Modification of metal-cutting plates from tungsten-free hard alloy grade KNT16 by continuous ion beams
https://doi.org/10.25206/1813-8225-2023-185-31-36
Abstract
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.
About the Authors
A. M. Badamshin
Omsk State Technical University
Russian Federation
Russian Federation
Omsk
S. N. Povoroznuyk
Omsk State Technical University
Russian Federation
Russian Federation
Omsk
V. V. Akimov
Siberian State Automobile and Highway University
Russian Federation
Russian Federation
Omsk
E. A. Rogachev
Omsk State Technical University
Russian Federation
Russian Federation
Omsk
A. A. Krutko
Omsk State Technical University
Russian Federation
Russian Federation
Omsk
References
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.
Review
For citations:
Badamshin A.M., Povoroznuyk S.N., Akimov V.V., Rogachev E.A., Krutko A.A. Modification of metal-cutting plates from tungsten-free hard alloy grade KNT16 by continuous ion beams. Omsk Scientific Bulletin. 2023;(1):31-36. (In Russ.) https://doi.org/10.25206/1813-8225-2023-185-31-36
Views:
5
JATS XML
Email this article 