omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2023-185-31-36omna-305Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGМодификация металлорежущих пластин из безвольфрамового твердого сплава марки КНТ16 непрерывными ионными пучкамиModification of metal-cutting plates from tungsten-free hard alloy grade KNT16 by continuous ion beamshttps://orcid.org/0000-0002-6695-4945БадамшинА. М.BadamshinA. M.

Бадамшин Артем Маратович - ассистент кафедры «Машиностроение и материаловедение» ОмГТУ.

Омск

Omsk

Artembadamschin@mail.ruПоворознюкС. Н.PovoroznuykS. N.

Поворознюк Сергей Николаевич - кандидат технических наук, доцент кафедры «Машиностроение и материаловедение» ОмГТУ.

Омск

AuthorID (SCOPUS) 57192694672

ResearcherID htt-3208-2013

Omsk

АкимовВ. В.AkimovV. V.

Акимов Валерий Викторович - доктор технических наук, доцент (Россия), профессор кафедры «Автомобильный транспорт» СибАДИ.

Омск

AuthorID (SCOPUS) 7101604913

Omsk

https://orcid.org/0000-0003-2622-7492РогачёвЕ. A.RogachevE. A.

Рогачёв Евгений Анатольевич - кандидат технических наук, доцент кафедры «Физика» ОмГТУ.

Омск

AuthorID (SCOPUS) 56503848300

ResearcherID AAS-1459-2020

Omsk

https://orcid.org/0000-0002-7121-5004КрутькоА. А.KrutkoA. A.

Крутько Андрей Александрович - кандидат технических наук, доцент кафедры «Машиностроение и материаловедение» ОмГТУ.

Омск

AuthorID (SCOPUS) 57211277289

Omsk

Омский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian FederationСибирский государственный автомобильно-дорожный университетРоссияSiberian State Automobile and Highway UniversityRussian Federation202330032023013136Copyright © Бадамшин А.М., Поворознюк С.Н., Акимов В.В., Рогачёв Е.A., Крутько А.А., 20232023Бадамшин А.М., Поворознюк С.Н., Акимов В.В., Рогачёв Е.A., Крутько А.А.Badamshin A.M., Povoroznuyk S.N., Akimov V.V., Rogachev E.A., Krutko A.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/305

Данная работа посвящена проблеме разработки технологических операций, направленных на совершенствование структуры и свойств и, как следствие, на расширение области применения металлорежущих пластин из безвольфрамовых твердых сплавов. Поиск альтернативных аналогов традиционным вольфрамокобальтовым твердым сплавам является актуальной задачей современного материаловедения, что обусловлено высокой стоимостью и дефицитом их компонентов. В данной работе проводится исследование влияния непрерывных ионных пучков различного состава на изменение морфологии, механических свойств и эксплуатационных характеристик металлорежущих пластин из безвольфрамового твердого сплава марки КНТ16 (TiCN-Ni-Mo). Обнаружено, что воздействие непрерывных ионных пучков приводит к существенному изменению износостойкости режущих пластин при проведении операций токарной обработки среднеуглеродистой стали 40ХН. Установлен рациональный состав ионного пучка, при котором режущая пластина подвергается наименьшему износу после завершения цикла испытаний. С применением методов растровой электронной микроскопии и сканирующей зондовой микроскопии проведено исследование микрорельефа и морфологии поверхности образцов.

This work is devoted to the problem of developing technological operations aimed at improving the structure and properties and, as a result expanding the scope of metal-cutting inserts from tungsten-free hard alloys. The search for alternative analogues of traditional tungsten-cobalt hard alloys is an urgent task of modern materials science, due to the high cost and shortage of their components. In this paper, we study the effect of a continius ion beam on the change in the morphology, mechanical properties, and performance characteristics of metal-cutting inserts made of tungsten-free hard alloy grade KNT16 (TiCN-Ni-Mo). It has been found that the effect of continuous ion beams leads to a significant change in the wear resistance of cutting plates during turning operations on medium-carbon steel 40KhN. A rational composition of the ion beam has been established, in which the cutting plate is subjected to the least wear after completion of the test cycle. Using the methods of scanning electron microscopy and scanning probe microscopy, a study of the microrelief and morphology of the surface of the samples is carried out.

безвольфрамовые твердые сплавынепрерывный ионный пучокморфология поверхноститокарная обработкасканирующая и атомно-силовая микроскопияtungsten-free hard alloyscontinuous ion beamsurface morphologyturningscanning and atomic force microscopyReferencesПанов В. С. Безвольфрамовые твердые сплавы: аналитический обзор // Материаловедение. 2019. № 10. С. 33–39.Панов В. С. Безвольфрамовые твердые сплавы: аналитический обзор // Материаловедение. 2019. № 10. С. 33–39.Бурков П. В. Рентгенографические исследования структурных изменений твердых сплавов TiC–TiNi на разных стадиях технологического процесса // Известия Томского политехнического университета. 2004. Т. 307. C. 113–118.Бурков П. В. Рентгенографические исследования структурных изменений твердых сплавов TiC–TiNi на разных стадиях технологического процесса // Известия Томского политехнического университета. 2004. Т. 307. C. 113–118.Акимов В. В., Бадамшин А. М., Несов С. Н. [и др.]. Изменение структурно-фазового состояния и физико-химических свойств безвольфрамовых твердых сплавов TiC–TiNi после различных видов ионно-лучевой обработки // Омский научный вестник. 2021. № 2 (176). С. 5–9. DOI: 10.25206/1813-8225-2021-176-5-9.Акимов В. В., Бадамшин А. М., Несов С. Н. [и др.]. Изменение структурно-фазового состояния и физико-химических свойств безвольфрамовых твердых сплавов TiC–TiNi после различных видов ионно-лучевой обработки // Омский научный вестник. 2021. № 2 (176). С. 5–9. DOI: 10.25206/1813-8225-2021-176-5-9.Сивоха В. П., Миронов Ю. П., Рудай В. В. [и др.]. Структура и свойства композиционных материалов TiC-NiTi, легированных железом // Журнал технической физики. 2004. № 1 (74). С. 53–57.Сивоха В. П., Миронов Ю. П., Рудай В. В. [и др.]. Структура и свойства композиционных материалов TiC-NiTi, легированных железом // Журнал технической физики. 2004. № 1 (74). С. 53–57.Акимов В. В. Механизм жидкофазного спекания твердых композитов TiC–TiNi // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2006. № 6. С. 33–35.Акимов В. В. Механизм жидкофазного спекания твердых композитов TiC–TiNi // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2006. № 6. С. 33–35.Бурков П. В., Кульков С. Н. Оптимизация режимов горячего прессования сплавов TiC–NiTi // Вестник Томского государственного педагогического университета. 2004. № 6 (43). С. 71–75.Бурков П. В., Кульков С. Н. Оптимизация режимов горячего прессования сплавов TiC–NiTi // Вестник Томского государственного педагогического университета. 2004. № 6 (43). С. 71–75.Верещака А. А., Хожаев О. Повышение эксплуатационных характеристик инструмента из безвольфрамовых твердых сплавов с помощью наноструктурированных многослойно-композиционных покрытий // Вестник Брянского государственного технического университета. 2014. № 3 (43). С. 20–25.Верещака А. А., Хожаев О. Повышение эксплуатационных характеристик инструмента из безвольфрамовых твердых сплавов с помощью наноструктурированных многослойно-композиционных покрытий // Вестник Брянского государственного технического университета. 2014. № 3 (43). С. 20–25.Крутский Ю. Л., Максимовский Е. А., Петров Р. В. [и др.] Синтез карбида и диборида титана для металлообработки и получения керамики // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2021. № 4(23). С. 155–166. DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.4-155-166.Крутский Ю. Л., Максимовский Е. А., Петров Р. В. [и др.] Синтез карбида и диборида титана для металлообработки и получения керамики // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2021. № 4(23). С. 155–166. DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.4-155-166.Акимов В. В. Исследование микротвердости безвольфрамовых твердых сплавов на основе карбида титана // Вестник ИГТУ. 2005. № 3 (23). С. 121–124.Акимов В. В. Исследование микротвердости безвольфрамовых твердых сплавов на основе карбида титана // Вестник ИГТУ. 2005. № 3 (23). С. 121–124.Агеева Е. В., Сабельников Б. Н., Колмыков В. И. [и др.]. Оптимизация процесса спекания диспергированных электроэрозией частиц сплава КНТ16 // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. №1 (12). С. 8–24.Агеева Е. В., Сабельников Б. Н., Колмыков В. И. [и др.]. Оптимизация процесса спекания диспергированных электроэрозией частиц сплава КНТ16 // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. №1 (12). С. 8–24.Янюшкин А. С., Якимов Н. П., Петров Н. П. [и др.]. Исследование поверхности безвольфрамового твердого сплава, шлифованного комбинированным методом // Системы. Методы. Технологии. 2009. № 2 (2). С. 70–77.Янюшкин А. С., Якимов Н. П., Петров Н. П. [и др.]. Исследование поверхности безвольфрамового твердого сплава, шлифованного комбинированным методом // Системы. Методы. Технологии. 2009. № 2 (2). С. 70–77.Хижняк В. Г., Карпец М. В., Долгих В. Ю. Нанесение защитных покрытий на безвольфрамовые твердые сплавы // Порошковая металлургия. 2003. № 9. С. 118–123.Хижняк В. Г., Карпец М. В., Долгих В. Ю. Нанесение защитных покрытий на безвольфрамовые твердые сплавы // Порошковая металлургия. 2003. № 9. С. 118–123.Бадамшин А. М., Лептюк А. О. Исследование морфологии, химического состава и коррозионной стойкости твердого сплава TiC–NiTi, модифицированного мощным ионным пучком // Омский научный вестник. 2022. № 2 (182). С. 33–37. DOI: 10.25206/1813-8225-2022-182-33-37.Бадамшин А. М., Лептюк А. О. Исследование морфологии, химического состава и коррозионной стойкости твердого сплава TiC–NiTi, модифицированного мощным ионным пучком // Омский научный вестник. 2022. № 2 (182). С. 33–37. DOI: 10.25206/1813-8225-2022-182-33-37.Калистратова Н. П., Полещенко К. Н., Геринг Г. И. [и др.] Модификация твердых сплавов мощными ионными пучками и послерадиационной термической обработкой // Физика и химия обработки материалов. 1999. № 1. С. 10–14.Калистратова Н. П., Полещенко К. Н., Геринг Г. И. [и др.] Модификация твердых сплавов мощными ионными пучками и послерадиационной термической обработкой // Физика и химия обработки материалов. 1999. № 1. С. 10–14.Полещенко К. Н., Вершинин Г. А., Геринг Г. И. [и др.]. Модифицирование структуры и свойств твердых сплавов системы WC-Co сильноточными пучками заряженных частиц // Вестник Омского университета. 1996. № 2. С. 39–43.Полещенко К. Н., Вершинин Г. А., Геринг Г. И. [и др.]. Модифицирование структуры и свойств твердых сплавов системы WC-Co сильноточными пучками заряженных частиц // Вестник Омского университета. 1996. № 2. С. 39–43.Полещенко К. Н., Вершинин Г. А., Поворознюк С. Н. [и др.] Износостойкость твердых сплавов системы WC-Co, модифицированных ионными пучками различной интенсивности // Трение и износ. 1998. № 4(19). С. 475–479.Полещенко К. Н., Вершинин Г. А., Поворознюк С. Н. [и др.] Износостойкость твердых сплавов системы WC-Co, модифицированных ионными пучками различной интенсивности // Трение и износ. 1998. № 4(19). С. 475–479.Vershinin G. A., Poletshenko K. N., Povoroznjuk S. N. [et al.]. Mass transfer in heterogeneous materials under irradiation with high-intensity beams of charged particles // Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2001. No. 5 (16). P. 761–767.Vershinin G. A., Poletshenko K. N., Povoroznjuk S. N. [et al.]. Mass transfer in heterogeneous materials under irradiation with high-intensity beams of charged particles // Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2001. No. 5 (16). P. 761–767.Кулешов А. К., Углов В. В., Брюхов В. В. Упрочнение инструментальных материалов имплантацией ионов (Zr, b, n) и (Zr, b, Кr) // Вакуумная техника и технология. 2011. № 4(21). С. 231–236.Кулешов А. К., Углов В. В., Брюхов В. В. Упрочнение инструментальных материалов имплантацией ионов (Zr, b, n) и (Zr, b, Кr) // Вакуумная техника и технология. 2011. № 4(21). С. 231–236.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.