автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение износостойкости прорезных фрез на операции фрезерования пазов в язычковых иглах комбинированным ионно-лазерным упрочнением

На правах рукописи

СУХАНОВ Роман Сергеевич

ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ПРОРЕЗНЫХ ФРЕЗ НА ОПЕРАЦИИ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ПАЗОВ В ЯЗЫЧКОВЫХ ИГЛАХ КОМБИНИРОВАННЫМ ИОННО-ЛАЗЕРНЫМ УПРОЧНЕНИЕМ

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново, 2003

Работа выполнена в Ивановском государственном университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки и техники РФ ЛАТЫШЕВ Владимир Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, Лауреат государственной премии РФ ВЕРЕЩАКА Анатолий Степанович

кандидат технических наук, доцент СЕМЕНОВ Всеволод Владимирович

Ведущая организация: ОАО «Мосточлегмаш», г.Москва

Защита состоится « » у? 2003 г. в ^оР часов

на заседании диссертационного совета Д 212.062.03 при Ивановском государственном университете по адресу: 153025, г. Иваново, ул. Ермака, д.39, ауд. 459

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного университета

Автореферат разослан « ^ » г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, с.н.с.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Повышение экономичности машиностроения неразрывно связано с ростом эффективности металлообработки и снижения затрат, связанных с износом металлорежущего инструмента. Примером технологической операции, рентабельность которой ограничена быстрым износом инструмента, является операция фрезерования пазов в язычковых иглах вязальных машин. Технологической особенностью операции являются малые размеры инструмента, большая глубина и высокая скорость резания, повышенные требования к качеству обработки паза.

Поскольку износ происходит в тонком поверхностном слое, то дополнительное повышение механических и противоизносных свойств поверхности различными методами или комбинацией методов является перспективным и экономически выгодным. К эффективным методам повышения работоспособности режущих инструментов для обработки труднообрабатываемых материалов является нанесение износостойких покрытий, диффузионное легирование методами химико-термической обработки, лазерное термоупрочнение и др. Оптимальное сочетание, комбинирование различных методов упрочнения может позволить значительно увеличить работоспособность инструмента, устранить недостатки каждого метода в отдельности. Недостаточное количество экспериментальных и теоретических исследований по данному вопросу обуславливает актуальность представляемой работы.

Цель работы: Повышение работоспособности прорезных фрез на операции фрезерования пазов в язычковых иглах за счет поверхностного упрочнения методами комбинированной упрочняющей обработки.

Объект исследования. Быстрорежущий инструмент, применяемый на операции фрезерования пазов.

Методы исследования. Теоретическую основу исследования составили методы математико-статистического анализа эксперимента и методы математической физики. Экспериментальная часть включала ионно-плазменную ХТО, напыление покрытий методами КИБ, лазер-

ную импульсную термообработку, металлографические и электронно-микроскопические исследования структуры и фазового состава упрочненных зон, измерение микротвердости обработанной поверхности и определение стойкости фрез при фрезеровании.

Научная новизна работы:

1. Исследовано влияние различных вариантов комбинированного ионно-лазерного упрочнения на работоспособность фрез и качество обработки на операции фрезерования пазов в язычковых иглах вязальных машин.

2. Установлены основные закономерности изнашивания малоразмерных фрез, упрочненных комбинированной ионно-лазерной обработкой.

Практическая ценность работы:

1. Модифицированы экспериментальные установки и разработаны методики проведения физико-технической упрочняющей обработки малоразмерных прорезных фрез.

2. Определены оптимальные режимы комбинированной ионно-лазерной обработки быстрорежущего инструмента, обеспечивающие наибольшую износостойкость и качество поверхностной обработки инструмента.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научной конференции «Научно-исследовательская деятельность в классическом университете» (Иваново, 2001), научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодая наука в классическом университете» (Иваново, 2002 и 2003), Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электротехнологии» XI Бенардосовские чтения (Иваново, 2003), Межвузовском семинаре «Физика, химия и механика трибоси-стем» (Иваново, 2003), Международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения» (Орел, 2003).

Публикации. Основные теоретические положения и результаты исследований опубликованы в 6 статьях и 2 тезисах докладов.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованной литературы (154 источника) и 4 приложений, содержит 185 страниц печатного текста, 10 таблиц, 65 рисунков и фотографий.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, обозначена цель исследования, определены методическая и теоретическая основа работы, изложена научная новизна и практическая ценность.

В первой главе содержится аналитический обзор научной литературы, касающейся вопросов технологии изготовления язычковых игл вязальных машин и применяемого металлорежущего инструмента, повышения работоспособности инструмента из быстрорежущих сталей. Рассматриваются методы термообработки, ХТО, ионной ХТО, нанесение покрытий методами КИБ, лазерного термоупрочнения, а также комбинированное упрочнение, при котором сочетаются различные методы.

Рис. 1. Схемы фрезерование заготовки иглы фасонной фрезой (а) и прорезной фрезой (б), применяемые при изготовлении язычковых игл

Одной из характерных деталей трикотажной машины является язычковая игла, являющаяся основным элементом петлеобразующего узла машины. Язычковые иглы должны обладать строгой идентичностью размеров, так как отклонение головок двух рядом стоящих игл всего на несколько сотых долей миллиметра приводит к образованию брака на изделиях.

Наиболее ответственными операциями технологического процесса являются фрезерование заготовки иглы по копиру (рис. 1а) и фрезерование продольного паза под язычок (рис. 16). Фрезерование продольного паза осуществляется на 22-операционной автоматической агрегатной линии прорезными фрезами, основными параметрами которых является качество торцовых поверхностей и толщина фрез. Материалом для прорезных фрез в основном являются быстрорежущие стали Р6М5, Р9. Изготовление фрез осуществляется по дорогостоящей многостадийной технологии. При эксплуатации фрез возникают трудности, связанные с низкой стойкостью фрез и большим разбросом в стойкости. Повышение стойкости инструмента позволит существенно повысить рентабельность производства.

Анализ трудов С.Г. Энтелиса, Г.И. Грановского, A.M. Вульфа, H.H. Зорева, М.И Клушина и др. показывает, что механизм изнашивания быстрорежущего инструмента носит сложный характер, в зависимости от режимов обработки и характера обрабатываемого материала, может иметь признаки адгезионного, абразивного, диффузионного или окислительного износа. Поэтому повышение износостойкости инструмента достигается за счет комплексного улучшения его поверхностных свойств - повышения структурной однородности, поверхностной твердости, теплостойкости и химической стойкости.

Существует большое число методов упрочняющей обработки быстрорежущего инструмента. Наиболее распространенными являются химико-термическая обработка (ХТО), нанесение износостойких покрытий, лазерная термообработка.

Исследованиями в области ХТО инструментальных сталей занимались известные ученые Ю.А. Геллер, Ю.М. Лахтин, Б.Н. Арзама-сов, Я.Д. Коган и др. На современном этапе наиболее эффективным методом ХТО является ионное азотирование или нитроцементация в плазме тлеющего разряда, при котором газовая среда активируется разрядным током. Этим обеспечивается более высокая скорость про-

цесса при низких температурах, что приводит к существенному сокращению времени насыщения. Пониженные температуры приводят также к снижению деформаций и короблений инструмента на 2...3 порядка по сравнению с газовой ХТО. Стойкость инструмента после обработки возрастает в 2...4 раза.

Другим эффективным методом повышения износостойкости инструмента является нанесение износостойких покрытий на основе нитридов и карбидов тугоплавких металлов - титана, ниобия и т.п. Он позволяет увеличить стойкость инструмента в 4...5 раз и более в зависимости от режимов резания. Эффективность покрытий возрастает с повышением скорости резания. Большой вклад в науку в области изучения свойств инструмента с покрытиями внесли A.C. Верещака, B.C. Кушнер, В.П. Табаков и др.

Основным недостатком инструмента с покрытием является недостаточная адгезия покрытия с инструментальной основой. Это может приводить к отслоению покрытия во время работы и катастрофической потери инструментом режущих свойств. Указанный недостаток можно устранить лазерной поверхностной термообработкой (ЛПТО). ЛПТО является эффективным методом повышения износостойкости инструмента как с покрытием, так и без него. Исследованиями в данном направлении занимались H.H. Рыкалин, A.A. Углов, А.Г. Григорьянц, А.Н. Сафонов, Г.И. Бровер и др. Высокоскоростная закалка поверхности позволяет увеличить стойкость инструментальной основы с одновременным увеличением адгезии покрытия к основе. ЛПТО быстрорежущего инструмента с покрытиями позволяет повысить качество покрытия, за счет уплотнения и дегазации, улучшения морфологии поверхности и др. Лазерное упрочнение на оптимальных режимах понижает коэффициент трения в 1,5...4 раза и повышает износостойкость инструмента с покрытиями в 2...4 раза.

Таким образом, комбинирование различных методов упрочнения может позволить значительно увеличить работоспособность инструмента. Оптимизировать процесс упрочняющей обработки необходимо под конкретный вид инструмента и конкретную операцию. Работоспособность инструмента после комбинированной обработки на операции фрезерования пазов в язычковых иглах вязальных машин никем ранее не исследовалась. Это обуславливает актуальность представляемой работы.

Вторая глава посвящена физико-технической упрочняющей обработки быстрорежущего инструмента, используемого для фрезерования пазов в язычковых иглах.

Нами изучался процесс комбинированной обработки нескольких промышленных партий быстрорежущих фрез размерами 08x0,13, 017x0,24, 017x0,28 мм, 019x0,22 мм, 019x0,45 мм, 062x0,95 мм и др. из быстрорежущей стали Р6М5 и Р9, применяемых на ОАО «Мос-точлегмаш». Упрочнение поверхности инструмента проводилось пятью физико-техническими методами поверхностной обработки: 1) ионной химико-термической обработкой - нитроцементацией в плазме тлеющего разряда; 2) напылением методом КИБ износостойкого покрытия ТО«!, СП,гг)К или (И,гг)К - СП,А1)М; 3) лазерной поверхностной термической обработкой (ЛПТО); 4) комбинированной обработкой последовательным сочетанием ионной ХТО и ЛПТО; 5) комбинированной обработкой последовательным сочетанием плазменного напыления и лазерной ТО.

Микротвердость обработанной поверхности исследовалась следующими методами. Для поверхности с нанесенным покрытием измерение микротвердости проводилось непосредственно индентиро-ванием в направлении нормали к поверхности. Из-за того, что глубина индентирования в этом случае заведомо превышала толщину напыляемого покрытия (до 10 мкм), фиксировалось не истинное, а некое усредненное значение микротвердости, на которое влияет не только микротвердость покрытия, но микротвердость основы.

При изучении распределения микротвердости в поверхностном слое для фрез, обработанных методами, вызывающими изменение в более толстом слое (ионной ХТО и ЛПТО) измерение микротвердости проводились на полированных металлографических шлифах. Для этого обработанные фрезы разламывались на сегменты, из которых изготавливались простые и косые поперечные микрошлифы. Микротвердость измерялась на микротвердомере ПМТ-3 при нагрузке на индентор 50...200 г.

Ионная нитроцементация осуществлялась на установке, собранной на базе универсального вакуумного поста ВУП-4. Обезжиренные прорезные фрезы закреплялись на принудительно подогреваемом до температуры 250С° рабочем столике, являющимся катодом. Величина межэлектродного пространства составляла 40 мм, площадь анода -

5 см2. Далее производилась герметизация и откачка вакуумной камеры до давления 10'3 торр, Создание насыщающей атмосферы осуществлялась в результате термического разложения порофора - порошкового азотсодержащего органического твердого соединения. Рабочее давление паров насыщающей атмосферы составляло 10... 15 торр, напряжение тлеющего разряда - 500 В, ток - 1,5 мА, длительность обработки 10...60 мин.

Использование в качестве упрочняющей обработки ионной нит-роцементации дало возможность сформировать на поверхности инструмента упрочненный слой повышенной микротвердости 1000...1050 НУ (рис. 2, кривая 7). Увеличение времени обработки проводило к незначительному возрастанию микротвердости диффузионного слоя из-за повышения степени легированное™ слоя. На исследуемых режимах ионной ХТО для получения нитроцементованно-го слоя глубиной 20...30 мкм, достаточного для обеспечения работоспособности фрез, длительность технологического процесса составляет около 20...25 мин.

Нанесение ТТЫ-покрытия производилось методом катодно-ионной бомбардировки на установке электродугового нанесения покрытий «Булат-3 Т». Перед нанесением покрытия поверхность инструмента предварительно очищалась в плазме тлеющего разряда в среде аргона и подвергалась кратковременной бомбардировке ионами титана, полученных от дугового испарителя. Нанесение износостойкой пленки ТО>1 осуществлялось при дуговом распылении титана в среде азота при давлении 2...5 Па и плотность тока (3...5) А/м2. Время нанесения износостойкого покрытия составляло 10 минут, толщина получаемого покрытия в среднем достигала 10 мкм. Температура на поверхности инструмента во время процесса не превышала 300...400°С.

Нанесение на поверхность фрез покрытий ('П,гг)М и (Т1,2г)Ы -(Т1,А1)Н производилось методом катодно-ионной бомбардировки на установке ВДТ 2 с использованием широко-аппретурного электродугового источника с магнитной сепарацией потока плазмы. Этим обеспечивалось получение плазмы требуемого состава и высокая плотность плазмы на выходе. Толщина наносимого покрытия состав-

НУ

О 10 20 30 40 50 60

Расстояние от поверхности, мкм

Рис. 2. Микротвердость поверхности инструмента после упрочнения ионной нитроцементацией (1) и комбинированной обработкой (2)

НУ 2000-1

Б/о Ионная ХТО ТИЧ (П7г)Ы (Т1Дг)Ы-

ЩЩ Исходная -(ПАОМ

Ш лпто

Рис. 3. Зависимость микротвердости поверхности инструмента с износостойкими покрытиями до и после лазерной обработки

ляла 6-8 мкм. Микротвердость поверхности инструмента после нанесения покрытий возрастает от 800 до 1300... 1700 НУ. Максимальной твердостью обладают фрезы со сложным покрытием (гП,гг)]Ч-СаЛОИ (рис. 3).

Лазерная обработка инструмента осуществлялась путём нагрева торцовой поверхности фрезы одиночным импульсом излучения не-одимового лазера ГОС-301 с плотностью потока энергии в импульсе 15...80 кВт/см2. Диаметр пятна расфокусировки подбирался таким образом, чтобы за один импульс обрабатывалась зона диаметром, соответствующим диаметру фрезы. Обработка осуществлялась при следующих параметрах: фокусное расстояние линзы Р = 50 см, степень расфокусировки Р = 25 см, диаметр пятна нагрева с1п~2\ мм, энергии импульса XV = 20...50 Дж, длительности импульса свободной генерации 1 мс. Плотность потока ограничивалась режимами, которые обеспечивали нагрев поверхности до начала заметного оплавления поверхности.

Упрочение инструмента с использованием только лазерной закалки показало, что при обработке тонких фрез толщиной до 200 мкм происходит сквозная закалка с равномерным распределением механических свойств по сечению фрезы. Для обработки фрез большей толщины применяли двухстороннюю обработку.

В результате лазерного воздействия происходит изменение микротвердости инструментальной основы. С повышением плотности потока излучения от 20 до 50 кВт/см2 микротвердость возрастает для стали для Р6М5 - от 720 до 960 НУ, Р9 от 800 до 1050 НУ. Дальнейшее повышение плотности, напротив, приводит к снижению микротвердости (рис. 4 а). Максимум твердости в обоих случаях достигается при 50 кВт/см2.

Особенностью лазерной закалки прорезных фрез явилось то, что при обработке с плотность потока 40 кВт/см2 и выше становилось заметным коробление фрез, которое является неприемлемым фактором для финишной упрочняющей обработки. Особенно сильные остаточные деформации наблюдалось на фрезах толщиной менее 200 мкм (рис. 4 б). Оптимальным режимом лазерной закалки определен режим с плотностью потока 25...30 кВт/см2. Это режим использовался при комбинированной обработке фрез лазерным излучением.

Плотность потока, кВт/см2 Плотность потока, кВт/см2

а б

Рис. 4. Зависимость микротвердости а) и степени коробления б) прорезных фрез от плотности энергии излучения

Исследования показали, что наилучшим методом упрочнения является комбинированная обработка сочетанием предварительного упрочнения и финишной лазерной термической обработкой. Комбинированная обработка инструмента сочетанием ионной нитроцемента-ции и ЛПТО приводит к существенному увеличению микротвердости и диффузионного слоя и инструментальной основы (рис. 2, кривая 2). Микротвердость на поверхности инструмента достигает значений 1250... 1280 НУ. При этом после лазерной обработки исчезает резкий перепад механических свойств в переходной зоне «слой-основа». После комбинированного упрочнения сочетанием напыления покрытий и ЛПТО для всех типов покрытий твердость поверхности инструмента увеличивается на 10... 15% (рис. 5).

В третьей главе представлены результаты исследований работоспособности инструмента, упрочненного различными методами, на операции фрезерования паза, а также изучения качества обработки боковой поверхности фрезеруемого паза.

Испытания на износостойкость производились на вертикально-фрезерном станке 6В11Р на операции фрезерования паза в пластинах из углеродистой стали У10 и нержавеющей стали 12Х18Н10Т без

применения охлаждающих сред. Скорость резания варьировалась в диапазоне 30... 100 м/мин, подача - 10 ... 50 мм/мин, глубина фрезерования - 0,3... 1,0 мм, путь фрезерования - 180...220 мм. Износостойкость определялась отношением пути фрезерования к линейному износу зубьев фрезы. Линейный износ зубьев за время испытаний составлял 50...200 мкм.

Установлено, что при фрезеровании пазов на вертикально фрезерном станке 6В11Р, оптимальной подачей, при которой происходит равномерный износ, для прорезных фрез 08, 015 составляет 15...25 мм/мин, 017, 019 - 30...40 мм/мин. При подаче свыше 50 мм/мин происходит катастрофическое разрушение зубьев фрезы из-за перегрева и высоких механических нагрузок.

В условиях оптимальной подачи в исследуемом диапазоне скоростей резания от 40 до 120 м/мин стойкость фрез падает с уменьшением скорости резания. При фрезеровании с низкими скоростями до 60 м/мин преобладает процесс выкрашивания зубьев, при средних и высоких скоростях - износ по задней поверхности. Разница в износостойкости фрез составляет в 2...3 раза. Это обусловлено тем, что с уменьшением скорости резания возрастает время контакта зуба фрезы с материалом, затрудняется выход стружки. Тем самым возрастают механические нагрузки на инструмент. Для обеспечения режима ускоренного изнашивания испытания проводили на средних скоростях - 75 м/мин.

Большое влияние на стойкость фрез оказывает так же глубина фрезерования. При малой глубине фрезерования, сравнимой с величиной зуба (/ = 0,3..0,5 мм) износ фрез был незначителен даже при резании свыше 10 пазов. Поэтому при сравнительных испытаниях износостойкости фрез режим фрезерования ужесточали так, что глубина фрезерования была больше размера зубьев в 3...4 раза.

Обобщенные результаты испытаний стойкости фрез после различных методов упрочнения представлены на рис. 5. Установлено, что после ионной нитроцементации в течении 30...60 мин изчосо-стойкость фрез возрастает в 1,6... 1,7 раз. Стойкость фрез с износостойким покрытием зависит от состава покрытия. Наименьшей стойкостью обладают фрезы с однокомпонентным ТШ-покрытием (повышение стойкости фрез по сравнению с исходной в 1,3... 1,4 раза),

наибольшей стойкостью — фрезы с многокомпонентным покрытием СП,2г)ТчКП,А1)К (в 1,8.. .1,9 раза).

Лазерная термообработка также увеличивает износостойкость фрез. При этом стойкость линейно возрастает с увеличением микротвердости поверхности. На оптимальных режимах ЛПТО при используемом режиме испытаний износостойкость обработанной фрезы достигает значений 1,2 мм/мкм, что в 1,3 раза выше износостойкости исходной.

При комбинированной обработке финишная ЛПТО приводит к дополнительному повышению стойкости упрочненного инструмента. Для некоторых видов обработки повышение стойкости может достигать 30...40% (исходная фреза, покрытия TiN и (Тц2г)ТЧ). Эффект повышения износостойкости для инструмента, упрочненного ионной нитроцементацией, или с покрытием ('П,2г)М-(Т1,А1)Ы незначительный (до 5%). Таким образом, применение комбинированной обработки с последующей финишной ЛПТО целесообразно лишь для некоторых видов предварительной упрочняющей обработки.

Большое значение в процессе производства язычковых игл играет качество обработанной поверхности. Поэтому нами были проведены исследования влияния вида упрочняющей обработки инструмента на шероховатость боковой поверхности прорезаемого паза. Процесс фрезерования пазов в язычковых иглах осуществляли непосредственно в производственных условиях на многооперационных линиях при скорости резания 100...160 м/мин, подаче 20...40 мм/мин, глубине фрезерования 1,3...1,7 мм, с использованием в качестве СОЖ смеси веретенного масла и керосина в пропорции 1:3. Материал игл - стали У8, У8А, У10, У10А.

Исследование шероховатости боковых поверхностей пазов по значениям и проводили с помощью профилографа-

профилометра АБРИС-ПМ7. На рис. 6 приведены результаты измерений. Установлено, что во всех случаях применение дополнительной упрочняющей обработки приводило к существенному уменьшению шероховатости паза. При этом простое нанесение износостойкого ПК-покрытия позволяет снизить шероховатость Яа в среднем в 1,5...2 раза, а высоту неровностей профиля, усредненную по 10 точкам, в 3...4 раза, комбинированная обработка снижает Ка в 2,5...3 раза, Хг в 4...5 раза.

Б/о Ионная ХТО

Щ Исходная

ЛПТО

-(ПЛОМ

Рис. 5. Относительная износостойкость фрез после обработки при фрезеровании пазов в пластине из углеродистой стали У10

ФШ. 1.00.45 8x0,22

ФШ. 1.00.24 ЯП 7x0,24

|

А

1§

Рис. 6. Влияние упрочняющей обработки фрез на шероховатость боковой стенки фрезеруемого паза

Значение шероховатости боковой поверхности паза после обработки исходным инструментом соответствует 7,8 классу шероховатости (/?„= 0,3...0,8 мкм) по ГОСТ 2789, комбинированно упрочненным - 9,10 классу (7?а=0,1 ...0,2 мкм). Столь высокая чистота обработки позволяет исключить из технологии производства язычковых игл дополнительную, применяемую в настоящее время, операцию обработки - финишное шлифование стенок паза после фрезерования.

Снижение шероховатости паза при фрезеровании его модифицированным инструментом связано с тем, что для него лучше сохраняется геометрия рабочих поверхностей за счет уменьшения износа и адгезии к обрабатываемому материалу.

В четвертую главу включены исследования, целью которых являлось выявление механизма повышения износостойкости исследуемых фрез - анализ поверхности изношенной фрезы и обработанных пазов, исследование теплостойкости, изучение структуры и фазового состава поверхности фрез с использованием методов оптической и электронной микроскопии. Микроструктурный анализ при увеличениях до бООх проводился на поперечных и косых шлифах на микроскопе МЕТАМ-ЛВ-31. Микроструктурный анализ при увеличениях до 6000х фазовый состав исследовался методами электронографии извлечений реплики поверхности в просвечивающем электронном микроскопе ЭЛ100У.

Установлено, что основными причинами улучшения механических свойств покрытий и инструментальной основы при комбинированной упрочняющей обработке являются структурно-фазовые изменения, стимулированные высокоскоростным лазерным нагревом и охлаждением.

Анализ процессов структурно-фазовой перестройки в инструментальной стали Р9 показывает, что основной причиной изменения ее механических свойств после лазерного воздействия является процесс растворения свободных карбидов размерами менее 1 мкм в мартен-ситной матрице. В результате этого матрица дополнительно легируется элементами, составляющими карбиды в быстрорежущей стали, -углеродом, вольфрамом, хромом и др. При малых интенсивностях лазерного воздействия этот процесс обогащения легирующими элементами и вторичный жесткий термический цикл приводит к увеличению

микротвердости образующегося мартенсита вторичной закалки. Однако при плотности потока излучения свыше 50 кВт/см2 в структуре вторичной закалки из-за пересыщения углеродом возрастает доля остаточного аустенита -фазы с более пониженными механическими свойствами и высоким удельным объемом. Это приводит к ухудшению механических свойств и сильному короблению малоразмерного инструмента (см. рис.3).

При анализе фазового состава поверхности инструмента с покрытиями установлено, что в результате лазерного воздействия взамен равновесных упрочняющих фаз в основном кубической симметрии происходит образование неравновесных метастабильных фаз более сложной структурной симметрии. Так на электронограммах включений в реплики, снятых с поверхности инструмента до лазерной обработки хорошо идентифицируются равновесные фазы нитридов Рез>1, Ре4К или ТО^. В тоже время после лазерной обработки электроно-граммы подобных включений содержат дополнительные рефлексы, несвойственные для равновесных фаз. После лазерной обработки повышается также структурная однородность поверхности, что благоприятно сказывается на противодействии окислительному износу инструмента.

иают ииаит гмя^ ИГАЖ ^/Ш^ Б/О ЛПТО ХТО ХТО+ ТИЧ "ПЫ+ ЛПТО ЛПТО

ЕШ Исходная ЕШ Отпуск30 с при 600 С"

Рис. 7. Микротвердость поверхности фрез, прошедших различную упрочняющую обработку, до и после отпуска в течении 30 мин при 600 °С

Исследования теплостойкости фрез после упрочняющих обработок проводили путем отпуска инструмента с выдержкой в печи в течении 30 мин (рис. 7). Температура отпуска варьировалась в диапазоне от 100 до 600 °С. Установлено, что фрезы, прошедшие дополнительную лазерную обработку обладают большей теплостойкостью и способны сохранять повышенную твердость при более высокой температуре по сравнению с необработанными.

Анализ изношенной поверхности зубьев фрез после различных методов упрочнения показывает различия и индивидуальные особенности их износа и разрушения. Исходная фреза изнашивается с образованием нароста из-за сильной адгезии инструментального и обрабатываемого материалов (рис 8, о и в). После применения упрочняющих обработок образование нароста не наблюдается (рис 8, б и г). Установлено, что износ фрез с износостойким покрытием происходит в две стадии. На первой стадии разрушается покрытие путем износа и отслоения от основы, на второй - идет износ инструментальной основы на оголенной задней поверхности зуба.

Анализ поверхности паза показывает, что качество обработки исходной фрезой заметно хуже, чем после комбинированного упрочнения. Высокая адгезия между поверхностями приводит к вязкой деформации поверхности паза (рис. 9а). Следы образовавшихся наплывов не удаляются даже после дополнительного финишного шлифования паза. При фрезеровании модифицированным инструментом (рис. 96) качество поверхности существенно выше, вязких наплывов нет, местами поверхность выглядит выглаженной. Это свидетельствует о

итлиглй опгдошл ппрпмтиа и ГВЧАИЛГП иатапиопо

li.10.VWU «к*«**«» 1 1 и 1»^ |'| 1 11(1 II м ц цц ц 1 1Д1/1 . ЦЩЫ1 и 111 и 1 «г- 11111 и 1

Полученная информация о износостойкости фрез, о характере износа зубьев и о качестве обработанной проверхности показывает, что на операции проточки паза из-за быстрого схода покрытия большую роль играет микротвердость и толщина покрытия и микротвердость инструментальной основы. Установлено, что стойкость фрез с напыленным покрытием возрастает с увеличением микротвердости поверхности (рис. 5 и 6). Более высокая износостойкость фрез после ионной ХТО в сравнении с фрезами с Т1Ы-покрытием несмотря на большую микротвердость последних (см. рис. 3 и 4) объясняется большей толщиной диффузионного слоя, чем покрытия напыленного методом КИБ.

Рис. 8. Фотографии изношенного зуба обычной (а и в) и модифицированной (б иг) фрезы ФШ.1.00.24 (017x0,24, величина зуба 0,4 мм).

Эффект повышения стойкости фрез после лазерной обработки обусловлен в основном за счет увеличения работоспособности материала инструментальной основы при повышенных температурах. В случае, когда эффект повышения теплостойкости после лазерной обработки незначителен, например, для фрез после ионной ХТО, увеличения стойкости также незначительно (рис. 5 и 7).

Пятая глава содержит информацию о производственных испытаниях фрез после комбинированной упрочняющей обработки, выполненных на ОАО «Мосточлегмаш».

Основными размерами прорезаемых пазов являются ширина и глубина паза. Глубина паза задается установкой фрезы определенного диаметра, ширина - толщиной фрезы. Критерием качества обработки язычковых игл является ширина паза. Технологическое задание определяет очень жесткие требования к предельному отклонению от линейных размеров по ширине паза (+ 0,03 мм) и допуска по плоскостности паза (0,1 мм). Фреза считается изношенной, если в процессе фрезерования не выполняются указанные требования к размерам и форме паза.

Установлено, что применение фрез с покрытиями, нанесенными на режущую кромку и торцевые стороны, не приемлемо, поскольку данные фрезы изначально не обеспечивали требуемое качество обработки. Изменение технологии нанесения ТСЫ-покрытия только на режущую кромку позволило устранить указанный недостаток.

Производственные испытания прорезных фрез показали, что нанесение ТПЯ-покрытия позволяет продлить срок службы фрез в среднем с 2...3 часов до 4...5 часов, комбинированная упрочняющая плазменно-лазерная обработка - до 6...7 часов. Таким образом, применение комбинированной обработки позволяет продлить период стойкости фрез 1,8...2,5 раза. Оценка экономического эффекта от внедрения комбинированной плазменно-лазерной упрочняющей обработки составляет экономию за счет сокращения потребления инструмента около 50 тыс. руб. в год на одну поточную линию.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Применение комбинированной ионно-лазерной упрочняющей обработки позволяет в среднем в 1,8...2,5 раза повысить период стойкости прорезных фрез, применяемых на операции фрезерования пазов в язычковых иглах вязальных машин, в 2...3 раза снизить шероховатость обрабатываемой поверхности. Оценка экономического эффекта от внедрения комбинированной плазменно-лазерной упрочняющей обработки за счет сокращения потребления инструмента составляет примерно 50 тыс. руб. в год на одну поточную линию.

2. Механизм повышения стойкости при комбинированной ионно-лазерной обработке заключается в двухэтапной модификации поверхности инструмента. Первичная ионно-плазменная обработка приводит к упрочнению поверхности за счет химической и структурной модификации. Этим обеспечивается повышение твердости и снижение адгезии поверхности инструмента и обрабатываемого материала, исключается наростообразование на режущей кромке.

3. Финишная лазерная закалка дополнительно повышает стойкость за счет термической модификации поверхностного слоя и повышения теплостойкости, а также упрочнения инструментальной основы, поскольку после разрушения покрытия резание обеспечивается оголенной частью поверхности зуба. Установлено, что для некоторых видов первичной обработки дополнительное повышение стойкости фрез после лазерного воздействия достигает 30...40%.

4. Эффективная лазерная обработка малоразмерных фрез из быстрорежущей стали Р9 происходит при плотностях потока 25...30 кВт/см2. На данных режимах обработки происходит существенное упрочнение инструментального материала, приводящее к увеличению стойкости материала фрез в 1,3 раза за счет вторичной закалки, при допустимой величине термической деформации упрочняемого инструмента.

5. Износостойкость фрез после ионной нитроцементации в 1,6... 1,7 раз больше исходной и возрастает с ростом толщины покрытия. Совместное комбинирование ионной нитроцементации с лазерной термической обработкой не приводит к повышению износостойкости инструмента из-за того, что лазерная закалка практически не приводит к повышению теплостойкости поверхности.

6. Стойкость фрез с износостойким покрытием, напыленным методом КИБ, зависит от состава покрытия. Наименьшей стойкостью обладают фрезы с однокомпонентным TiN-покрытием (повышение стойкости фрез по сравнению с исходной в 1,3...1,4 раза), наибольшей стойкостью - фрезы с многокомпонентным покрытием (Ti,Zr)N-(Ti,Al)N (в 1,8... 1,9 раза). Дополнительная лазерная закалка позволяет повысить износостойкость фрез с покрытием до 2,2...2,5 раз.

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Суханов P.C., Новиков В.В., Латышев В.Н., Соколов A.M. Перспективные составы порошковых композиций для легирования и наплавки поверхностей трения лазерным излучением И Научно-исследовательская деятельность в классическом университете. Материалы науч. конф. Иваново: ИвГУ, 2001. С. 184-185.

2. Суханов P.C., Латышев В.Н., Новиков В.В Исследование три-бомеханических характеристик зоны лазерного воздействия инструментальной штамповой стали Х6ВФ // Физика, химия и механика трибосистем. Межвуз. сб. научн. ст. Иваново. ИвГУ, 2002. С. 61-65.

3. Суханов P.C., Грошев В.М. Упрочнение дисковых фрез импульсной лазерной обработкой. // Молодая наука в классическом университете. Материалы науч. конф. Иваново: ИвГУ, 2002. С. 65.

4. Суханов P.C., Новиков В.В. Влияние режимов лазерной обработки на механические свойства инструмента с покрытием // Вестник молодых ученых. Материалы науч. конф. Иваново: ИвГУ, 2002. С. 6768.

5. Суханов P.C., Латышев В.Н., Новиков В.В, Воробьев В.Ф. Повышение стойкости прорезных фрез комбинированной упрочняющей обработкой // Состояние и перспективы развития электротехнологии. Тез. докл. межд. науч.-техн. конф. Иваново, 2003. С.127.

6. Суханов P.C., Журавлев P.A. Влияние лазерного термического упрочнения миллисекундными импульсами на структуру и механические свойства инструментальных сталей Р6М5 и Р9 // Молодая наука в классическом университете. Материалы науч. конф. Иваново: ИвГУ, 2003. С. 97-98.

7. Суханов P.C., Латышев В.Н., Новиков В.В., Воробьев В.Ф., Шипко М.Н. Повышение стойкости прорезных фрез для проточки пазов в язычковых иглах комбинированной упрочняющей обработкой // Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 2003. № 3. С.34-38.

8. Суханов P.C., Латышев В.Н., Наумов А.Г, Новиков В.В. Повышение стойкости прорезных фрез комбинированной ионно-лазерной поверхностной упрочняющей обработкой // Материалы ме-ждунар. науч.-техн. конф. «Фундаментальные и прикладные проблемы машиностроения». Орел, 2003. С.34-37.

Отпечатано с оригинала макета, предоставленным автором

Подписано в печать 1.09.03. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Усл. печ. л. 1,4. Уч. - изд. л. 1,1. Тираж 80.

Издательство «Ивановский государственный университет». 153025 Иваново, ул. Ермака, 39

^ » !

J )

^оо 3-f\

17807

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Технология изготовления язычковых игл вязальных машин.

1.1.1 .Технология изготовления язычковых игл.

1.1.2. Инструмент для механической обработки язычковых игл.

1.2. Классификация, термическая обработка и механические свойства быстрорежущего инструмента.

1.2.1. Классификация быстрорежущего инструмента.

1.2.2. Структура и фазовый состав.

1.2.3. Термическая обработка быстрорежущей стали.

1.2.4. Механизмы изнашивания быстрорежущего инструмента.

1.3. Методы повышения стойкости быстрорежущего инструмента.

1.3.1. Химико-термическая обработка быстрорежущего инструмента.

1.3.2. Ионная ХТО в плазме тлеющего разряда.

1.3.3. Повышение работоспособности инструмента нанесением износостойких покрытий.

1.3.4. Повышение работоспособности инструмента лазерной термообработкой.

1.3.5. Комбинированное упрочнение быстрорежущего инструмента.

1.4. Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКАЯ УПРОЧНЯЮЩАЯ ОБРАБОТКА ПРОРЕЗНЫХ ФРЕЗ.

2.1. Обрабатываемый инструмент.

2.2. Ионная химико-термическая упрочняющая обработка фрез.

2.3. Упрочнение поверхности напылением износостойких покрытий.

2.4. Упрочнение поверхности лазерной термообработкой.

2.5. Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЙКОСТИ УПРОЧНЕННЫХ ФРЕЗ

И КАЧЕСТВА ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ.

3.1. Исследование стойкости упрочненных фрез.

3.1.1. Экспериментальные установки и методики.

3.1.2. Влияние режимов резания.

3.1.3. Влияние вида упрочняющей обработки.

3.2. Исследования качества обрабатываемой поверхности.

3.3. Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ПОВЕРХНОСТИ И ВЫЯВЛЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ УПРОЧНЕННЫХ ФРЕЗ.

4.1. Исследование структуры и фазового состава поверхности.

4.1.1. Методики исследования.

4.1.2. Структура поверхности инструмента после ЛТПО.

4.1.3. Структура поверхности после ионной и комбинированной плаз-менно-лазерной обработки.

4.2. Исследование теплостойкости упрочненного инструмента.

4.3. Анализ характера износа зубьев.

4.4. Анализ состояния поверхности прорезаемого паза.

4.5. Выводы к главе 4.

ГЛАВА 5. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И РАСЧЕТ

ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.

5.1. Производственные испытания упрочненных фрез.

5.2. Расчет экономической эффективности.

5.3. Выводы по главе 5.

Повышение экономичности машиностроения неразрывно связано с ростом эффективности металлообработки и снижения затрат, связанных с износом металлорежущего инструмента. Примером технологической операции, рентабельность которой ограничена быстрым износом инструмента, является операция фрезерования пазов в язычковых иглах вязальных машин. Технологической особенностью операции являются малые размеры инструмента, большая глубина и высокая скорость резания, повышенные требования к качеству обработки.

Поскольку износ происходит в тонком поверхностном слое, то дополнительное повышение механических и противоизносных свойств поверхности различными методами или комбинацией методов является перспективным и экономически выгодным. К эффективным методам повышения работоспособности режущих инструментов для обработки труднообрабатываемых материалов является нанесение износостойких покрытий, диффузионное легирование методами химико-термической обработки, лазерное термоупрочнение и др. Оптимальное сочетание, комбинирование различных методов упрочнения может позволить значительно увеличить работоспособность инструмента, устранить недостатки каждого метода в отдельности. Недостаточное количество экспериментальных и теоретических исследований по данному вопросу обуславливает актуальность представляемой работы.

В первой главе содержится аналитический обзор научной литературы, касающейся вопросов технологии изготовления язычковых игл вязальных машин и применяемого металлорежущего инструмента, повышения работоспособности инструмента из быстрорежущих сталей. Рассматриваются методы термообработки, ХТО, ионной ХТО, нанесение покрытий методами КИБ, лазерного термоупрочнения, а также комбинированное упрочнение, при котором сочетаются различные методы.

Вторая глава посвящена физико-технической упрочняющей обработки быстрорежущего инструмента, используемого для фрезерования пазов в язычковых иглах. Описаны экспериментальные установки и методики проведения упрочняющих обработок.

В третьей главе представлены результаты исследований работоспособности инструмента, упрочненного различными методами, на операции фрезерования паза, а также изучения качества обработки боковой поверхности фрезеруемого паза.

В четвертую главу включены исследования, целью которых являлось выявление механизма повышения износостойкости исследуемых фрез — анализ поверхности изношенной фрезы и обработанных пазов, исследование теплостойкости, изучение структуры и фазового состава поверхности фрез с использованием методов оптической и электронной микроскопии.

Пятая глава содержит информацию о производственных испытаниях фрез после комбинированной упрочняющей обработки, выполненных на ОАО «Мосточлегмаш».

Список использованной литературы содержит ссылки на 154 источника.

В приложениях приведена техническая документация по изготовлению язычковых игл и прорезных фрез, описания экспериментальных установок и некоторых экспериментальных методик, альбом фотографий поверхностей инструмента и обработанной поверхности, акты производственных испытаний.

Работа выполнялась в рамках тематического плана научно-исследовательских работ Ивановского государственного университета 2002— 2004 гг. по теме «Трибология процесса лезвийной обработки металлов в условиях ограниченного доступа смазочной среды».

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Применение комбинированной ионно-лазерной упрочняющей обработки позволяет в среднем в 1,8.2,5 раза повысить период стойкости прорезных фрез, применяемых на операции фрезерования пазов в язычковых иглах вязальных машин, в 2.3 раза снизить шероховатость обрабатываемой поверхности. Оценка экономического эффекта от внедрения комбинированной плазменно-лазерной упрочняющей обработки за счет сокращения потребления инструмента составляет примерно 50 тыс. руб. в год на одну поточную линию.

2. Механизм повышения стойкости при комбинированной ионно-лазерной обработке заключается в двухэтапной модификации поверхности инструмента. Первичная ионно-плазменная обработка приводит к упрочнению поверхности за счет химической и структурной модификации. Этим обеспечивается повышение твердости и снижение адгезии поверхности инструмента и обрабатываемого материала, исключается наростообразование на режущей кромке.

3. Финишная лазерная закалка дополнительно повышает стойкость за счет термической модификации поверхностного слоя и повышения теплостойкости, а также упрочнения инструментальной основы, поскольку после разрушения покрытия резание обеспечивается оголенной частью поверхности зуба. Установлено, что для некоторых видов первичной обработки дополнительное повышение стойкости фрез после лазерного воздействия достигает 30. 40%.

4. Эффективная лазерная обработка малоразмерных фрез из быстрорежущей стали Р9 происходит при плотностях потока 25.30 кВт/см . На данных режимах обработки происходит существенное упрочнение инструментального материала, приводящее к увеличению стойкости материала фрез в 1,3 раза за счет вторичной закалки, при допустимой величине термической деформации упрочняемого инструмента.

5. Износостойкость фрез после ионной нитроцементации в 1,6.1,7 раз больше исходной и возрастает с ростом толщины покрытия. Совместное комбинирование ионной нитроцементации с лазерной термической обработкой не приводит к повышению износостойкости инструмента из-за того, что лазерная закалка практически не приводит к повышению теплостойкости поверхности.

6. Стойкость фрез с износостойким покрытием, напыленным методом КИБ, зависит от состава покрытия. Наименьшей стойкостью обладают фрезы с однокомпонентным TiN-покрытием (повышение стойкости фрез по сравнению с исходной в 1,3. 1,4 раза), наибольшей стойкостью - фрезы с многокомпонентным покрытием (Ti,Zr)N-(Ti,Al)N (в 1,8. 1,9 раза). Дополнительная лазерная закалка позволяет повысить износостойкость фрез с покрытием до 2,2.2,5 раз.

1. Аваков А.А. Физические основы теории стойкости режущих инструментов. М.: Машгиз, 1960.308 с.

2. Андреев В.Н. Исследование эффективности применения износостойких покрытий на резцах из быстрорежущей стали // Станки и инструмент. 1982. № 9. С. 18-20.

3. Арзамасов Б.Н., Братухин А.Г., Елисеев Ю.С., Панайотти Т.А. Ионная химико — термическая обработка сплавов. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 1999.400 с.

4. Арзамасов Б.Н., Панайотти Т.А. Роль удельной мощности разряда при ионной химико-термической обработки сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. № 6.2000 г.С.21-23.

5. Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов в активных газовых средах. М.: Машиностроение. 1979.224 с.

6. Астапчик С.А., Голубев B.C., Маклаков А.Г., Процкевич Л.И. Лазерная обработка деревообрабатывающего инструмента. Физико-технический институт НАН Б. Научно-техническое предприятие лазерных технологий «Физтех». / Интернет-ресурс www.flsteh.ru.

7. Бабат-Захряпин А.А. Химико-термическая обработка в тлеющем разряде. М.: Автомиздат. 1975. 176 с.

8. Баландина Г.Ю., Бертяев Б.И., Завестовская И.Н. и др. О причине смещения температуры инструментального начала аустенитного превращения в сталях при скоростном лазерном нагреве // Квантовая электроника. 1985. Т. 13, №11. С.2315 —2319.

9. Беккер М.С., Куликов М.Ю. Влияние тугоплавких покрытий на износ инструмента из быстрорежущих сталей // Всесоюзная конференция «Теплофизика технологических процессов». Тезисы докладов, часть 2. Ташкент 1984 г.

10. Бекренев А.Н., Гуреев Д.М. и др. Влияние структурно-фазовых превращений в инструментальных материалах при лазерной термообработки на износостойкость режущего инструмента // Физика и химия обработки материалов. 1990. №2. С. 35-38.

11. Белый А.В., Карпенко Г.Д., Мышкин Н.К. Структура и методы формирования износостойких поверхностных слоев. М.: Машиностроение, 1991. 209 с.

12. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение. 1975. 344 е.: ил.

13. Богданов В.В., Лахтин Ю.М., Неустоев Г.Н., Рязанова А.И. Низкотемпературное цианирование конструкционных сталей в жидких средах // Металловедение и термическая обработка металлов. 1968. № 4 С. 10-14.

14. Болховитинов. Металловедение. М .: Машиностроение. 1985. 238 с.

15. Бохман Р.Л., Житомерский В.Н. и др. Структура и твердость многокомпонентных нитридных покрытий на основе Ti, Zr и Nb // Поверхность и технологии нанесения покрытий, 2000. № 125. С.257-262.

16. Бровер Г.И., Пустовойт В.Н., Бровер А.В., Магомедов М.Г., Холодова С.Н. Повышение качества химических покрытий лазерным облучением // Машиностроитель. 2001 г. №5.С. 38-43.

17. Бураков В.А., Бровер Г.И., Буракова Н.М. К вопросу о теплостойкости стали Р6М5 после лазерной обработки // Металловедение и термическая обработка металлов. 1982. № 9. с. 33 35.

18. Бураков В.А., Варавка В.Н., Буракова Н.М. Структурные особенности упрочнения сталей в условиях скоростной лазерной закалки // Известия вузов. Машиностроение. 1985. №10. С.113 118.

19. Бурков А.А. Повышение износостойкости и пластической прочности твердосплавного инструмента при точении комбинированными методами упрочнения: Диссертация.к. т. н. Комсомольск-на-Амуре. 1988. 243 с

20. Васин С.А., Верещака А.С., Кушнер B.C. Инструментальные материалы с износостойкими покрытиями // Резание металлов. 2001г. с .257.

21. Верещака А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение 1993 г. 336 с.

22. Верещака А.С., Волин Э.М., Вахид X. Режущие инструменты с композиционными покрытиями для обработки различных конструкционных материалов //Вестник машиностроения. №8 .1984. с. 32 -35.

23. Верещака А.С., Григорьев С.Н. Методы повышения работоспособности инструмента путем комплексной поверхностной обработки. В кн.: Прогрессивные режущие инструменты, Инженерно-технологический центр Академии наук Латвии. Рига. 1990. с. 137 149.

24. Верещака А.С., Табаков В.П. Физические основы процесса резания и изнашивания режущего инструмента с износостойкими покрытиями. Учебное пособие. Ульяновск: УлГТУ, 1998.144 с.

25. Верещака А.С., ТретьяковИ.П. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение. 1986 . 190 с.

26. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М. Механическое изнашивание сталей и сплавов. М.: Недра. 1996 г. 365 с.

27. Власов В.М. Работоспособность упрочненных трущихся поверхностей. М. Машиностроение. 1987. 306 с.

28. Воробьёв В.Ф., Шипко М.Н., Ильин Н.В. Повышение корозионной стойкости постоянных магнитов в устройствах магнитожидкостных уплотнений // Вестник машиностроения. 2002. N 2. С. 21-23.

29. Вульф A.M. Резание металлов. Л.: Машиностроение. 1973.496 е.: ил.

30. Геллер Д.М. Инструментальные стали. 4-е изд. М.: Металлургия, 1975 г. 584 с.

31. Гнесин Г.Г., Фоменко С.Н. Износостойкие покрытия на инструментальных материалах // Порошковая металлургия. 1996. № 9-10. С. 17-26.

32. Годлевский В.А. Введение в анализ экспериментальных данных. Иваново. 1993. 176 с.

33. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев JI.H. Ренгенографический и электро-но-оптический анализ. М.: МИСИС. 1994. 328 с.

34. Горшков В.В. Повышение износостойкости быстрорежущего инструмента комплексным применением ионной йодонитроцементации и внешних охлаждающих средств: Диссертация к.т.н. Иваново., 1999 г.

35. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов. М.: Высшая школа. 1985.304 с.

36. Грановский Г.И., Шмаков Н.А. Метод исследования характера износа быстрорежущих сталей. // Вестник машиностроения 1971. № 3. С. 70-72.

37. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. М.: Машиностроение, 1989.360 с.

38. Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н., Ивашов Г.П. и др. Исследование импульсной закалки штамповой оснастки // Кузнечно-штамповое производство. 1987. №12. С.21 -23.

39. Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н. Методы поверхностной лазерной обработки. М.: Высш. шк., 1987. 191 с.

40. Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н. Основы лазерного термоупрочнения сплавов. М.: Высш. шк., 1988. 159 с.

41. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н. Лазерная сварка металлов. М.: Высш. шк., 1988. 207 с.

42. Гримберг И., Житомерский В.Н. и др. Многокомпонентные покрытия Ti-Zr-N и Ti-Nb-N нанесенные по средствам дуги в вакууме // Поверхность и технологии нанесения покрытий. 1998. № 168-169. С. 154-159.

43. Гуляв А.П. Металловедение. М.: Металлургия. 1986. 544 с.

44. Гуляев А.П., Металловедениие. М.: Металлургия, 1977. 648 с.

45. Гуреев Д.М. Фазовый состав быстрорежущих сталей при быстрой кристаллизации лазерного расплава. // Физика и химия обработки материалов. № 6 1994. с. 126-137.

46. Гуреев Д.М., Ялдин Ю.А. О лазерной термической обработке инструментальных сталей //Металловедение и термическая обработка металлов. 1988. № 5 С. 8-9.

47. Гуреев Д.М., Ялдин Ю.А. О лазерной термической обработке инструментальных сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. N 5, 1988 г.

48. Дерягин Б.В., Кротова Н.А., Смилга В.П. Адгезия твердых тел. М.: Наука. 1973.279 с.

49. Дубинин Г.Н., Я.Д. Коган. Прогрессивные методы термической и химико-термической обработки. М.: Машиностроение. 1979. 184 с.

50. Дьяченко B.C. Влияние режимов импульсной лазерной обработки на структуру и свойства быстрорежущих сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1986. №9. С. 11 14.

51. Дьяченко B.C. Особенности строения и свойства быстрорежущих сталей после лазерной обработки // Металловедение и термическая обработка металлов. 1985. №8. С. 50-54.

52. Дьяченко B.C. Структура быстрорежущих сталей в белых зонах, формирующихся под действием импульсного лазерного излучения: Доклады Академии наук СССР // Металлы. 1988. №1. С.89 94.

53. Дьяченко B.C., Твердохлебов Г.Н., Коростелева А.А. Особенности лазерной термической обработки инструмента из быстрорежущих сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1984. №9. С. 25 28.

54. Дьяченко B.C., Твердохлебов Г.Н., Коростелева А.А. Особенности лазерной термической обработки инструмента из быстрорежущих сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1984 г. № 6. С. 25-27.

55. Елисеев Ю.А. Научные основы совершенствования технологии изготовления зубчатых колес ГТД // Производство, 2001. № 4. С. 10-14.

56. Жилин В.А. Субатомный механизм износа быстрорежущего инструмента. Ростов-на-Дону. Изд-во Ростовского университета. 1973. 168 с.

57. Золоторевский B.C. Механические свойства металлов. М.: МИСИС, 1998 г. 398 с.

58. Зорев Н.Н. и др. Развитие науки о резании металов. М.: Машиностроение. 1967.416 с.

59. Зорев Н.Н. Вопросы механики процесса резания металлов.М.: Машгиз,1956. 368 с.

60. Ивкович Б.К. Трибология резания: смазывающе-охлаждающие жидкости. Минск: Наука и техника. 1982. 144 с.

61. Касьянов С.В., Верещака А.С., Цырлин Э.С. Повышение производительности быстрорежущего инструмента путем рациональной поверхностной обработки. М.: НТО Машпром, 1980. 191-196 с.

62. Каценеленбоген A.M., Верховиника Л.Д. Устройство, работа и обслуживание основовязальных машин. М.: Машиностроение. 1982, 351 с.

63. Каценеленбоген A.M., Носакин В.И. Ремонт и монтаж оборудования осново-вязального производства. М.: Машиностроение. 1972. 86 с.

64. Кащенко Г.А. Основы металловедения. М.: Машгиз. 1959,354 с.

65. Клещевников A.M., Боева О.А., Жаворонкова К.Н., Нефёдов В.И., // Поверхность .1983 N 6.С. 1999 г.

66. Клушин М.И. Резание металлов. М.: Машгиз. 1958.455 с.

67. Кобаяси К. Ионное азотирование деталей машин, штампов, пресс-форм, матриц и режущего инструмента. Пер. с яп. М.: ВЦП. 1976. 12 с.

68. Коваленко B.C. Прогрессивные методы лазерной обработки материалов. Киев: Вища шк., 1985. 88 с.

69. Коваленко B.C. и др Упрочнение и легирование деталей машин лучом лазера. Киев: Техника, 1990. 190 с.

70. Коваленко B.C., Вертухов А.Д., Головко Л.Ф., Подчерняева И.А. Лазерное и электроэрозионное упрочнение материалов. М.: Наука, 1986. 276 с.

71. Кожевников Н.Е. Повышение работоспособности рабочей части инструмента из быстрорежущих сталей комбинированными методами упрочнения // Ав-тореф. диссканд. техн. наук. Горький, 1989.

72. Кокора А.Н. и др. // Физика и химия обработки материалов. 1972. N 2. с. 3-8.

73. Колесникова Е.Н., Бабинец С.В., Данилов Б.Д. и др. Вязальное оборудование трикотажных фабрик. М.: Легпромбытиздат, 1985.- 342 с.

74. Кремнев Л.С. Синопальников В.А. Особенности изнашивания ционирован-ного инструмента // Вестник машиностроения. 1977. № 2. С. 50-52.

75. Криштал М.А., Жуков А.А., Кокора А.Н. Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера. М.: Металлургия, 1973. 192 с.

76. Кузнецов Г.Д. Влияние ионной бомбардировки на структурные и фазовые превращения при химико-термической обработке в тлеющем разряде // Металловедение и термическая обработка металлов. 1981. № 11. С. 21—27.

77. Куликов М.Ю. Исследование механизмов износа режущего инструмента с целью изыскания путей повышения его стойкости: Дисс. . канд. техн. наук. Иваново. 1986.215 с.

78. Латышев В.Н., Годлевский В.А., Волкова В.Ф. Исследование влияния упрочняющей технологии на износостойкость деталей текстильных машин: Отчет ИвГУ. Гос. per. № 750024039. Иваново. 1979. 114 с.

79. Лахтин Ю.М. Перспективы развития процесса азотирования. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1980. № 7. С. 61-70.

80. Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка. М.: Металлургия. 1985. 256 с.

81. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д. Азотирование стали. М.: Машиностроение, 1976. 256 с.

82. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д. Технология и механизация термической обработки металлов. М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1976. 54 с.

83. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д. Газовое азотирование деталей машин и инструмента. М.: Машиностроение, 1982. 60 с.

84. Лахтин Ю.М.,. Коган Я.Д Прогрессивные методы термической и химико-термической обработки. М.: Машиностроение, 1972. 184 с.

85. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д. Поверхностное легирование металлов и сплавов при лазерном нагреве. М.: Машиностроение, 1990. 56 с.

86. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д., Шапошников В.Н. Исследование процесса азотирования стали в тлеющем разряде // Электронная обработка материалов, 1976. №5. С. 15-18.

87. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д., Шпис Г.И., Бемер З.М. Теория и технология азотирования. М: Металлургия, 1991. 320 с.

88. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990. 528 с.

89. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение. 1980.493 с.

90. Лахтин Ю.М., Неустроев Г.Н., Иванов Ю.П. Низкотемпературное цианирование инструментальных сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1973. №12 С.27-31.

91. Лахтин Ю.М. Низкотемпературные процессы насыщения стали азотом и углеродом // Металловедение и термическая обработка металлов. 1970. №4. С.14-16.

92. Леонтьев П.А., Хан М.Г., Чеканова Н.Т. Лазерная поверхностная обработка металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1986. 142 с.

93. Лепилин В.И., Чернякин В.В. Методы повышения эффективности использования режущих инструментов при обработке деталей летательных аппаратов и двигателей. Куйбышев: КуАИ. 1986. С.39 44.

94. Лоладзе Т.Н. Износ режущего инструмента. М.: Машгиз. 1958. 355 с.

95. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. М.: Машиностроение. 1982. С. 320.

96. Миркин Л.И. Физические основы обработки материалов лучами лазера. М.: Изд-во МГУ. 1975. 383 с.

97. Мосталыгин Г.П., Толмачевский Н.Н. Технология машиностроения. М.: Машиностроение, 1990.288 с.

98. Нанесение износостойких покрытий на инструмент методом конденсации с ионной бомбардировкой в вакууме / А.А.Углов, В.В. Приходько и др. Интернет-ресурс www.microscopist.ru

99. Наумов А.Г. Повышение стойкости быстрорежущего инструмента методом йодонитроцементации // Дисс. канд. техн. наук, Иваново, 1989.220 с.

100. Неустроев Г.Н., Богданов В.В., Иванов Ю.П. Прогрессивные методы термической и химико-термической обработки. М.: Машиностроение, 1972. С. 89-91.

101. Нефёдов В.И. Рентгеноэлектронная спектроскопия химических соединений. М.: Химия, 1984 г.

102. Николаев Ю.Н. Повышение работоспособности режущих инструментов путем изменения свойств покрытий при их нанесении в комбинированном температурном режиме // Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Куйбышев, 1989.

103. Новиков В.В. Измерение микротвердости. Методические указания к лабораторному практикуму. Иваново, 2001, 19 с.

104. Новиков В.В., Латышев В.Н. Модификация и упрочнение трущихся поверхностей лазерной обработкой. Иваново ИвГУ, 2000. 119 с.

105. Попов А.А., Фазовые превращения в металлических сплавах. М.: Метал-лургиздат. 1963. 312с.

106. Прженосил Б.Н. Нитроцементация. М.: Машиностроение. 1969. 210 с.

107. Прокошкин Д.А., Арзамасов В.Н., Рябченко Е.В. Химико-термическая обработка металлов в тлеющем разряде. М.: Мащиностроение. 1969. С. 107-114.

108. Прокошин Д.А. Химико-термическая обработка металлов карбонитрация. М.: Машиностроение. 1984. 240 с.

109. Прокошкин Д.А. Цианирование режущего инструмента. М.: Машгиз, 1946. 73 с.

110. Радченко М.В., Пильберг Е.В. Упрочнение поверхности сплавов электроннолучевым оплавлением порошковых материалов // Порошковая металлургия. 1989, № 11. С. 13-14.

111. Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Кокора А.Н. Лазерная обработка материалов . М.: Машиностроение. 1975. 296 с .

112. Рэди Дж. Действие мощного излучения. М.: Мир, 1974.468 с.

113. Салькова С.С., Рудман В.А., Опыт применения ионного азотирования в машиностроении. Л.: ЛДНТП. 1987. 19 с.

114. Самоходский А.И., Кунявский М.Н. и др. Металловедение. // М.: Металлургия. 1990.306 с.

115. Сараев Ю.Н., Макарова Л.И., Гришникова В.Н., Полнов В.Г., Кирилова Н.В. Ренгеноструктурное исследование покрытий, полученных электродуговой наплавкой композиционного порошка на основе карбида титана // Сварочное производство. 2000 г. №2. С. 21-23.

116. Сафонов А.Н., Зеленцова Н.Ф., Митрофанов А.А., Васильцов В.В., Ильичев И.Н. Упрочнение поверхности инструмента из быстрорежущих сталей с помощью непрерывных СОг-лазеров // Сварочное производство. 1996. № 8. С. 18-21.

117. Сафонов А.Н., Зеленцова Н.Ф., Сиденков Е.А., Митрофанов А.А. Повышение стойкости инструмента из быстрорежущих сталей методом лазерной обработки. // Станки и инструмент. 1995. № 6. С. 17-20.

118. Сафонов А.Н. Структура и микротвердость поверхностных слоев железоуглеродистых сплавов после лазерной закалки. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1996. №2. С.20 — 25.

119. Сгибнев А.В., Багаутдинов Р.Г. Оценка адгезионного взаимодействия обрабатываемого и адгезионного материалов. М.: МВТУ. 1985. 16 с.

120. Сидорин И.И., Косолапов Г.Ф., Макарова В.И. и др. Основы материаловедения. М.: Машиностроение. 1976. 436 с.

121. Сизенов Л.К., Низери А.А., Григорьев Е.В. и др. Технология текстильного машиностроения. М.: Машиностроение, 1988. 318 с.

122. Скрынченко Ю.М., Поздняк Л.А. работоспособность и свойства инструментальных сталей. Киев: Наукова думка. 1979. 170 с.

123. Смирнов М.Ю. Повышение работоспособности торцевых фрез путем совершенствования конструкций износостойких покрытий. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Ульяновск, 2000.

124. Солодкин Г.А. Ионное азотирование деталей станков и режущего инструмента: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1979. 18 с.

125. Сорокин В.Г., Волосникова А.В., Вяткин С.А. и др. Марочник сталей и сплавов. М.: Машиностроение. 1989. 640 с.

126. Стефанов С.Б., Захаров А.П. Техника электронной микроскопии. М.: Мир.1965. 408 с.

127. Табаков В.П. Влияние состава износостойкого покрытия на контактные и тепловые процессы и на изнашивание режущего инструмента // Станки и инструмент. 1997. № 10. С. 20 24.

128. Табаков В.П., Власов С.Н. Применение лазерной обработки для повышения работоспособности быстрорежущего инструмента с покрытием // Ульяновский государственный технический университет. Интернет-ресурс — www.ostu.ru.

129. Табаков В.П., Езерский В.И., Полянсков Ю.В. Повышение работоспособности режущего инструмента путем направленного изменения состава износостойкого покрытия // Вестник машиностроения, 1989. № 12. С. 43—46.

130. Табаков В.П., Ширманов Н.А. Повышение работоспособности режущего инструмента путем совершенствования технологии нанесения износостойких покрытия. // Конструкторско-техничекая информатика, 2000.

131. Тарасов А.Н., Тилипалов В.Н., Перетятко С.Б. Химико-термическая обработка вышлифованных сверл из быстрорежущей стали // Вестник машиностроения, 2002. № 3. С.59-62.

132. Трент Е.М. Резание металлов: Пер. с анг. М.: Машиностроение. 1980.263 с.

133. Трибологические свойства вакуумно-плазменных покрытий (Ti,Zr)N, осажденных при различных значениях опорного напряжения. Интернет ресурс- www.ustu.ru.

134. Тушинский Л.И. Теория и технология упрочнения меиаллических сплавов. Новосибирск: Наука. Сиб. отд. 1990. 306 с.

135. Углов А.А., Медрес Б.С., Соловьев А.А., Зуев Б.К., Скрябин И.Л. О лазерно-плазменной обработке инструментальных сталей // Физика и химия обработки материалов. 1988 г. № 4. С. 79-82.

136. Углов А.А., Медрес Б.С., Соловьев А.А. Лазерная обработка инструментальных сталей // Физика и химия обработки материалов. 1987 г. № 3. С. 6-10.

137. Углов А.А., Медрес B.C., Соловьев А.А. Лазерная обработка инструментальных сталей // Физика и химия обработки материалов. 1987. №9. С.6-11.

138. Фан Д. Ионная химико-термическая обработка в КНР // Металловедение и термическая обработка металлов. 1992. №6. С. 17-19.

139. Филоненко С.Н. Резание металлов. Киев: Машгиз. 1975. 211 с.

140. Чаттерджи-Фишер Р. и др. Азотирование и карбонирование. / Пер. с нем. / Под ред. Супова А.В. М.: Металлургия. 1990. 280 с.

141. Чекалова Е.А. Повышение надежности инструмента из быстрорежущей стали путем комбинированной обработки с оптимальными параметрами ионно-плазменной среды. // Автореф. дисс.канд техн. наук. М., 1997 г.

142. Щербединский Г.В. и др. Структура и свойства быс трорежущих сталей после ионного карбоазотирования в безводородной среде // Металловедение и термическая обработка металлов. 1992. № 6. С.13-15.

143. Amende W. Die Veredelung metallischer Randschichten mit dem C02 — La-ser.Laserund optoelektronik. № 2, 1988. S. 44-48.

144. Amende W. Metalloberflache 40.1986. S. 285-291.

145. Capp M.L., Rigsbee J.M. Laser Processing of Plasma-sprayed Coating. Material

146. Science and Engineering. T.2 .1994.49 56.

147. Haen J.D., Quaeyhagens C., Stals L.M., Stappen M.Van. Interface study of physical deposition TiN coatings on plasma-nitrided steels. Surface and coatings Technology. 61.1993. 194-200.

148. Moll E., Bergmann E. Hard coatings by plasma-assisted PVD technologies: industrial practice. Surface and Coating Technology, 37.1989.483- 509.

149. Nestler M.C., Spies H.J., Panzer S., Miiller M. Erzeugung von verschleipschutschichten durch Randschichtumschmelzlegieren mit Energiereicher strahlung. G3-Bericht, TU Karl-Marx-Stadt 1988.48-54.

150. Paul H., Morgen L. Technologien der Laseroberflachenveredelung und An-wendung an Bauteilen.Carl Hanser Verlag, Miinchenl991. 108-112.

151. Pompe W.; Reitzenstein, W.: Verbesserung des Verschleipverhaltens von Eisenwerkstoffen durch Laserbehandlung 5. Fachtagung Anord. Schutzschichten 1987. S. 19-28.

152. Stok H.L., Mayr P. Hartstoffbeschichtund mit dem Plasma-CVD-Verfahren. HTM 41.1986.3. 145-151.

153. Paul H., Pollak D. Laseroberflachenhartung von Bauteilen. Neue Hutte, 1986, 31, №11.426-428.

154. Vollmaz S., Pompe W., Junge H. Homogene Laserstrahlartung mittels hochfre-quenter Strahloszillation. Neue Hutte, 1986. 31. №11.414 418.

155. Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:

156. Суханов Р.С., Латышев В.Н., Новиков В.В Исследование трибомехани-ческих характеристик зоны лазерного воздействия инструментальной штампо-вой стали Х6ВФ // Физика, химия и механика трибосистем. Межвуз. сб. научн. ст. Иваново. ИвГУ, 2002. С. 61-65.

157. Суханов Р.С., Грошев В.М. Упрочнение дисковых фрез импульсной лазерной обработкой. // Молодая наука в классическом университете. Материалы науч. конф. Иваново: ИвГУ, 2002. С. 65.

158. Суханов Р.С., Новиков В.В. Влияние режимов лазерной обработки на механические свойства инструмента с покрытием // Вестник молодых ученых. Материалы науч. конф. Иваново: ИвГУ, 2002. С. 67-68.

159. Суханов Р.С., Латышев В.Н., Новиков В.В, Воробьев В.Ф. Повышение стойкости прорезных фрез комбинированной упрочняющей обработкой // Состояние и перспективы развития электротехнологии. Тез. докл. межд. науч.-техн. конф. Иваново, 2003. С. 127.

160. Суханов Р.С., Латышев В.Н., Новиков В.В., Воробьев В.Ф., Шипко М.Н. Повышение стойкости прорезных фрез для проточки пазов в язычковых иглах комбинированной упрочняющей обработкой // Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 2003. № 3. С.34-38.