Модификация металлорежущих пластин из безвольфрамового твердого сплава марки КНТ16 непрерывными ионными пучками

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.

1. Панов В. С. Безвольфрамовые твердые сплавы: аналитический обзор // Материаловедение. 2019. № 10. С. 33–39.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. Акимов В. В. Механизм жидкофазного спекания твердых композитов TiC–TiNi // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2006. № 6. С. 33–35.

6. Бурков П. В., Кульков С. Н. Оптимизация режимов горячего прессования сплавов TiC–NiTi // Вестник Томского государственного педагогического университета. 2004. № 6 (43). С. 71–75.

7. 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.

8. 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.

9. Акимов В. В. Исследование микротвердости безвольфрамовых твердых сплавов на основе карбида титана // Вестник ИГТУ. 2005. № 3 (23). С. 121–124.

10. 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.

11. 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.

12. Хижняк В. Г., Карпец М. В., Долгих В. Ю. Нанесение защитных покрытий на безвольфрамовые твердые сплавы // Порошковая металлургия. 2003. № 9. С. 118–123.

13. 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.

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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.