автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Обоснование выбора химического состава износостойких покрытий режущего инструмента на основе учета энергетических параметров контактных взаимодействий

На правах рукописи

МИХРЮТИНА АННА ВИКТОРОВНА

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА ОСНОВЕ УЧЕТА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОНТАКТНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рыбинск 2003

Работа выполнена в Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П. А. Соловьева

Научный руководитель

академик АТН РФ, Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор

Силин Сергей Семенович.

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Годлевский Владимир Александрович

кандидат технических наук, доцент Шапошников Александр Михайлович

Ведущая организация

ОАО «НПО «Сатурн»

Защита состоится « 2 » июля 2003 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.210.01 при Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П. А. Соловьева по адресу 152934, г. Рыбинск, Ярославской обл., ул. Пушкина, 53, ауд. 237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П. А. Соловьева.

Автореферат разослан « 31 » мая 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Конюхов Б.М.

То;^

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность Одной из основных задач инструментального производства является обеспечение показателей качества металлорежущего инструмента, определяющих его работоспособность. Важнейшим параметром работоспособности инструмента является износостойкость. Основными факторами, вызывающими износ твердосплавного инструмента, являются адгезионное схватывание, диффузия и окисление. Все эти процессы протекают на микроуровне, сопровождаются изменением химического состава поверхности инструмента, перераспределением электронной структуры, образованием на рабочей поверхности инструмента химических соединений, значительно отличающихся по свойствам от инструментального материала.

Для повышения износостойкости лезвийного инструмента применяются специальные износостойкие покрытия. Структура и химический состав покрытия влияют на тепловые и механические свойства режущей части, кроме того, прочность адгезионного взаимодействия инструментальной основы с покрытием непосредственно зависит от химического состава контактирующих материалов. Силы трения в контакте; влияющие на износ инструмента, во многом определяются прочностью адгезионной связи между поверхностью инструмента и обрабатываемым материалом.

Работы по исследованию зависимости работоспособности лезвийного инструмента от химического состава поверхностей, контактирующих в процессе резания, в основном носят экспериментальный характер. Недостатками экспериментальных исследований являются высокая трудоемкость и значительные материальные затраты. Для повышения эффективности экспериментальной работы необходимо иметь теоретические оценки, сужающие область поиска и определяющие наиболее успешные направления подбора инструментального материала или варьирования химического состава износостойкого покрытия в зависимости от вида обрабатываемого материала и условий обработки.

Для исследования свойств материалов имеется достаточно мощный и гибкий аппарат, разработанный в области квантовой химии твердого тела. Применение его для решения специфических задач химии и физики резания металлов может принести значительный эффект. г ----------

Указанные обстоятельства позволяют сделать вывод, что в настоящее время задача разработки предварительной теоретической оценки металлорежущего инструмента с износостойкими покрытиями с целью подбора оптимального химического состава поверхности инструмента на основе применения методов квантовой химии твердого тела является актуальной.

Дель работы. Разработка основ теории обоснования химического состава контактных поверхностей режущих инструментов и износостойких покрытий на основе методов квантовой химии.

Методы исследования Работа выполнена на основе теории резания с. привлечением методов квантовой химии, включающих в себя теорию химического строения, квантовую механику, теорию матриц, теорию линейных операторов, теорию симметрии, теории вероятностей.

Научная новизна

Предложен энергетический принцип оценки основных факторов, влияющих на износ режущего инструмента и обоснования химического состава контактных поверхностей режущих инструментов и износостойких покрытий на основе методов квантовой химии. Разработаны методы расчета:

- энергии адгезионной связи покрытия с материалом инструментальной основы;

- энергии схватывания материала покрытия с обрабатываемым материалом;

- энергетического барьера для диффузионных процессов.

- энергетического параметра, характеризующего уровень предельной энергии скрытой деформации инструментального материала (покрытия).

Практическая ценность

Разработана методика расчета, реализованная в виде программы для оценки энергетических состояний малых приповерхностных слоев инструментального и обрабатываемого материалов с учетом влияния контактных температур. Данная разработка позволяет:

• предварительно определять наиболее перспективные направления в варьировании химического состава поверхности инструмента для заданных условий обработки;

• сократить объем экспериментальных работ;

• произвести корректировку интерпретации результатов эксперимента.

Реализация работы в промышленности

Результаты исследований внедрены в инструментальном производстве ОАО «НПО «Сатурн».

Апробация работы Результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях: X Всероссийской научно-технической конференции «Теплофизика технологических процессов» (Рыбинск, 2000); Всероссийской научно-технической конференции «Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков» (Рыбинск, 2002); Международной научно-технической ' интернет - конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения» - «Технология - 2002» (Орел, 2002); XXVIII международном научно-техническом совещании по проблемам прочности двигателей (Москва, 2002); Российской научно-технической конференции «Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве» (Рыбинск, 2002).

Структура и объем диссертации Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованных источников и приложения, содержащего документы о внедрении результатов работы. Диссертация изложена на 140 страницах машинописного текста, включая 31 рисунок, расположенный по тексту и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована актуальность темы работы и дана краткая характеристика направлений исследования.

В первой главе на основе изучения результатов известных работ проведен анализ общих и специфичных факторов, определяющих износ инструментов с износостойкими покрытиями, а также применяемых в настоящее время методик для оценки их работоспособности, сформулированы цель и основные задачи исследования.

Одной из важнейших задач теории резания металлов является теоретическое описание процессов износа инструмента и установление зависимости износа от технологических параметров обработки.

Исследования, проводимые в течение прошлого столетия, дали основные представления о факторах, влияющих на износ инструмента и о существующих его видах. Износ обуславливается химическим, температурным и силовым факторами, которые всегда действуют одновременно и взаимно влияют друг на друга. В зависимости от преимущественного воздействия того или иного фактора различают четыре основных вида износа: абразивный, адгезионный, диффузионный и окислительный.

Современными исследованиями установлено, что основным механизмом изнашивания твердосплавного инструмента как на высоких, так и на низких скоростях обработки, является образование частиц износа, размеры и состав которых зависят от типа контактирующих материалов, уровня нормальных, касательных нагрузок и температур.

В настоящее время для повышения работоспособности твердосплавного металлорежущего инструмента применяются специальные износостойкие покрытия, снижающие силы трения в контакте, служащие барьером для диффузионных и окислительных процессов.

Метод повышения работоспособности твердосплавного инструмента путем нанесения износостойких покрытий является перспективным, но эффективность использования покрытий еще не достигла ожидаемого уровня.

Исследование работы металлорежущих инструментов с износостойкими покрытиями в настоящее время ведется преимущественно экспериментально. Этот способ является очень трудоемким и требует значительных материальных затрат и времени.

Существуют следующие теоретические методы для определения свойств покрытий.

К примеру, расчетным путем производится оценка вероятности образования адгезионной связи между материалами покрытия и инструмента по изобарному потенциалу химической реакции. Такая оценка является очень приблизительной.

Для описания свойств износостойких покрытий используется феноменологическая теория твердого тела - конфигурационная модель вещества. Ее основным параметром является статистический вес стабильных атомных конфигураций (СВАСК). Данный параметр признан в химии достаточно грубым показателем оценки свойств материалов, позволяющим сделать только очень

общие выводы. Анализ литературы показал, что при оценке свойств разрабатываемых покрытий эта методика практически не применяется.

Таким образом, анализ современного состояния теории резания в области подбора инструментального материала и химического состава покрытий позволил сформулировать цель работы. Поставленная цель определяет следующие основные задачи исследования

1) разработка основных этапов и принципов теоретической оценки инструментов с покрытиями;

2) разработка теоретических методик для оценки адгезионных и диффузионных свойств пары;

3) программной системы для предварительной теоретической оценки твердосплавного инструмента с износостойкими покрытиями.

Во второй главе рассмотрены особенности строения инструментальных и обрабатывамых материалов и методика оценки их свойств; предложен основной принцип оценки интенсивности физических явлений, протекающих при резании; произведен выбор наиболее приемлемого расчетного метода для оценки энергетического состояния приповерхностных слоев взаимодействующих материалов.

Металлы, входящие в состав режущего инструмента, покрытий и обрабатываемых в авиационной промышленности материалов принадлежат к группе переходных ¿/-элементов. Основными типами кристаллических решеток тугоплавких соединений переходных металлов являются кубическая решетка типа №С1 (ПС, ИМ, >1ЬС, ИЬМ, ZrC и др.) и гексагональная плотноупакован-ная ^С, МоЫ и др.). Свойства тугоплавких соединений зависят от структуры химической связи в них.

Данные по химическому составу и кристаллическому строению рассматриваемых материалов необходимы для дальнейших расчетов, связанных с оценкой интенсивности адгезионных и диффузионных процессов.

Согласно второму закону термодинамики, самопроизвольно процессы в системе идут в направлении уменьшения свободной энергии системы

(1)

Где и - внутренняя энергия системы, Г - температура, $ - энтропия.

Адгезионные и диффузионные процессы, самопроизвольно протекающие при резании, обусловлены вторым законом термодинамики. При сваривании кристаллических решеток разнородных материалов между ними образует-

7

ся металлическая связь, приводящая к уменьшению внутренней энергии контактирующих поверхностей, понижая свободную энергию. Энтропия в данном случае повышается за счет обобществления электронов, принадлежащих поверхностям контактирующих материалов. Диффузионный перенос атомов влечет за собой повышение энтропии вследствие выравнивания концентраций и вызывает изменение внутренней энергии.

При исследовании адгезионных процессов для различных пар кристаллов одинакового объема, изменение энтропии можно считать одинаковым. При этом прочность адгезионной связи, а также доля выделяемого тепла при трении будет определяться величиной, характеризующей понижение внутренней энергии вследствие объединения кристаллических решеток.

Сравнительная оценка энергетической выгодности (или потенциального барьера) для единичного акта диффузии при контакте различных пар материалов, имеющих кристаллические решетки одинакового типа с мало отличающимися параметрами, возможна также в предположении одинакового изменения энтропии.

Для оценки вероятности диффузии предлагается использовать характер изменения внутренней энергии системы при различных положениях диффундирующего атома.

Изменение внутренней энергии системы при осуществлении процессов адгезии и диффузии происходит за счет изменения энергии электронных состояний. Поэтому для теоретических исследований необходим метод, позволяющий рассчитывать значения уровней электронных энергий вещества.

В науке существуют различные способы расчета электронной структуры твердых тел, из которых необходимо выбрать тот, который позволит решить задачу, обладающую следующими специфическими особенностями:

1) нарушениями трансляционной симметрии исследуемого кристалла, имеющимися вследствие наличия свободной поверхности и различий строения кристаллических решеток основы, покрытия и обрабатываемого материала, а также существованием дефектов;

2) наличием в электронной структуре тугоплавких соединений достаточно локализованных в пространстве электронных состояний.

Расчет одноэлектронных состояний в твердом теле может проводиться в кластерном приближении. Он заключается в моделировании кристалла изолированной группировкой атомов и расчете его электронной структуры при по-

мощи математического аппарата, разработанного в квантовой химии молекул. При этом в отличие от зонных методов возможен расчет не только идеальных симметричных кристаллов, но и кристаллов с примесными атомами, локальными дефектами, искаженями кристаллической решетки.

Из различных видов кластерных методов наиболее подходящим для заданных целей является кластерный метод дискретного варьирования, отличающийся значительной гибкостью и позволяющий исследовать свойства соединений любого химического состава и геометрии.

Для расчетов необходимо задать геометрические параметры кластеров. Так как целью настоящих расчетов является не абсолютная, а лишь сравнительная оценка свойств покрытий, то можно задать кластеры неизменного объема. Большинство износостойких покрытий имеют кристаллическую решетку типа ЫаС1 с близкими значениями параметра. Изменения химического состава такого кластера повлекут за собой изменения структуры химической связи в кластере и значений электронных энергий. Сравнивая результаты расчетов для кластеров одинаковой геометрии но различного химического состава можно делать выводы относительно влияния исследуемых параметров.

В третьей главе производится формирование симметризованного атомного базиса кластеров.

Квантовохимические расчеты, как правило, характеризуются значительными затратами машинного времени. Для ускорения расчетов используется процедура симметризации базиса молекулярных орбиталей кластера

Атомные орбитали, участвующие в образовании базиса молекулярных орбиталей кластера представляются в виде

где Щг) - радиальная часть волновой функции,

Ф) ~ угловая часть волновой функции, В качестве радиальных функций симметризованных атомных орбиталей приняты «аналитические» функции слэтеровского типа. Эти функции наиболее просты для расчетов электронной структуры. Не обладая достаточной точностью для расчетов атомных структур с «тяжелыми» атомами, они все же пригодны для использования в целях сравнительной оценки. Слэтеровские функции имеют вид:

(2)

где п — главное квантовое число;

2£

с^ = — нормировочный множитель;

£ =

г - б

здесь 2 — порядковый номер элемента, а 5 — постоянная экранирования.

Далее получены симметризованные угловые части базисных функций базиса кластеров симметрии С4у и В311.

а) '13 8 V16 б) 14 8^17^15

Рисунок 1 - Кластеры симметрии С4У (а) и Бзь (б)

Например, симметризованные базисные функции для кластера симметрии С4» имеют вид: Неприводимое представление А1:

(р? = Сп](51 + э2 + *3 + 54); ср? = Сп2(рЛ + р:2 + р:3 + рА); и др.

Неприводимое представление А2: и др.

Неприводимое представление В1:

V =С„,(51-52 + 53-54); $ =Сп2(р:\-р:2 + р:3-рЛУ)идр

Неприводимое представление Е:

СО1

[с;; (52-54);

<Р2 =

С'п2(ру1-рузу, с:2(ру2-ру4)-, идР-

В результате симметризации получаем не связанные между собой наборы симметризованных базисных функций, соответствующих каждому из неприводимых представлений. Для каждого из неприводимых представлений молекулярные орбитали строятся как линейные комбинации только «своих» базисных функций, например:

4м =С]А1К,(г)<р?+С2А%(г)<р2м + С?К3(г)<р?+...,

где С, - коэффициенты разложения; Я,(г) - радиальные функции;

А\

(Г1 - симметризованные угловые функции, принадлежащие неприводимому представлению А1.

Симметризация позволяет уменьшить размеры расчетных матриц, что приводит к сокращению машинного времени вычислений минимум в два раза и способствет наглядности при интерпретации результатов расчета электронной структуры материалов.

В четвертой главе приведены результаты расчетов энергии адгезионного взаимодействия инструментальных материалов и износостойких покрытий с материалом инструментальной основы и обрабатываемым материалом. Сделаны выводы относительно зависимости прочности адгезионных связей от химического состава покрытий. Предложен теоретический способ оценки запаса пластичности материала покрытия. Разработан способ оценки энергетического барьера для диффузионного перемещения атомов покрытия в обрабатываемый материал.

Для исследований энергии адгезионного взаимодействия покрытий с инструментальной основой, в качестве исследуемой инструментальной матрицы принят карбид вольфрама, являющийся основой сплавов группы ВК.

Оценка прочности адгезионной связи материалов покрытий по отношению к инструментальной основе производилась в следующем порядке:

1) вычисление полных электронных энергий (суммы энергий одноэлектрон-ных состояний) кластеров, моделирующих покрытие и инструментальную основу;

2) вычисление полной электронной энергии комбинированного кластера, полученного совмещением кластера WC с кластером покрытия;

3) определение энергетического эффекта от объединения кластеров (энергии адгезии) как разности суммы полных энергий кластеров в свободном состоянии и полной энергии комбинированного кластера.

Произведена серия расчетов энергий адгезии (Рисунок 2).

Адгезия к ДОС

О 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Е, ат. ед.

Рисунок 2

Результаты расчетов позволяют сделать следующие выводы:

1) карбиды переходных металлов имеют меньшую прочность адгезионной связи с карбидом вольфрама, чем нитриды;

2) карбонитриды занимают промежуточное положение между карбидами и нитридами;

3) легирование нитрида и карбонитрида титана цирконием, железом, хромом и молибденом приводит к усилению адгезионной связи в порядке 7.x - Ре -Сг-Мо;

4) соединения ниобия дают большую прочность адгезии, чем соединения титана;

5) расчеты, проведенные для различных значений параметров кристаллических решеток, соответствующих различньм температурам, показали, что с ростом температур прочность адгезионной связи становится несколько меньше.

Прочность адгезионной связи покрытий с обрабатываемым материалом (Рисунок 3) рассчитывалась по аналогичному алгоритму. Обрабатываемые материалы групп жаропрочных аустенитных сталей, никелевых сплавов и титановых сплавов (типа ВТ-20) моделировались соответственно кластерами у-Ре (ГЦК), N1 (ГЦК) и р -Тл (ОЦК).

Адгезия к у-Ре

>

л с

(Т|-ре)М

1-Сг)Ы ГП-Сг)С |т-мо)м I СП-Мо)СМ

Т™

■ псы Пт|С

I (Т1-2г)Ы 1(Т|-гг)сы

|ыьы Зыьс

о

100

200 300 400

Е, ат. ед.

500

600

Рисунок 3

По результатам расчетов можно сделать следующие выводы:

1) в отличие от взаимодействия с \УС карбиды переходных металлов имеют большую прочность адгезионной связи с у-Ре, чем нитриды;

2) карбонитриды занимают промежуточное положение;

3) адгезия соединений ниобия к у-Ре выше, чем для соединений титана;

4) легирование нитрида титана железом, хромом, молибденом понюхает адгезию, причем наибольшее снижение прочности адгезионной связи происходит при легировании железом, а наименьшее - при легировании молибденом; '

5) добавка циркония к нитриду титана повышает прочность адгезионной

6) с ростом температуры прочность адгезионной связи снижается.

Расчеты показывают, что прочность адгезионных связей покрытий с различными материалами определяется как химическим составом самих покрытий, так и особенностями химического состава и кристаллического строения материалов контртел. Поэтому априорные предположения относительно различий прочности адгезии без применения соответствующих расчетов практически невозможны.

Другим важнейшим фактором, влияющим на работоспособность инструмента, является диффузия.

связи;

Расчетная оценка потенциального барьера для диффузии атомов покрытия в обрабатываемый материал и изменения внутренней энергии кластера вследствие диффузии осуществлялась в следующем порядке:

1) расчет полной электронной энергии объединенного кластера, в котором отсутствует один атом на поверхности обрабатываемого материала;

2) расчет полной энергии кластера в состоянии, когда атом, принадлежащий кластеру, моделирующему покрытие, находится в промежуточном положении между его начальным положением и свободньм узлом, в который он должен перейти;

3) расчет полной энергии кластера, моделирующего совершившийся пере-. ход атома;

Разность полных энергий, рассчитанных во втором и первом пунктах определяет величину потенциального барьера, препятствующего переходу атома. Разность энергий, рассчитанных по пунктам 3) и 1) характеризует стабильность нового состояния и вероятность обратного перескока атомов.

Результаты расчета диффузии показывают, что уровень энергетического барьера, препятствующего проникновению атома из покрытия в обрабатываемый материал, например, для соединений титана и ниобия различен (Рисунок 4). Соединения ниобия менее диффузионно активны по отношению к Р -Тл, чем соединения титана в связи с большим значением энергетического барьера. Диффузия атома титана в (3 -И в конечном счете приводит к понижению полной электронной энергии кластера. Состояние системы становится более стабильным и обратный переход атома маловероятен. Для соединений ниобия ситуация качественно иная. Диффузионный переход атома ниобия сопровождается повышением внутренней энергии системы, вследствие чего существует вероятность возвращения диффундировавшего атома в кристаллическую решетку покрытия. Отсюда можно сделать вывод, что соединения ниобия обладают более эффективным барьером для диффузионных процессов, чем соединения титана.

В работе проведены аналогичные исследования диффузионных процессов для взаимодействия различных покрытий с у-Ие и №.

■Начальное положение атома

□Промежуточное положение атома

□ Конечное положение атома

-620

■570 Е, ат. ед.

-520 -1020 -1000 -980 -860 -940 -920 -900 -«80 Е, ат. ед.

Рисунок 4. Изменение энергии электронной системы кластера при диффузии

Следующим фактором, непосредственно влияющим на работоспособность инструмента, является сопротивление материала усталостному изнашиванию или запас пластичности.

Вследствие воздействия температурно-силовых факторов, в кристаллической решетке поверхности инструмента происходит накопление дефектов структуры. Появление дефектов сопровождается повышением внутренней энергии системы. Когда накопленная энергия превосходит некоторый предельный уровень, материал разрушается. Автором предлагается оценить предельный уровень накопленной энергии скрытой деформации по энергии связи атомов в кластерах. Это можно осуществить, определив разность между суммой полных электронных энергий отдельных атомов, входящих в состав кластера, и полной электронной энергии кластера. При этом можно воспользоваться валентным приближением, считая, что электронная энергия внутренних электронных оболочек атомов при образований химических связей остается неизменной. Для расчетов использовались известные из научной литературы значения одноэлектронных энергий отдельных атомов. Результаты расчетов (Рисунок 5) позволяют сделать выводы:

1) из всех исследуемых покрытий наибольшим сопротивлением усталостному износу обладают соединения ниобия;

2) сопротивление усталостному износу у нитридов сильнее, чем у карбидов, карбонитриды занимают промежуточное положение;

3) легирование нитрида титана атомами Ъх, Сг, Мо и Бе повышает сопротивление усталостному износу (цирконий в наименьшей степени, железо - в наибольшей).

Энергия связи кластеров

О 100 200 300 400 500 600 700

Е, ат. ед.

Рисунок 5

Результаты расчетов удовлетворительно согласуются с известными в научно-технической литературе данными.

Для сравнения износостойкости инструмента с различными видами покрытий предложено ввести следующий набор оценочных коэффициентов:

a) коэффициент сопротивления срыву покрытия:

0 = ^, (4)

где Еа- энергия адгезии с обрабатываемым материалом; Еж - энергия адгезии покрытия к инструментальной основе;

b) коэффициент сопротивления материала покрытия усталостному изнашиванию:

1/ = %*-, (5)

Е*

где Есопр - предельный уровень энергии скрытой деформации материала кластера покрытия (энергия связи).

c) коэффициент интенсивности диффузии - при наличии потенциального барьера

где Оь - энергетический барьер диффузионного перехода, М - относительная атомная масса диффундирующего атома;

- при отсутствии потенциального барьера

По значениям предложенных выше коэффициентов можно получить сравнительную оценку работоспособности различных покрытий (в условиях близких контактных температур) - показатель износостойкости по формуле

Р -У «-о*

(8)

где Хн - относительное значение параметра, получаемое делением данного значения параметра на некоторое эталонное. В качестве эталонных можно использовать значения параметров, относящихся к одному из видов исследуемых материалов.

В таблице приведен пример сравнения нескольких видов покрытий при обработке никеля

ПС та СП-Сг)С (П-Сг^ сп- Мо)Ы №>С ШМ (№-2г)Ы

Еа, ат, ед. 375,9 354,1 351,2 334,0 355,6 554,2 572,6 567,3

Есопв, ат.ед. 253,2 325,3 305,4 381,1 415,1 518,7 616,2 602,7

М, углер. ед. 47,9 47,9 47,9 47,9 47,9 92,9 92,9 92,9

Еже, ат.ед. 485,0 541,2 518,6 576,8 584,1 724,9 789.0 753,2

ик 1 1,186 1,147 1,341 1,167 1,016 1,07 1,03

о„ 1 1,373 1,299 1,701 1,643 1,403 1,612 1,582

М» 1 1 1 1 1 0,5 0,5 0,5

и 1 1,628 1,49 2,28 1,91 2,85 3,45 3,25

По результатам данного расчета можно сделать вывод, что работоспособность инструмента с различными покрытиями при обработке никеля будет возрастать в следующей последовательности.

"ПС => ИСгС => НИ => СП-Мо)Ы => "ПСгЫ => ЫЬС => (М>гг)Ы => 1ЧЫ\Т. Эти результаты имеют хорошее качественное соответствие с ранее опубликованными экспериментальными данными других авторов

Аналогичная оценка износостойкости достаточно успешно производилась и для других обрабатываемых материалов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ Научная новизна и практическая ценность работы определены следующими положениями.

1. Предложен энергетический принцип оценки основных факторов, влияющих на износ металлорежущего инструмента (по различию энергетических состояний.)

2. На основе энергетического принципа разработана программа, позволяющая производить расчеты:

- энергии адгезионной связи покрытия с инструментальной основой;

- энергии схватывания материала покрытия с обрабатываемым материалом;

- энергетического барьера для диффузионных процессов;

- энергетического параметра, характеризующего уровень предельной энер-. гии скрытой деформации инструментального материала (покрытия).

3. Разработан комплекс оценочных коэффициентов и определена зависимость для сравнения работоспособности инструментов с различными покрытиями с учетом влияния контактных температур.

4. Результаты разработок внедрены на ОАО «НПО «Сатурн».

Основные результаты работы опубликованы в приведенных ниже работах.

1. Михрютин В.В., Михрютина A.B. Влияние адгезионных процессов при резании металлов на мощность тепловыделений //Теплофизика технологических процессов: Тез. докл. X Всероссийской нач.-техн. конференции/ Под ред. Б.Н. Леонова. - Рыбинск: РГАТА, 2000.42. С. 52 - 53.

2. Михрютина A.B. Разработка методики расчета прочности адгезионных связей в зоне фрикционного контакта при резании //Сборник трудов молодых ученых. - Рыбинск: РГАТА, 2001. - С. 58-59.

3. Михрютина A.B. Объектно-ориентированная декомпозиция процесса нормирования операций механической обработки //Сборник трудов молодых ученых. - Рыбинск: РГАТА, 2001. - С. 59-60.

4. Михрютин В.В., Михрютина А. В. Применение квантовой теории твердого тела к исследованию адгезионного взаимодействия металлических материалов // Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков: Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции: В 3-х ч./ Под ред. Б. Н. Леонова. - Рыбинск: РГАТА, 2002. - Ч. 2 - С. 26 - 27.

5. Рыкунов Н. С., Михрютина А. В. Определение коэффициента диффузии при резании и взаимосвязь диффузионных и адгезионных процессов // Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков: Тезисы докладов

Всероссийской научно-технической конференции: В 3-х ч./ Под ред. Б. Н. Леонова. - Рыбинск: РГАТА, 2002. - Ч. 2 - С. 28 - 29.

6. Силин С.С., Михрютин В.В., Михрютина A.B. Предпосылки разработки метода теоретического определения износа твердосплавного режущего инструмента // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения» - Технология-2002. Орел, 2002 Международная научно-техническая интернет - конференция, С. 124-127.

7. Михрютин В.В., Михрютина А. В. Методика теоретической оценки прочности адгезионных связей при резании материалов //Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения» - Технология-2002. Орел, 2002 Международная научно-техн. интернет - конференция. С. 340-343.

8. Рыкунов Н.С., Михрютин В.В., Михрютина А. В. Определение интенсивности адгезионного изнашивания высоконагруженных узлов на основе кинетической теории прочности // XXVIII международное научно-техническое совещание по проблемам прочности двигателей. Тез. докл. М.: институт машиноведения им. A.A. Благонравова РАН, 2002 С. 58-59.

9. Михрютин В.В., Михрютина А. В. Использование методов квантовой химии твердого тела в исследовании адгезионного взаимодействия при трении // международное научно-техническое совещание по проблемам прочности двигателей. Тез. докл. М.: институт машиноведения им. A.A. Благонравова РАН, 2002. С. 59-60.

10. Михрютин В.В., Михрютина А. В. Исследование свойств материала режущего инструмента и оценка прочности адгезионных связей его с обрабатываемым материалом методами квантовой химии твердого тела // Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве: Тез. докл. Российской н-т конференции. - Рыбинск: РГАТА, 2002, С. 142 - 144.

11. Михрютин В.В., Михрютина А. В. Применение кластерного метода Ха -ДВ для расчета электронной структуры материала в состоянии адгезионного взаимодействия // Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве: Тез. докл. Российской н-т конференции. - Рыбинск: РГАТА, 2002, С. 177 - 180.

№10 9 9 6

Зав. РИО М.А. Салкова

Подписано в печать 29.05.2003 |

Формат 60x84 1/16. Уч.-изд. л. 1,25. Тираж 100. Заказ 85. |

Множительная лаборатория РГАТА 152934, Рыбинск, ул. Пушкина, 53 '

%

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ИЗНОСА ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ТОЧЕНИИ.ю

1.2 РОЛЬ ХИМИЧЕСКОГО (АДГЕЗИОННОГО) ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МАТЕРИАЛОВ ИНСТРУМЕНТА И ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ДЕТАЛИ В ПРОЦЕССЕ ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТА.

1.3 РОЛЬ И ОСОБЕННОСТИ ДИФФУЗИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МАТЕРИАЛОВ ИНСТРУМЕНТА И ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ДЕТАЛИ В ПРОЦЕССЕ ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТА.is

1.4 РОЛЬ ЗАПАСА ПЛАСТИЧНОСТИ ОБРАБАТЫВАЕМОГО МАТЕРИАЛА В ПРОЦЕССЕ ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТА.

1.5 ПРИМЕНЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ.

1.6 ПРИЧИНЫ ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТА С ПОКРЫТИЯМИ.

1.7 ЗАВИСИМОСТЬ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ОТ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НАНОСИМЫХ ПОКРЫТИЙ.

1.8 СУЩЕСТВУЮЩИЕ РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДИКИ ДЛЯ ОЦЕНКИ СВОЙСТВ ПОКРЫТИЙ.

1.9 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава 2 ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ И ОБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ И ОСНОВЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ИХ СВОЙСТВ.

2.1 ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ И ЗАВИСИМОСТЬ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СОЕДИНЕНИЙ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ОТ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ.

2.2 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ.

2.3 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА МАТЕРИАЛОВ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ.з?

2.4 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ.

2.5 ОСНОВНОЙ ПРИНЦИП, ПОЛАГАЕМЫЙ В ОСНОВУ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ИНТЕНСИВНОСТИ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ ПРИ РЕЗАНИИ

2.6 ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ И ПРИБЛИЖЕНИЯ В РАСЧЕТАХ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ ВЕЩЕСТВА.

2.7 ЗОННЫЕ И КЛАСТЕРНЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ ТВЕРДОГО ТЕЛА.

2.8 СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТОВ ПО КЛАСТЕРНОМУ МЕТОДУ.

2.9 МЕТОД Ха - РАССЕЯННЫХ ВОЛН.

2.10 МЕТОД Ха- ДИСКРЕТНОГО ВАРЬИРОВАНИЯ.

2.11 РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ РАСЧЕТА НА ЭВМ.

2.12 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

Глава 3 ПОДГОТОВКА СИММЕТРИЗОВАННОГО АТОМНОГО БАЗИСА РАСЧЕТНЫХ КЛАСТЕРОВ.

3.1 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СИММЕТРИЗАЦИИ АТОМНОГО БАЗИСА КЛАСТЕРА.

3.2 ВИД АТОМНЫХ ОРБИТАЛЕЙ ПРИ РАСЧЕТАХ ПО КЛАСТЕРНОМУ МЕТОДУ ДИСКРЕТНОГО ВАРЬИРОВАНИЯ.

3.3 СИММЕТРИЗАЦИЯ АТОМНОГО БАЗИСА КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КЛАСТЕРА ТИПА NaCl СИММЕТРИИ C4V.

3.4 СИММЕТРИЗАЦИЯ БАЗИСА ГЕКСАГОНАЛЬНОГО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КЛАСТЕРА СИММЕТРИИ D3H.

3.5 ПОСТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ В СИММЕТРИЗОВАННОМ АТОМНОМ БАЗИСЕ.

3.6 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

Глава 4 РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЛЕКСНОЙ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА С ПОКРЫТИЯМИ.

4.1 РАСЧЕТЫ АДГЕЗИИ.

4.1.1 ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ АДГЕЗИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ с ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ОСНОВОЙ.

4.1.2 ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ АДГЕЗИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ с

ОБР АБА ТЫВАЕМЫМИ МА ТЕР НАЛАМИ.

4.2 РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАРЬЕРА ДЛЯ ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ.

4.3 ОЦЕНКА СОПРОТИВЛЕНИЯ УСТАЛОСТНОМУ ИЗНОСУ.

4.4 МЕТОДИКА СРАВНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ПОКРЫТИЙ ПО РАБОТОСПОСОБНОСТИ.Иб

4.4.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАБОРА ОЦЕНОЧНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ И ФОРМУЛЫ ДЛЯ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ИНСТРУМЕНТОВ С ПОКРЫТИЯМИ.

4.4.2 РЕШЕНИЕ ЗАДА ЧИ ОБОСНОВАНИЯ (ВЫБОРА) ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОКРЫТИЙ ПРИ ОБРАБОТКЕ НИКЕЛЯ И ТИТАНА

4.5 ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.6 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

Одной из основных задач инструментального производства является обеспечение показателей качества металлорежущего инструмента, определяющих его работоспособность. Одним из основных показателей работоспособности для режущего инструмента служит износостойкость его рабочих поверхностей. Основными факторами, вызывающими износ твердосплавного инструмента, являются адгезионное схватывание, диффузия и окисление. Все эти процессы протекают на микроуровне, сопровождаются изменением химического состава поверхности инструмента, перераспределением электронной структуры, образованием на рабочей поверхности инструмента химических соединений, значительно отличающихся по своим свойствам от инструментального материала.

Для повышения износостойкости лезвийного инструмента применяются специальные износостойкие покрытия. Структура и химический состав покрытия влияют на тепловые и механические свойства режущей части, кроме того, прочность адгезионного взаимодействия инструментальной основы с покрытием непосредственно зависит от химического состава контактирующих материалов. Силы трения в контакте, оказывающие значительное влияние на износ инструмента, во многом определяются прочностью адгезионной связи между поверхностью инструмента и обрабатываемым материалом.

Работы по исследованию зависимости работоспособности лезвийного инструмента от химического состава поверхностей, контактирующих в процессе резания, в основном носят экспериментальный характер. Недостатками экспериментальных исследований являются высокая трудоемкость и значительные материальные затраты на приобретение материалов. Для повышения эффективности экспериментальной работы необходимо иметь теоретические оценки, сужающие область поиска и определяющие наиболее успешные направления подбора инструментального материала или варьирования химического состава износостойкого покрытия в зависимости от вида обрабатываемого материала и условий обработки.

Для исследования свойств материалов имеется достаточно мощный и гибкий аппарат, разработанный в области квантовой химии твердого тела. Применение его для решения специфических задач химии и физики резания металлов может принести значительный эффект.

Указанные обстоятельства позволяют сделать вывод, что в настоящее время задача разработки предварительной теоретической оценки металлорежущего инструмента с износостойкими покрытиями с целью подбора оптимального химического состава поверхности инструмента на основе применения методов квантовой химии твердого тела является актуальной. Работа выполнена в рамках НИР "Исследования физики контактных явлений и износа в условиях высоких температур, удельных давлений и скоростей относительного перемещения" §53 тематического плана единого заказ-наряда Министерства образования РФ по фундаментальным исследованиям в области машиностроения.

Работа посвящена разработке метода обоснования химического состава контактных поверхностей режущих инструментов и покрытий на основе методов, применяемых в квантовой химии твердого тела для расчетов свойств материалов.

Работа выполнена на основе теории резания с привлечением методов квантовой химии, включающих в себя теорию химического строения, квантовую механику, теорию матриц, теорию линейных операторов, теорию симметрии, теории вероятностей.

В работе предложен сравнительный принцип оценки основных факторов, влияющих на износ металлорежущего инструмента основанный на сравнении энергетических состояний малых приповерхностных слоев инструментального и обрабатываемого материалов.

На основе предложенного принципа разработаны методы расчетной оценки:

- энергии адгезионной связи покрытия с материалом инструментальной основы;

- энергии схватывания материала покрытия с обрабатываемым материалом и оценки уровня тепловыделений, обусловленных процессом трения;

- энергетического барьера для диффузионных процессов, происходящих по вакансионному механизму;

- запаса пластичности инструментальных материалов и покрытий по величине энергии связи материала;

- разработана методика комплексной оценки работоспособности металлорежущего инструмента при применении его для заданного обрабатываемого материала.

Для практического использования результатов работы разработана методика расчета, реализованная в виде программы на ЭВМ для расчетной оценки энергетических состояний малых приповерхностных слоев инструментального и обрабатываемого материалов с учетом влияния контактных температур. Данная разработка позволяет:

- предварительно определять наиболее перспективные направления в варьировании химического состава поверхности инструмента для заданных условий обработки;

- сократить объем экспериментальных работ;

- произвести корректировку интерпретации результатов эксперимента: подвергнуть сомнению, либо подтвердить истинность статистических выводов, полученных на основе обработки результатов испытаний.

Результаты исследований внедрены на НПО «Сатурн».

Результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях: X Всероссийской научно-технической конференции «Теплофизика технологических процессов» (Рыбинск, 2000); Всероссийской научно-технической конференции «Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков» (Рыбинск, 2002); Международной научно-технической Интернет - конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения» - «Технология - 2002» (Орел, 2002); XXVIII международном научно-техническом совещании по проблемам прочности двигателей (Москва, 2002); Российской научно-технической конференции «Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве» (Рыбинск, 2002).

Основные теоретические положения и результаты исследований опубликованы в 4 статьях и 7 тезисах.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Научная новизна и практическая ценность работы определены следующими положениями.

1. Предложен принцип оценки основных факторов, влияющих на износ металлорежущего инструмента (по различию энергетических состояний).

2. На основе энергетического принципа разработана программа, позволяющая производить расчеты:

- энергии адгезионной связи покрытия с инструментальной основой;

- энергии схватывания материала покрытия с обрабатываемым материалом и оценки уровня тепловыделений, обусловленных процессом трения;

- энергетического барьера для диффузионных процессов.

3. Предложен способ сравнения запаса пластичности материалов покрытий по энергии связи кристалла.

4. Предложена комплексная сравнительная оценка износостойкости металлорежущего инструмента с износостойкими покрытиями, которая может применяться в качестве априорной оценки работоспособности покрытий в целях снижения материальных затрат и времени на проведение экспериментов.

1. Алесковский В. Б. Химия твердых веществ. М.: Высшая школа, 1978. -256 с

2. Армарего И. Дж. А., Браун P. X. Обработка металлов резанием. Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1977. - 325 е., ил.

3. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. М.: Мир, 1979. Т.1. 399 е.; Т.2. 422 с.

4. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии. М.: Машиностроение, 1986. - 360 е., ил.

5. Бартеньев О.В. Фортран для профессионалов. Математическая библиотека IMSL. Ч. 1. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2000. 448 с.

6. Байрамов Ч. Г. Природа изнашивания твердосплавного режущего инструмента. Баку: Элм, 2000 - 192 с.

7. Бассани Ф., Пастори Парравинчини Дж. Электронные состояния и оптические переходы в твердых телах. М.: Наука, 1982. - 392.

8. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полу проводников.-М.: Наука, 1977. 672 с.

9. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2-изд./Пер. с англ. М.: «Издательство Бином», 1999. -560 с.

10. Ю.Вейсс Р. Физика твердого тела. М.: Атомиздат, 1968, 456 с.

11. П.Верещака А. С., Третьяков И. П. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями. -М.: Машиностроение, 1986. 192 е., ил.

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

13. Вульф А. М. Резание металлов. Л.: Машиностроение, 1973, 496 с.

14. Грибов Л. А., Муштакова С. П. Квантовая химия: Учебник. Гардарики, 1999.-390 с.

15. Губанов В.А., Ивановский А. Л., Рыжков М. В. Квантовая химия в материаловедении. М.: Наука, 1987. - 336 с.

16. Губанов В.А., Курмаев Э.З., Ивановский A. J1. Квантовая химия твердого тела. М.: Наука, 1984. - 304 с.

17. Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. И доп. М.: Металлургия, 1986. 544 с.

18. Гуревич Д. М. Износ твердосплавного инструмента при высоких температурах резания.// Вестник машиностроения. 1975, №5.

19. Гуцев Г. Л., Левин А. А. Исследоваание электронной структуры молекул самосогласованным дискретным вариационным Ха методом в базисе численных хартри-фоковских функций. I. Общее описание процедуры.// Журнал структурной химии. - 1978.- Том 19, № 6.

20. Займан Дж. Принципы теории твердого тела. М.: Мир, 1974.

21. Зенгуил Э. Физика поверхности: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. - 536 е., ил.

22. Кабалдин Ю. Г. Структурно-энергетический подход к процессу изнашивания режущего инструмента.// Вестник машиностроения. 1990. - № 12.

23. Кабалдин Ю. Г.Закономерности наростообразования при резании металлов.// Вестник машиностроения. 1995. - № 5.

24. Кабалдин Ю. Г.Расчет износа режущего инструмента на основе структурно-энергетического подхода к его прочности.// Вестник машиностроения. -1993.-№9.

25. Кащеев В. Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов. М.: Машиностроение, 1978. - 213 е., Лоладзе Т. Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. - М.: Машиностроение, 1982, 320с.

26. Крагельский И. В. Трение и износ. ~ М.: Машиностроение, 1968. 384 с.

27. Креймер Г. С. Прочность твердых сплавов. М.: Металлургия, 1966.

28. Кузнецов В. Д. Физика резания и трения металлов и кристаллов. Избранные труды. М.: Наука, 1977. - 310 с.

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

30. Мацевитый В. М. Покрытия для режущих инструментов. X.: Вища школа. Изд-во при Харьк. ун-те, 1987. - 128 с.

31. Машинное моделирование при исследовании материалов. Сборник переводов под ред. Д.Б. Позднеева. М.: Мир, 1974. 414 с.

32. Металлы: Справ изд. Пер с англ./ Смитлз К. Дж. М: Металлургия, 1980. -447.

33. Михрютина А.В. Разработка методики расчета прочности адгезионных связей в зоне фрикционного контакта при резании// Сборник трудов молодых ученых. Рыбинск: РГАТА,2001. - С. 58-59.

34. Михрютина А.В. Объектно-ориентированная декомпозиция процесса нормирования операций механической обработки// Сборник трудов молодых ученых. Рыбинск: РГАТА,2001. - С. 59-60.

35. Подураев В. Н. Обработка резанием жаропрочных и нержавеющих материалов. -М: Высшая школа, 1965.

36. Польцнер Г., Майсснер Ф. Основы трения и изнашивания. М.: Машиностроение, 1984. - 264 с.

37. Прочность тугоплавких соединений и материалов на их основе: Справ. Изд./ Андриевский Р. А., Спивак И. И. Челябинск: Металлургия. Челябинское отделение, 1989. - 368.

38. Самсонов Г. В., Прядко И. Ф., Прядко Л. Ф. Электронная локализация в твердом теле. М.: Наука, 1976. - 339 с.

39. Семенов А. П. Трение и адгезионное взаимодействие тугоплавких материалов при высоких температурах. М.: Наука, 1971. - 160.

40. Слэтер Дж. Методы самосогласованного поля для молекул и твердых тел. М.: Мир, 1978.-663 с.

41. Зб.Слэтер Дж. Электронная структура молекул. -М.: Мир, 1965. 587 с.

42. Степанов Н. Ф. Квантовая механика и квантовая химия. М.: Мир, 2001.519 с., ил.

43. Табаков В. П. Повышение работоспособности режущего инструмента путем направленного изменения состава износостойкого покрытия.// Вестник машиностроения. 1989. - № 12.

44. Табаков В. П. Влияние состава износостойкого покрытия на контактные и тепловые процессы и на изнашивание режущего инструмента.// Станки и инструмент. 1997.- № 10.

45. Табаков В. П. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями на основе сложных нитридов и карбонитридов титана. — Ульяновск: УлГТУ, 1998.-123 с.

46. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах: Учеб. Для вузов / П. И. Ящерицын, М. JT. Еременко, Е. Э.Фельдштейн. -Мн.: Выш. Шк., 1990. 512 е., ил.

47. Тот JI. Карбиды и нитриды переходных металлов.: М. Мир, 1974. - 296 с.

48. Трент Е. М. Резание металлов. М.: Машиностроение, 1980. - 263 е., ил

49. Третьяков В. И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. 2-е изд. М.: Металлургия, 1976, 528 с.

50. Усова В. Л. Выбор инструментального материала с учетом особенностей атомного строения трущейся пары при резании металлов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Москва: МГТУ «Станкин», 1998.

51. Фок В. А. Начала квантовой химии. М.: Наука, 1976.- 376 с.

52. Френкель Я. И. Введение в теорию металлов. Л.: Наука, 1972. - 424 с.

53. Чапорова И. Н., Чернявский К. С. Структура спеченных твердых сплавов.

54. М.: Металлургия, 1975. 248 с.

55. Ширманов Н. А. Влияние состава и конструкции ионно-плазменных покрытий на их физико-механические и адгезионно-прочностные свойства.// Технологические системы в машиностроении: Сб. статей Между нар. НТК, Тула, окт. 2002 г.

56. Шустер Л. Ш. Адгезионное взаимодействие режущего инструмента с обрабатываемым материалом. М.: Машиностроение, 1988. - 96 с.

57. Эварестов Р. А., Смирнов В. П. Методы теории групп в квантовой химии твердого тела. Л.: Изд-во ЛГУ, 1987. - 375 с.

58. Якубов Ф. Я. Энергетические соотношения процесса механической обработки материалов. Ташкент: ФАН, 1985. 104 с.