Исследование и разработка рекомендаций по совершенствованию технологии изготовления и подготовки к эксплуатации твердосплавного режущего инструмента

Виктор Леонидович Корюхин; Сергей Александрович Шиляев; Алексей Валерьевич Щенятский

doi:10.22213/2413-1172-2024-4-90-100

Авторы

В. Л. Корюхин ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
С. А. Шиляев ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
А. В. Щенятский ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2024-4-90-100

Ключевые слова:

металлообработка, твердые сплавы, износостойкость инструментов, напаянные твердосплавные пластины, режущие инструменты

Аннотация

Анализ существующих технологических методов изготовления и подготовки к эксплуатации твердосплавного режущего инструмента показал, что низкая работоспособность твердосплавного инструмента связана с отказами по следующим причинам: разрушение целостности режущей части инструмента; потеря формы режущей части инструмента, а также физико-химическое изнашивание контактных площадок режущего инструмента. Установлено, что на качество пайки напаянных твердосплавных пластин влияет большое количество факторов, таких как марка материала корпуса державки; материал твердосплавной пластинки; марка припоя и флюса; характеристики и мощность индуктора; расстояние между индуктором и зоной пайки; степень смачивания свариваемых поверхностей и др. Работа посвящена вопросам совершенствования технологии изготовления и подготовки к эксплуатации твердосплавного режущего инструмента с целью повышения его производительности, износостойкости, надежности и экономической эффективности. Проведен анализ рекламаций о выявленном несоответствии качества изготовленного инструмента с напаянными твердосплавными пластинами, который показывает несоответствие требованиям нормативно-технической документации в части паяного шва. Основная причина разрушения резцов - нарушение технологии пайки - непропай. Проведен обзор работ в области повышения эксплуатационных характеристик режущего инструмента с пластинами из твердого сплава, при этом вопросы, связанные с процессами пайки и подготовки поверхностей под пайку, не решены в полном объеме. Для предотвращения образования дефектов пайки инструмента с пластинами из твердого сплава в первую очередь необходимо строгое соблюдение технологии сварки, а также надежный контроль качества в процессе производства. Проведенные исследования позволяют сформулировать основные вопросы, связанные с разработкой актуализированной технологической инструкции, учитывающей требования нормативно-технической документации.

Биографии авторов

В. Л. Корюхин, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

аспирант

С. А. Шиляев, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, доцент, профессор, заведующий кафедрой конструкторско-технологической подготовки технологических производств

А. В. Щенятский, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, профессор, декан инженерно-технологического факультета

Библиографические ссылки

Девятов Д. А., Чернова А. А. Оценка возможности автоматизации формирования технологических процессов в мелкосерийном производстве / Д. А. Девятов, // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2023. Т. 26, № 3. С. 67-74. DOI: 10.22213/2413-1172-2023-3-67-74. EDN BPFFQA.

Исследование влияния параметров селективного лазерного плавления на структуру и физико-механические свойства заготовки из нержавеющей хромоникелевой стали / А. А. Хлыбов, Д. А. Рябов, А. А. Соловьев [и др.] // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2023. Т. 26, № 4. С. 33-41. DOI: 10.22213/2413-1172-2023-4-33-41. EDN CXEZPE.

Использование паяльного сплава cumnco для формирования адгезионного слоя, слоистого композитного покрытия (cumnco-tinizr) высокоскоростным газопламенным напылением с финишной ТВЧ-обрботкой покрытия (cumnco-tinizr)-подложка (ст.45) для повышения адгезии / Э. Ю. Балаев, Д. А. Клепиков, В. Н. Елисеев, Г. В. Шилов // International Journal of Advanced Studies, 2022, vol. 12, no. 3, pp. 66-82. DOI: 10.12731/2227-930X-2022-12-3-66-82. EDN ZJXJJZ.

Konovodov V.V., Valentov A.V., Retuynskiy O.Yu., Esekuev Sh.B. (2016) Methods to Predict stresses in cutting inserts brazed using iron-carbon brazing alloy. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering: All-Russia Scientific and Practical Conference on Materials Treatment: Current Problems and Solutions, Yurga, November 26-28, 2015. IOP Publishing Ltd, 2016, p. 12026. DOI: 10.1088/1757-899X/125/1/012026. EDN VXXGTH.

Михайлов М. И., Самсонов Д. В., Струневская Н. В. Анализ прочности напаянных резцов при отрезке прибыли корпусной осесимметричной заготовки // Вестник Гомельского государственного технического университета им. П. О. Сухого. 2016. № 4 (67). С. 3-12. EDN XXQHCX.

Влияние электроэрозионной обработки поверхности твердосплавных пластин на их фазовый состав и пайку режущих элементов из нитридной керамики / В. С. Урбанович, Т. Д. Маликина, Е. О. Лавыш [и др.] // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук. 2019. Т. 64, № 3. С. 286-295. DOI: 10.29235/1561-8358-2019-64-3-286-295. EDN STWSLK.

Влияние состава припоя и флюса на термическую стабильность паяных PDC резцов / И. Н. Пашков, В. Е. Мисников, В. А. Морозов [и др.] // Сварочное производство. 2021. № 1. С. 44-50. DOI: 10.34641/SP.2021.1034.1.003. EDN XTZQZM.

Pashkov I.N., Misnikov V.E., Morozov V.A. (2021) Influence of solder and flux composition on thermal stability of brazed PDC cutters. Welding International, vol. 35, iss. 1-3. DOI: 10.1080/09507116.2021.1963535. EDN EDMEVO.

Straka Ľ., Kuchta P. (2023) Surface Quality of Carbide Metal After Electrical Discharge Machining.International Journal of Engineering and Management Sciences, vol. 8, no. 2, pp. 31-38. DOI: 10.21791/ijems.2023.2.4. EDN PVDNRH.

Влияние износостойкости твердосплавных режущих инструментов на эффективность технологического процесса при тяжелых условиях резания / И. А. Пинахин, М. Моради, М. А. Ягмуров [и др.] // Трение и износ. 2021. Т. 42, № 6. С. 717-724. DOI: 10.32864/0202-4977-2021-42-6-717-724. EDN HLPWLS.

Pinahin I.A., Yagmurov M.A., Vrublevskaya S.S. (2021) The Effect of Wear Resistance of Carbide Cutting Tools on the Technological Process Efficiency under Severe Cutting Conditions. Journal of Friction and Wear, vol. 42, no. 6, pp. 473-477. DOI: 10.3103/S1068366621060064. EDN DZKWM.

Korusenko P.M., Nesov S.N., Povoroznyuk S.N. (2020) The structure of composite coatings based on titanium nitride, formed using condensation with ion bombardment. Journal of Physics, vol. 1441, p. 012010. DOI: 10.1088/1742-6596/1441/1/012010. EDN BAGDDF.

Твердосплавные пластины и покрытия к ним для точения труднообрабатывемых нержавеющих сталей / Б. Я. Мокрицкий, В. Ю. Шелковников, Э. С. Ситамов [и др.] // Транспортное машиностроение. 2022. № 1-2(1-2). С. 60-68. DOI: 10.30987/2782-5957-2022-01-02-60-68. EDN KHVZXY.

New manufacturing technology of carbide plates used in metal machining.International Journal of Mechatronics and Applied Mechanics, 2023, vol. I, no. 13. DOI: 10.17683/ijomam/issue13.29. EDN GJEQKO.

Балла О.М. Особенности проектирования и изготовления концевых фрез с напайными пластинками твердых сплавов винтовой формы для обработки деталей из авиационных материалов // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22, № 11(142). С. 10-33. DOI: 10.21285/1814-3520-2018-11-10-33. EDN YPWUFF.

Fedotov I.V., Suchkov A.N., Ivannikov A.A. (2023) Active Brazing of Silicon Carbide with Rapidly Quenched TiZrCuBe Filler Metal. Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 32, no. 10, pp. 4691-4701. DOI: 10.1007/s11665-022-07413-z. EDN OLHBTT.

Vereschaka A., Tabakov V., Grigoriev S. (2020) Investigation of the influence of the thickness of nanolayers in wear-resistant layers of Ti-TiN-(Ti,Cr,Al)N coating on destruction in the cutting and wear of carbide cutting tools. Surface and Coatings Technology, vol. 385, pp. 125402. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2020.125402. EDN IDPDNS.

Vereshchaka A.A., Tabakov V.P., Grigoriev S.N. (2018) Investigation of wear and diffusion processes on rake faces of carbide inserts with Ti-TiN-(Ti,Al,Si)N composite nanostructured coating. Wear, vol. 416-417, pp. 72-80. DOI: 10.1016/j.wear.2018.10.004. EDN YYICJN.

Rechenko D.S., Popov A.Y., Balova D.G., Gritsenko B.P. (2018) Research on the high quality replacement carbide plates operability with Al-Si-N hardening coating. Journal of Physics, vol. 1050, p. 012067. DOI: 10.1088/1742-6596/1050/1/012067. EDN YBIZWX.

Hao T., Du J., Su G. (2020) Mechanical and cutting performance of cemented carbide tools with Cr/x/DLC composite coatings. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 106, no. 11, pp. 5241-5254. DOI: 10.1007/s00170-020-05014-5. EDN EIRQGN.