варав-ка Физика и химия обработки металлов. 1991, № 3. - С. 90-94.

20. Брюхов В.В. Повышение стойкости инструмента методом ионной имплантации. Томск: Изд-во HTJ1,2003. - 120 с.

21. Булгаревич С.Б. Термодинамические характеристики несамопроизвольных химических реакций, инициируемых трением /Сб. трудов 3 Междунар. Семинара «Контактное взаимодействие и сухое трение» / С.Б. Булгаревич М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. С.60-67.

22. Быковский Ю.А. Ионная и лазерная имплантация металлических материалов / Ю.А. Быковский, В.П. Неволин М: Энергоатомиздат - 1991. - 236 с.

23. Верещака А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями М: Машиностроение. 1993. - 336 с.

24. Верещака А.С. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями / А.С. Верещака, И.П.Третьяков М.: Машиностроение, 1986. - 192 с.

25. Верещака А.С. Физические основы процесса резания и изнашивания режущего инструмента с износостойкими покрытиями / А.С. Верещака, В.П. Табаков Ульяновск УлГТУ. - 1998. - 144 с.

26. Верещака А.С., Васин С.А., Кушнер B.C. Резание материалов: Термомеханический подход к системе взаимосвязей при резании: Учебник для вузов. -М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана,2001.-448с.

27. Бердичевский Е.Г. Смазочно-охлаждающие средства для обработки материалов: Справочник. М.: Машиностроение, 1984. - 224 с.

28. Вершина А.К. Влияние технологических параметров процессах осаждения из сепарированного плазменного потока TiN покрытий на их защитные свойства / А.К. Вершина, С.Д. Изотова Физика и химия обработки металлов, 1991, №3.-С. 65-68.

29. Вульф A.M. Резание металлов. JI. Машиностроение, 1973. - 496 с.

30. Гаврикова И.С. Влияние температуры на формирование ионно-плазменных покрытий / И.С. Гаврикова, А.И. Додонов Физика и химия обработки металлов, 1989, № 1.-С. 140-141.

31. Галей М.Т. Повышение стойкости режущих инструментов путем магнитной обработки Станки и инструмент, 1973, № 5. - 31 с.

32. Гаркунов Д.Н. Триботехника (конструирование, изготовление и эксплуатация машин): Учебник.- М.: Изд-во МСХА, 2002. 632 с.

33. Геллер М.А. О подповерхностном упрочнении металла электронным лучом / М.А. Геллер, Г.Е. Горелик, A.JI. Парнас Физика и химия обработки металлов, 1991, № 5. - С. 145 - 147.

34. Геллер Ю.А. Инструментальные стали М: Металлургия, 1983 - 528 с.

35. Гершман И.С. Разработка износостойких материалов с помощью методов неравновесной термодинамики на примере скользящих контактов / Докт. дисс. М: ВНИИЖТ, 2006.

36. Гершман И.С. Реализация диссипативной самоорганизации поверхностей трения в трибосистемах / И.С. Гершман, Н.А. Буше Трение и износ. 1995, Т.16. №1.-с. 61 -70.

37. Гмошинский В.Г. Инженерное прогнозирование. М.: Энергоиздат, 1982.-205 с.

38. Годлевский В.А. Повышение эффективности и качества обработки материалов резанием путем управления смазочным действием СОТС. Дисс. на соиск.уч.ст. док.техн.наук. Иваново, 1995. 556 с.

39. Голембиевски А.И. Определение режущих свойств инструментов с покрытием / А.И. Голембиевски, A.M. Долгих Машиностроитель, 1990, № 7 -С. 26-27.

40. Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия. М.: Наука, 2001.-478 с.

41. Грановский Г.И. Износостойкость твердых сплавов и закаленных инструментальных сплавов Трение и износ при резании металлов. - М.: Машгиз, 1955.-С. 13-32.

42. Гуляев А.П. О нагреве инструмента в вакууме. Вестник машиностроения. 1996,№ 12-С. 9.

43. Гуревич Д.М. Износ твердосплавного инструмента при высоких температурах резания Вестник машиностроения. - 1975. - №5. - С. 68 - 69.

44. Гуревич Я.Л. Эффективность применения режущего инструмента, упрочненного различными методами / Я.Л. Гуревич Я.Л., В.А. Шпиньков, М.В. Горохов Новые конструкции и прогрессивная технология производства режущего инструмента. ДСП. М., 1984. - С. 311 - 315.

45. Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии / Э.М. Гутман. М.: Металлургия, 1974. - 230 с.

46. Даниелян A.M. Обработка резанием жаропрочных сталей, сплавов итугоплавких металлов. / A.M. Даниелян, П.И. Бобрик и др. М.Машиностроение, 1965.-308 с.

47. Деревлев П. С. Исследование работоспособности металлорежущего инструмента с тонкими покрытиями в условиях прерывистого резания: Авто-реф. дис. канд. техн.наук. М.: Мосстанкин, 1978. - 32 с.

48. Денисенко Э.Т. Применение износостойких покрытий в машиностроении (обзор зарубежной литературы) / Э.Т. Денисенко, Д.Ф. Калипович -Вестник машиностроения, 1988, № 2. С. 71 - 77.

49. Древаль А.Е. Способы повышения надежности машинно-ручных метчиков / А.Е. Древаль, А.В. Литвиненко Станки и инструмент, 1991, № 10. -С. 26-29

50. Ермаков Ю.М. Комплексные способы эффективной обработки резанием. Библиотека технолога. М.: Машиностроение, 2005. - 272 с.

51. Жилин В.А. Субатомарный механизм износа режущего инструмента. -Ростов-на-Дону: Ростовский университет, 1973. 168 с.

52. Журавлев В.А. Термодинамика необратимых процессов в задачах и решениях. М.: Наука, 1979. - 136 с.

53. Захаров Б.В. Некоторые особенности строения и свойств покрытий из карбида титана на сталях и твердых сплавах /Б.В. Захаров, А.Н. Минкевич Металловедение и термическая обработка металлов, 1992, № 5. С. 32 - 34.

54. Захарченко И.П. Эффективность обработки инструмента сверхтвердыми материалами. -М.Машиностроение, 1982. 224 с.

55. Зорев Н.Н. и др. О процессе износа твердосплавного инструмента. -Вестник машиностроения, 1971. №9. с.70 - 71.

56. Зориктуев В.Ц. Режимы лезвийной обработки деталей ГТД. / В.Ц. Зориктуев, В.В. Постнов, Л.Ш. Шустер, С.А. Дерябина Учеб.пособие. -Уфа: УАИ, 1991.-81 с.

57. Иванова B.C. Синергетика: Прочность и разрушение металлических материалов. М.: Наука, 1992. 160 с.

58. Иванова B.C. Структурная прнспосабливаемость при трении как процесс самоорганизации / B.C. Иванова, Н.А. Буше, И.С. Гершман // Трение и износ. 1997. - Т. 18, № 1. - С. 74 - 79.

59. Ивахненко А.Г. Самоорганизация прогнозирующих моделей. / А.Г. Ивахненко, Й.А. Мюллер / К.: Техшка, 1985. 223 с.

60. Ильичев JI.JT. Упрочнение инструментальных сталей плазменным покрытиями / J1.JI. Ильичев, В.И. Рудаков Машиностроитель, 1999, № 11. - С. 58

61. Ионная имплантация / Под ред. Дж.К. Хирвонена: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1985. - 392 с.

62. Исаев С.И. Термодинамика: учеб. Для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000.-416 с.

63. Кабалдин Ю.Г. Самоорганизация и нелинейная динамика в процессах трения и изнашивания инструмента. Комсомольск-на-Амуре: КнАТУ.2003. -236 с.

64. Кабалдин Ю.Г. Самоорганизация в процессах трения и смазки при резании. Вестник машиностроения №10,2003. С. 53 - 59.

65. Кабалдин Ю.Г. Исследование адгезионной прочности износостойких покрытий с основой методом акустической эмиссии / Ю.Г. Кабалдин, В.В. Селезнев Вестник машиностроения, 1991. № 5 - С. 49 - 50.

66. Казаков Н.Ф. Радиоактивные изотопы в исследовании износа режущего инструмента. М.:Машгиз, 1960. - 328 с.

67. Кальнер В.Д. Влияние кислорода на свойства покрытия на основе нитрида титана / В.Д. Кальнер, А.К. Вернер Металловедение и термическая обработка металлов, 1994, № 4. - С. 10-12.

68. Кальпер В.Д. Использование концентрированных потоков энергии для изменения свойств поверхностей материалов / В.Д. Кальпер, Ю.В. Кальнер Металловедение и термическая обработка металлов, 1991, № 6 - С. 22 - 24.

69. Канунников М.Ф. Окисление покрытий на основе нитрида титана на воздухе при умеренных температурах / М.Ф. Канунников, В.Я. Баянкин Физика и химия обработки металлов, 1989, № 5. С. 118-121.

70. Каракозов Э.С. Термоактивациоииый анализ процесса изнашивания инструмента при резании. / Э.С. Каракозов, Г.А. Арутюнян Вестник машиностроения. 1991, №2.-43 с.

71. Карелина В.М. Упрочнение режущего инструмента методом газовой карбонитрации / В.М. Карелина, О.В. Арсеньев Станки и инструмент, 1991, № 2 - С. 29-30.

72. Касьянов С.В. Исследование режущих свойств и разработка путей дальнейшего развития инструментов с износостойкими покрытиями: Автореф. дис. канд.техн. наук. М.: Мосстанкин, 1979. - 15 с.

73. Клушин М.И. Обобщенные зависимости для расчета режима резания. Физика резания металлов. Ереван, ВшЛ. 1971. - С. 32 - 44

74. Ковалев А.И. Современные методы исследования поверхности металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1989. - 190 с.

75. Коваль Ю.Ф. Исследование физико-технологических особенностей режущих свойств твердосплавных резцовых пластин при чистовом точении труднообрабатываемых материалов. Дисс. канд. техн. наук. Харьков: УЗПИ, 1980.- 188 с.

76. Коган Я.Д. Перспективы развития технологии поверхностного упрочнения материалов деталей машин и инструмента. Металловедение и термическая обработка металлов, 1993, № 8. С. 5 - 9.

77. Кокошко М.С. Обработка инструмента жидким азотом / М.С. Ко-кошко, В.П. Кузурман Машиностроитель, 1988, № 1 - С. 44 - 45.

78. Короленко Е.М. Новые материалы, покрытия и технология. Машиностроитель, 1984, № 5 - С. 2 - 3.

79. Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя / А.Г. Коси-лова, Р.К. Мещеряков-М: Машиностроение. 1985.

80. Костецкий Б.И. Поверхностная прочность материалов при трении / Б.И. Костецкий, М.Г. Носовский, Л.И. Бершадский. Киев: Техника, 1976. - 26с.

81. Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах / Б.И. Костецкий. Киев: Техника, 1970. - 395 с.

82. Крагельский И.В. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагель-ский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. М.: Машиностроение, 1977. - 525 с.

83. Крагельский И.В. Трение и износ в вакууме / И.В. Крагельский, И.М. Любарский, А.А. Гусляков М.".Машиностроение, 1973. - 216 с.

84. Креймер Г.С. Прочность твердых сплавов. М.:Металлургия, 1971.247 с.

85. Криулин А.В. Особенности процесса сульфонитроцементации быстрорежущей стали Р6АМ5 / А.В. Криулин, С.Г. Чулкин Металловедение и термическая обработка металлов, 1990, № 7 - С. 27 - 31.

86. Кудинов В.А. Схема стружкообразования (динамическая модель процесса резания). Станки и инструмент. 1992, №11. 26 с.

87. Кудинов В.В. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий. / В.В. Кудинов, В.М. Иванов М.: Машиностроение, 1981. - 192 с.

88. Куликов А.И. Фосфатоцементация инструментальных и быстрорежущих сталей. Машиностроитель, 1995, № 2. - С. 8 - 9.

89. Кумабэ Д. Вибрационное резание. Пер. с яп. С.Л.Масленникова Л1од ред. И.И.Портнова, Б.В.Белова. -М.Машиностроение, 1985. 424 с.

90. Куфарев Г.Л. Стружкообразование и качество обработанной поверхности при несвободном резании. / Г.Л. Куфарев, К.Б. Окенов, В.А. Говорухин -Фрунзе: Мектеп, 1970. 170 с.

91. Кушнер B.C. Изнашивание режущих инструментов и рациональныережимы резания: Учеб. пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 1998.

92. Кушнер B.C. Основы стружкообразования. Кн.2:Теплофизика и термомеханика резания: Учеб. пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 1996.

93. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов: Справочник / Н.Н. Рыкалин, А.А. Углов, И.В. Зуев, А.Н. Кокора. М.: Машиностроение, 1985.-496 с.

94. Латышев В.Н. Повышение эффективности СОЖ. М.: Машинстрое-ние, 1985.-64 с.

95. Латышев В.Н. Об эффективности использования кислорода в процессе резания / В.Н. Латышев, А.Г. Наумов // Высокие технологии в машиностроении. Сб. науч. трудов НТУ «ХП». Харьков, Вып. 1. - 2001. - С. 94.

96. Лахтин Ю.М. Поверхностное упрочнение сталей и сплавов. Металловедение и термическая обработка металлов. 1998, № 6 - С. 23 - 30.

97. Лившиц Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов при высоких температурах / Б.Г. Лившиц, B.C. Крапошин, Я.Л. Линецкий М.: Металлургия, 1980.-320 с.

98. Локтев А.Д. Основные направления работ по улучшению использования режущего инструмента. Станки и инструмент. 1986. № 6 - С. 14-15.

99. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. -М.: Машиностроение, 1982. 320 с.

100. Лошак М.Г. Александрова Л.И. Упрочнение твердых сплавов. / М.Г. Лошак, Л.И. Александрова Киев: Наукова думка, 1977 - 147 с.

101. Лукьянов А.Д. Проявление самоорганизации в динамической системе резания. Вестник ДГТУ. Владивосток. 2001. Т. 1. № 3(9). - С. 117 - 128.

102. Макаров А.Д. Износ и стойкость режущих инструментов.-М. Машиностроение, 1966. 264 с.

103. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1976.-278 с.

104. Макаров А.Д. Износ твердосплавного инструмента при резании жаропрочных сплавов / А.Д. Макаров, B.C. Мухин, Н.В. Воронин Станки и инструмент. 1974. №2. - С. 26 - 28.

105. Макаров А.Д. Износ инструмента, качество и долговечность деталей из авиационных материалов. / А.Д. Макаров, B.C. Мухин, Л.Ш. Шустер -Учеб.пособие. Уфа: УАИ, 1974. - 372 с.

106. Малыгин Б.В. Магнитоупрочнение режущего инструмента / Б.В. Малыгин, Ю.Я. Вакуленко Вестник машиностроения, 1986, № 1 - С. 52 - 54.

107. Ю9.Мамлеев Р.Ф. Закономерности теплообмена и методы расчета затвердевания отливки. / Р.Ф. Мамлеев, Н.М. Цирельман Уч.пос. - Уфа: УГА-ТУ, 2003.- 102 с.

108. ПО.Мамфилов Е.А. Повышение износостойкости твердых сплавов лазерным упрочнением / Е.А. Мамфилов, Т.Г. Борзенкова Вестник машиностроения. 1982, №3. - С. 61 - 63.

109. Ш.Маркин Л.И. Рентгсноструктурный контроль машиностроительных материалов: Справочник. -М.: Машиностроение, 1979. 134 с.

110. Мартынов И.Н. Повышение стойкости инструмента / И.Н. Мартынов, Н.А. Клименко, А.Н. Кириллов Машиностроитель. 1983, № 9 - С. 41.

111. Марукович Е.И., Карпенко М.И. Износостойкие сплавы. М.: Машиностроение, 2005. - 428 с.

112. Медведковская Л.А. Оборудование и технология лазерной термической обработки / Л.А. Медведковская, И.Ф. Шур Металловедение и термическая обработка металлов. - 1983. - №4. - С. 17.

113. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рацпредложений. -М.: Экономика, 1977.-45 с.

114. Методы анализа поверхностей / Под ред. A.M. Зандерны М.: Мир, 1979.-582 с.

115. Митрофанов В.Г. Адаптивное управление технологическими процессами в машиностроении. / В.Г. Митрофанов, Н.А. Думинов Ташкент. Изд. ФАН. 1976.- 172 с.

116. И8.Мигранов М.Ш. Исследование износостойких покрытий для режущего инструмента с нанокристаллической структурой. «Известия вузов. Машиностроение», 2005, № 1. - С. 56 - 62.

117. Мигранов М.Ш. Управление контактными процессами при обработке резанием инструментом с многослойным износостойким покрытием. Журнал «Приводная техника», 2004, № 3. - С. 8 - 11.

118. Мигранов М.Ш. Управление приводами главного движения и подачи инструмента при нестационарном точении. Журнал «Приводная техника», 2004, № 1. - С.57 - 60.

119. Мигранов М.Ш. Исследование износостойкости спеченных порошковых инструментальных материалов на основе быстрорежущей стали. Известия ТулГУ. Сер. Инструментальные и метрологические системы. Вып. 1. 4.2. - Тула: Из-во ТулГУ, 2005. - С. 113 - 118.

120. М.Ш. Мигранов. Интенсификация процесса металлообработки на основе использования эффекта самоорганизации при трении. / М.Ш. Мигранов, Л.Ш. Шустер // М.: Машиностроение, 2005. - 202 с.

121. Мигранов М.Ш. Пути повышения эффективности механической обработки резанием. / М.Ш. Мигранов, Л.Ш. Шустер Технология машиностроения, 2004. №5.-С. 19-22.

122. Мигранов М.Ш. Способ ускоренного определения оптимальных режимов нестационарного резания / М.Ш. Мигранов, В.В. Постнов, Е.А. Шарапов- Патент на изобретение № 2207935 от 10.07.2003 Российское агентство по патентам и товарным знакам, г. Москва.

123. Мигранов М.Ш. Программа определения температурных полей в зоне резания «TempPole» / М.Ш. Мигранов, А.А. Степанов Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. № 2004611394 от 04.06.04 г.

124. Мигранов М.Ш. Программа планирования эксперимента при определении температурных зависимостей «PLAN» / М.Ш. Мигранов, А.А. Степанов- Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. №2004611347 от 01.06.04 г.

125. Моисеев В.Ф. Влияние азота на структуру и свойства упрочняющих поверхностных покрытий на основе титана / В.Ф. Моисеев, Г.С. Фукс-Рабинович Физика и химия обработки металлов. 1991. № 2 - С. 118-121.

126. Моисеев В.Ф. О режущих свойствах комбинированных ионно-плазменных покрытий / В.Ф. Моисеев, Г.С. Фукс-Рабинович Вестник машиностроения, 1994, № 12 - С. 29 - 30.

127. Мокрицкий Б.Я. К вопросу об управлении работоспособностью металлорежущего инструмента / Б.Я. Мокрицкий, Е.Б. Мокрицкая Вестник машиностроения, 1998, № 12 - С. 40 - 47.

128. Москалев А. П. Повышение стойкости торцовых фаз путем нитроце-ментации. Станки и инструмент, 1989, № 1. - С. 24 - 25.

129. Мур Д. Основы применения трибоники. М.:Мир, 1978. - 487 с.

130. Мухин B.C. Исследование износа режущего инструмента. Вестник машиностроения, 1974. № 5. - С. 68-70.

131. Мухин Г.Г. Теплоемкость азотированных слоев на поверхности быстрорежущих сталей. Металловедение и термическая обработка металлов, 1998,№ 10.-С. 5-6.

132. Назаренко П.В. Дефекты структуры и электрохимические свойства нитридных покрытий / П.В. Назаренко, А.Г. Моляр Металловедение и термическая обработка металлов, 1990, № 4. - С. 61- 64.

133. Насыров Ш.Г. Особенности создания ионно-плазменных покрытий. -Машиностроитель, 1999, № 11. С. 54 - 55.

134. Нечепуренко П.А. Определение толщины ионно-вакуумных покрытий / П.А. Нечепуренко, М.Д. Киселев Вестник машиностроения. 1987, № 4 -С. 63-64.

135. Овсий Е.Ю. Подготовка инструмента под нанесение покрытий / Е.Ю. Овсий, Г.Е. Качкин Машиностроитель. 1982, № 2 - С. 33.

136. Ординарцев И.А. Справочник инструментальщика М: Машиностроение. 1987 - 846 с.

137. Остафьев В.А. Расчет динамической прочности режущего инструмента. М.Машиностроение, 1979. - 168 с.

138. Падюков К.Н. Разработка и исследование метода повышения износостойкости твердосплавных режущих инструментов путем корпускулярного легирования: Авто-реф. дис. канд.тсхн. наук. Томск: ТПИ, 1960. - 185 с.

139. Памфилов Е. А. Формирование конверсионной структуры покрытий металлических материалов в управляемом магнитном поле / Е.А. Памфилов, П.Г. Пыриков, А.В. Патракова // Машиностроитель. 2003. № 2. С. 25-28.

140. Памфилов Е. А. Управление динамическим состоянием металлических материалов при обеспечении их поверхностной прочности / Е. А. Памфилов, П. Г. Пыриков. // Трение и износ. 2004. Т. 25, № 1. С. 63 - 70.

141. Папшев Д.Д. Упрочняющая технология в машиностроении (методы поверхностного пластического деформирования). М: Машиностроение. 1986 -52 с.

142. Паустовский А.В. Повышение износостойкости инструментальных сталей электроискровым легированием / А.В. Паустовский, Т.В. Куринная, И.А. Руденко Станки и инструмент. 1988, № 25 - 29 - 30 с.

143. Пермяков В.Г. Упрочнение металла химико-термической обработкой / В.Г. Пермяков, А.Т. Сердитов. Машиностроитель. 1987, № 9 - С. 10-11.

144. Петросов В.В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента. М: Машиностроение. 1977. - 166 с.

145. Пикус JI.C. Азотирование инструмента в жидких средах / JI.C. Пикус, И.С. Дукаревич Станки и инструмент. 1984. № 6 - С. 29 - 30.

146. Писаренко Г.С. Пластичность и прочность материалов при нестационарных нагружениях. / Г.С. Писаренко, Н.С. Можаровский, Е.А. Антипов Киев: Наукова думка, 1984. - 216 с.

147. Поболь И.Л. Модифицирование металлов и сплавов электроннолучевой обработкой. Металловедение и термическая обработка металлов. 1990. №7-С. 42-47.

148. Подураев В.Н. Резание трудно обрабатываемых материалов. М.: Высшая школа. 1974. - 590 с.

149. Подураев В.Н. Технологическая диагностика резания методов акустической эмиссии / В.Н. Подураев, А.А. Барзов, В.А. Горелов -М. Машиностроение, 1988. 54 с.

150. Позняк Г.Г. Исследование напряженного состояния режущего клина методом теории упругости / Г.Г. Позняк, В.А. Рогов, В.Л. Федоров // СТИН. 2001. №3.-С. 16-21.

151. Полевой С.И. Упрочнение машиностроительных материалов / С.И.

152. Полевой, В.Д. Евдокимов М: Машиностроение. 1994 - 496 с.

153. Полетика М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента. М.:Машиностроение, 1969. - 148 с.

154. Полетика М.Ф. Теория резания. 4.1. Механика процесса резания: уч.пос. Томск: Изд.ТПУ, 2001. - 202с.

155. Полон В.Ф. Ионно-лучевые установки. JL: Энергоиздат. 1981. - 136 с.

156. Попов В.М. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений. -М.:Энергия, 1971. -216 с.

157. Попов О.В. Повышение стойкости режущего инструмента обработкой мощными импульсами тока / О.В. Попов, С.В. Власенков Вестник машиностроения. 1998, № 3 - С. 25 - 27.

158. Попов Ф.К. Поверхностное упрочнение режущего инструмента / Ф.К. Попов, В.Ф. Карпов Вестник машиностроения. 1981, № 6 - С. 49.

159. Постников С.Н. Электрические явления при трении и резании. -Горький: Волго-Вятское кн.изд., 1975. 280 с.

160. Постнов В.В. Процессы на контактных поверхностях, износ режущего инструмента и свойства обработанной поверхности. Учебн. пособие. /В.В. Постнов, Б.У. Шарипов, Л.Ш. Шустер Свердловск: Изд. Урал.ун-т, 1988. - 224 с.

161. Постнов В.В. Методы и результаты оценки контактного взаимодействия применительно к процессам металлообработки. / В.В. Постнов,

162. B.Ю. Шолом, Л.Ш. Шустер М.: Машиностроение, 2004. - 103 с.

163. Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов / И. Пригожин. -М.: Иностр. литер., 1960. 127 с.

164. Пригожин И. Современная термодинамика / И. Пригожин, Д. Конди-пуди. М.: Мир, 2002. - 461 с.

165. Прудников Ю.П. Применение концевых фрез с износостойкими покрытиями / Ю.П. Прудников, В.П. Табаков Станки и инструмент. 1989, № 61. C. 37-38.

166. Развитие науки о резании металлов. /Под ред. Н.Н. Зорева. М.: Машиностроение, 1967. -416 с.

167. Редько С.Г. Повышение стойкости быстрорежущего инструмента / С.Г. Редько, JT.B. Басков Станки и инструмент. 1975, № 1 - С. 24.

168. Резание труднообрабатываемых материалов. /Под ред. П.Г. Петрухи. М.: Машиностроение, 1973. - 176 с.

169. Резников А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. М.: Машиностроение, 1981. - 279 с.

170. Резников А.Н. Тепловые процессы в технологических системах. / А.Н. Резников, Л.А. Резников М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.

171. Режимы резания труднообрабатываемых материалов. /Под ред.Я.Л. Гуревича. Справочник. М.: Машиностроение, 1986. - 240 с.

172. Розенберг В.М. Основы жаропрочности металлических материалов. -М. .'Металлургия, 1973. 328 с.

173. Рубашкин И.Б. Микропроцессорное управление режимом металлообработки. / И.Б. Рубашкин, А.А. Алешин Л.Машиностроение. Ленинград, отд., 1989.- 158 с.

174. Румер Ю.Б. Термодинамика, статистическая физика и кинетика. / Ю.Б. Румер, М.Ш. Рыбкин -М. :Наука, 1977. 552 с.

175. Рыкалин Н.Н. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов / Н.Н. Рыкалин, А.А. Углов Вестник машиностроения. 1985 - 496 с.

176. Сайдахмедов Р.Х. Ионно-плазменные нитросодержащие покрытия на основе титана, хрома и ванадия / Р.Х. Сайдахмедов, М.Г. Карнаман. Вестник машиностроения. 1993, № 8 - С. 38 - 39.

177. Сайдахмедов Р.Х. Многокомпонентные ионно-плазменные покрытия на основе титана, ванадия и хрома / Р.Х. Сайдахмедов, М Г. Карпман. Металловедение и термическая обработка металлов. 1993, № 9. - С. 8 - 10

178. Сака Н. Износ отслаивания дисперсионно-упрочненных сплавов. Конструирование и технология машиностроения. / Н. Сака, Н.П. Су Труды америк. общ. инженеров-механиков, 1977, Т.99, серия В. - С. 1-7.

179. Сальников А.С. Износостойкость карбидных пленок. Металловедение и термическая обработка металлов. 1993, № 4 - С. 15-19.

180. Сальников А.С. Износостойкость нитридных пленок. Металловедение и термическая обработка металлов. 1993, № 5. - С. 2 - 5.

181. Самотугин С.С. Плазменное упрочнение инструмента кольцевой формы / С.С. Самотугин, В.А. Муратов Металловедение и термическая обработка металлов. 1997, № 10 - С. 2 - 4.

182. Сафонов А.Н. Лазерные методы термической обработки в машиностроении / А.Н. Сафонов, А.Г. Григорян М: Машиностроение. 1986. - 48 с.

183. Семенов Б.И. Диссипативные процессы и структурные изменения материала диска в трибосистеме алюмоматричный композит — контртело / А. Б. Семенов, Е. В. Игнатова // Технология металлов. 2006. - №3. - С. 26 - 33.

184. Сивцев Н.С. Самоорганизация контактного трения и точность обработки при дорновании. Вестник машиностроения. 2003, № 1- С. 57 61.

185. Силин С.С. Метод подобия при резании металлов. М.:Машино-строение, 1979. - 152 с.

186. Силин С.С. Теория подобия в приложении к технологии машиностроения: Учебное пособие. Ярославль: ЯПИ, 1989. -108 с.

187. Синопальников В.А. Тепловые условия работы быстрорежущего инструмента с покрытием из нитрида титана / В.А. Синопальников, В.Д. Гурин -Станки и инструмент. 1983, № 1 С. 14 - 16.

188. Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин. /Под ред. И.М.Федорченко. Киев:Наукова думка, 1979. - 188 с.

189. Смольников Е.А. Термическая и химико-термическая обработка инструментов в соляных ваннах. Вестник машиностроения. 1989 - 310 с.

190. Соломенцев Ю.М. Адаптивное управление технологическими процессами. / Ю.М. Соломенцев, В.Г. Митрофанов, С.П. Протопопов, И.М. Рыбкин, В.А. Тимирязев М.Машиностроение, 1960. - 536 с.

191. Старков В.К. Дислокационные представления о резании металлов.

192. М.Машиностроение, 1979. 160 с.

193. Старков В.К. Технологические методы повышения надежности обработки на станках с ЧПУ. М.Машиностроение, 1984. - 120 с.

194. Старков В.К. Обработка резанием. Управление стабильностью и качеством в автоматизированном производстве. М. Машиностроение, 1989. -296 с.

195. Строшков А.Н. Обработка резанием труднообрабатываемых материалов с нагревом. / А.Н. Строшков, Ш.Л. Теслер, С.П. Шабашов, Д.С. Э-линсон-М.Машиностроение, 1977. 140 с.

196. Суворов А.А. Обработка деталей из вольфрама и его сплавов. -М.Машиностроение, 1978. 134 с.

197. Суслов А.Г., Дальский А.И. Научные основы технологии машиностроения. М.: машиностроение, 2002. - 684 с.

198. Сычев В.В. Дифференциальные уравнения термодинамики. М.: Высшая школа, 1991.-222 с.

199. Табаков В.П. Износостойкие покрытия на основе нитрида титана, легированного железом и алюминием, для режущих пластин. Станки и инструмент. 1991, № 3-С. 29-30.

200. Табаков В.П. Повышение эффективности режущего инструмента путем направленного изменения параметров структуры и свойств материала износостойкого покрытия. Москва. 1991 -641 с.

201. Табаков В.П. Совершенствование конструкций износостойких покрытий для повышения работоспособности инструмента из быстрорежущей стали / В.П. Табаков, А.В. Рандин Харьков: НТУ. 2002, № 62 - С. 127 - 131.

202. Такасэ Т. и др. Ионное азотирование быстрорежущих инструментальных сталей: Пер. с яп. Нэцу серн, 1979. Т. 19. № 4. - С. 176 - 179.

203. Талантов Н.В. Исследование диффузионных процессов при обработке сталей твердосплавным инструментом / Н.В. Талантов, М.Е. Дудкин -Технология машиностроения и автоматизация производственных процессов:

204. Сб. трудов ВПИ. Волгоград, 1978. - С. 79 - 91.

205. Талантов Н.В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента. -М.: Машиностроение, 1992.

206. Таратынов О. В. Влияние режимов резания на контактную температуру и стойкость инструмента // СТИН.-2004. № 11. - С. 30 - 32.

207. Тациковски Я. Метод комплексной химико-термичекой обработки деталей машин и инструмента / Я. Тациковски, Я. Сенаторски, В. Панасюк -Металловедение и термическая обработка металлов. 1995, № 2. С. 9 - 11.

208. Технология обработки конструкционных материалов. / Под ред. Л.Г. Петрухи. М.: Высшая школа, 1991. - 512 с.

209. Тимошенко В.А. Оптимизация параметров поверхностного слоя инструмента, формируемого электроискровым легированием / В.А. Тимошенко, В.И. Иванов Электронная обработка материалов. 1979, № 5 - С. 21 - 25.

210. Трент М.Е. Резание металлов. М.: Машиностроение, 1980. - 263 с.

211. Третьяков В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. М.: Металлургия, 1976. - 528 с.

212. Трусов В.Б. Автоматизация процесса резания при точении деталей ГТД из жаропрочных материалов с физической оптимизацией качества и эффективности обработки. Дисс. докт. техн. наук. Андропов, 1986. - 386 с.

213. Физические основы процесса резания металлов / Под ред. В.А. Ос-тафьева. Киев: Вища школа, 1976. - 136 с.

214. Френкель Я.И. Введение в теорию металлов. 4-е изд. Л.: Наука, Ленинград. отд., 1972.-424 с.

215. Хает Г.Л. Прочность режущего инструмента. М.: Машиностроение,1975.- 168 с.

216. Хайнер Р. Ионная имплантация. / Р. Хайнер, И. Руге М.: Наука, 1983.-360 с.

217. Хайнике Г. Трибохимия / Г. Хайнике. М.: Мир, 1987. - 582 с.

218. Хасуй А. Техника напыления. М.: Машиностроение, 1975. - 288 с.

219. Хейфец M.JI. Проектирование процессов комбинированной обработки. М.: Машиностроение, 2005. - 272 с.

220. Химушин Ш.Ф. Жаропрочные стали и сплавы. М.: Металлургия, 1969.-752 с.

221. Цейтлин Л.Б. Режущие свойства твердосплавных неперетачиваемых пластин с износостойкими покрытиями / Л.Б. Цейтлин, В.Д. Колесниченко, М.А. Кормильцеев Повышение производительности и эффективности обработки материалов. - М.: ЦДНТП, 1975. - С. 20 - 29.

222. Ценг М.М. Об изменении и распространении износа по задней поверхности режущего инструмента. Конструирование и технология машиностроения. / М.М. Ценг, Р.А. Ноуэм Труды америк.общ.иженеров-механиков, 1979. Т.101.№ 2. -С. 160- 167.

223. Цирельман Н.М. Теория и прикладные задачи тепломассопереноса. -Уфа: УГАТУ, 2002. 108 с.

224. Чапорова И.Н. Структура спеченных твердых сплавов. / И.Н. Чапо-рова, К.С. Чернявский М.: Металлургия, 1975. - 248 с.

225. Черненко B.C. Электронно-лучевое и лазерное упрочнение сталей. -Киев: Виша школа. 1984, № 21 С. 52 - 56.

226. Чижов В.Н. Эффективность газовой карбонитрации инструмента / В.Н. Чижов, С.В. Михайлов Машиностроитель. 1986, № 9 - С. 20.

227. Шведков Е.Л. О классификации методов нанесения покрытий / Е.Л. Шведков, И.И. Коненский Вестник машиностроения. 1988, № 9. - С. 54 -58

228. Шемегон В.И. Упрочнение лезвийных инструментов методом электроискрового легирования. Станки и инструмент. 1986, № 4. - С. 19.

229. Щербекдинский Г.В. Структура и свойства быстрорежущих сталей после ионного карбоазотирования в безводной среде / Г.В. Щербекдинский, Л.А. Желанова Металловедение и термическая обработка металлов. 1992, № 6.-С. 13-15.

230. Шин И.Г. Режущие свойства пластин с нитридотитановым покрытием / И.Г. Шин, Р.А. Мусаханов Машиностроитель. 1989, № 4. - С. 30 - 31.

231. Ширманов Н.А. Повышение работоспособности режущего инструмента путем изменения состава покрытия на основе карбонитрида титана. -Ульяновск. 1994-261 с.

232. Шишков В.Д. Современные методы упрочнения режущего инструмента. Л.: Ленинградский дом научно-технической пропаганды, 1981. - 20 с.

233. Шульц В.В. Форма естественного износа деталей машин и инструмента. Л.: Машиностроение. Лен.отд., 1990. - 208 с.

234. Шустер Л.Ш. Адгезионное взаимодействие твердых металлических тел. Уфа: Гилем, 1999. - 199 с.

235. Шустер Л.Ш. Обеспечение минимума интенсивности износа режущего инструмента при переменных элементах режима резания / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов «Инструмент и технологии», Журнал №14, С-Петербург, 2003.-с. 203-205.

236. Шпилев A.M. Управление процессами механообработки в автоматизированном производстве на основе синергетического подхода. Автореф. Дис-сер. На соиск. уч. ст. докт. техн. наук. Комсомольск-на-Амуре, 1999.

237. Шустер Л.Ш. Прибор для исследования адгезионного взаимодействия / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов Патент на полезную модель № 34249. -М. от 27.11.2003 г.

238. Шустер Л.Ш. Триботехнические свойства наноструктурных титановых сплавов / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов «Известия вузов. Машиностроение». Журнал № 9, - М, 2003. - С. 39 - 43.

239. Шустер Л.Ш. Информационная база данных по триботехническим характеристикам в машиностроении / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов, Н.К. Криони Свидетельство об официальной регистрации базы данных №2004620214 от 31.08.04г.

240. Шустер Л.Ш. Триботехнические характеристики титана с ультрамелкозернистой структурой / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов, А.Я. Садыкова, С.В. Чертовских Журнал «Трение и износ», 2005. - С. 208 - 214.

241. Шустер Л.Ш. Трибологические свойства ультрамелкозернистого титана, полученного методом интенсивной пластической деформации / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов, В.В. Столяров В.В. Журнал «Вестник машиностроения», 2004, №7 - С.37 - 40.

242. Шустер Л.Ш. Reduction of friction coefficient of ultrafine grained CP titanium / Л.Ш. Шустер, М.Ш. Мигранов, В.В. Столяров В.В., Ю.Т. Жу - Журнал «Materials Science and Engineering» A 371. Лос-Аламос. США. 2004г. -С. 313-317.

243. Эйхманс Э.Ф. Новые направления в разработке и внедрении твердосплавного инструмента для обработки материалов резанием / Э.Ф. Эйхманс, Л.С. Глек Цветные металлы. - 1975. №12. - С. 61 - 63.

244. Энгель П.А. Принцип оптимального пути изнашивания. Проблемы трения и смазки. Труды америк.общ.инж.-механиков, 1977. Т.99, №2. 100 с.

245. Явцева И.Л. Структура и свойства порошковых быстрорежущих сталей после лазерной обработки. Металловедение и термическая обработка металлов. 1989. № 10.-С. 7.

246. Якобе Г.Ю. Оптимизация резания. Параметризация способов обработки резанием с использованием технологической оптимизации. / Г.Ю. Якобе, Э. Якоб, Д. Кохан Пер. с нем. - М. Машиностроение, 1981. - 279 с.

247. Якубов Ф.Я. Энергетические соотношения процесса механической обработки материалов. Ташкент: Фан, 1985. - 104 с.

248. Якубов Ф.Я. Энергетика процесса самоорганизации при трении и изнашивании / Ф.Я. Якупов, В.А. Ким // Высокие технологии в машиностроении. Сб. науч. трудов НТУ «ХП». Харьков, Вып. 1. - 2001. - С. 84 - 92.

249. Теория резания: Учебник /под. ред. П.И. Ящерицына и др. Минск, Новое знание, 2005. - 512 с.

250. Dickmann К. Lasertteechnik for die Materialbearbeitung . Autom. Industrie. 1990, № 1-p. 47-55.

251. Dzieyk Bruno. Fortschritte in der Zerspanungstechnik durch mehrlagige Hartmetall-beschichtung. Technisches Zentralblatt fur practische Metallbearbei-tung. 1974. Bd.68. №6. - S. 199 - 202.

252. EerNisse E.P. Lateral stress measurements in ion-implanted metals and insulators- Ion Implant, in Semicond. and ether Mater. New-York-London, 1975.

253. Elliot T.I. Surfase Hardening. Tribol Int. 1978, № 11-2. - P. 121 - 125.

254. Fox-Rabinovich G.S. Nano-cristaline FAD TiAIN PVD coatings for highspeed machining application. / G.S. Fox-Rabinovich, L.Sh. Shuster, M.Sh. Migranov and others. Surface and coating technology. 177 178.2004 y. - P. 800 - 811.

255. Fox-Rabinovich G.S. Elastic and plastic work of indentation as a characteristic of wear behavior for cutting tools with nitrid PVD coatings. / G.S. Fox-Rabinovich, L.Sh. Shuster, M.Sh. Migranov and others. Thin solid films. 2004 y. -P. 87-93.

256. Harrison W.L. Heat Treatment 79. A review on the Birmingham conference / Elec-trowarme International. 1979. V.57. No.6. P. 582 - 589.

257. Hartley N.E. W. Dearnaby G., Turner J.F., Sanders J. I/ Conf. on Applications of Ion Beams to Metals. N.Y. 1975. - P. 125-128.

258. Henderer W.E. Tool-life of hight-speed steel tools coated with titanium nitride by physical vapor deposition / W.E. Henderer, G. Thous Sor Ration. Elec-trotechn. 1983.

259. Henming B.R. Leistungssteugerung von Werkzen aus Hochleistungsh -nellarbeitsstahldurch Titaniumnitrid. Sor Ration. Electrotechn. 1987, № 16-9. -P. 203-208.

260. Hirvonen J.K. Proc.lnt.Conf.on Ion Beam Modification on Materials. -Budapest, Hungary. 1973. No.5. P. 1755 - 1770.

261. Jonsson N. Turning of plain carbon steels with TiC-coated and uncoated WC-Co tools in the buit-up-edge (BVE) speed i ange / Wear. 1975. V.52. No.2. -P. 151-166.

262. Konig W. New tool materials-wear mechanism and applicabion / W. Konig, K. Essel CIRP. 1975. V. 24. No. L - P. 1 - 5.

263. Leray C. et al. Nitruration ionique des aciers on chrome / J. iea Symp. Int. Met. fiz. si tratamente term. Bucurecti. 1979. V. 81. No. 2. P. 415 - 421.

264. McCracken G.M. The behaviour of surfaces under ion bombardment. -Rep. Frog. Phys. 1975. V. 58. P. 241 - 527.

265. Merkell A. Laserbearbetning en ny teknik med manga anv'andi-ngsomraden. - Svet sen. 1979. V. 58. No. 5. - P. 108 - 109.

266. Naerheim Y. Diffusion wear of cemented carbide tools when cutting steel at high speeds / Y. Naerheim, E.M. Trent Metalls Technology. 1977. Part 12. -P. 548-556.

267. Nasutaki Norihiko Cutting performance of coated carbide tools / Norihiko Nasutaki, Kunihiro Munakata, Naruaki Kubo, Kazuto Pukae Bull. Jap. Soc. Precis. Eng. 1977. V. 11. No. 4. - P. 205 - 206.

268. Neuhaus A Nitrieren von Formendren und Spancnden Werkzeugen.

269. Dranl-Fachreitschrift. 1977. № 10 P. 475 - 476.

270. Payne D.A. Caracterization of Carbide Tool Wear and the Influence of Titanium Carbide Coatings / D.A. Payne, J.M. Bind, J. Ham, J.V. Biggers II Transactions of the ASME. 1975. V. B97. No. 3. - P. 515-517.

271. Riester L. Analysis of depth-sensing indentation test with a knoop in-denter/L. Riester, N.J. Bell J. Vaster. Res. 1901. - P. 71-81.

272. Rogalsk Z. Oxynitrieren von Werkzeugen aus Scbnellareitsstanl. -Schweirer Maschinenmark. 1975. No. 52 P. 16-19.

273. Tadahisa Akasawa. Crater wear mechanism of WC-Co tools at high cutting speeds / Akasawa Tadahisa and Hashiguti Ynshihiro. Wear. 1980. V. B5. -P. 141-150.

274. The role of physical vapour deposition as a manufacturing process. Adv. Master & Manuf. Process. 1988. No. 3 - P. 91 - 105.

275. Wierzchon T. et al. Ion bonding from the viewpoint of the applied gaseaus medium. Heat Treatment of Metals. 1980. V. 7. No. 5. - P. 65.

276. Wright P. K. Diffusion and segregation effects at the chip-tool interface. -Journal of the Australian Institute of Metals. 1976. V. 21. P. 44 - 49.

277. Shuster L.Sh. and other. Self-organization during friction. Advanced surface-engineered materials and systems design. CRC Press Taylor&Francis Group. 2006.-498 p.