Сысоев Олег Евгеньевич, д.т.н., профессор, профессор кафедры «Строительство и архитектура»
681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27
Oleg E. Sysoev, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Professor of the Construction and Architecture Department
27, Lenin Prospect, Komsomolsk-on-Amur 681013
Мокрицкий Борис Яковлевич, д.т.н., профессор, профессор кафедры «Машиностроение»
681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27
Boris Ya. Mokritskii, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Professor of the Mechanical Engineering Department
27, Lenin Prospect, Komsomolsk-on-Amur 681013
Космынин Александр Витальевич, д.т.н., профессор, проректор по науке и инновационной работе
681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27
Alexander V. Kosmynin, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Vice-Rector for Research and Innovation
27, Lenin Prospect, Komsomolsk-on-Amur 681013
Сысоев Евгений Олегович, к.э.н., доцент, профессор кафедры «Строительство и архитектура»
681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27
Evgeny O. Sysoev, Cand. Sci. (Econ.), Associate Professor, Professor of the Construction and Architecture Department
27, Lenin Prospect, Komsomolsk-on-Amur 681013
Цель – исследовать период стойкости концевых монолитных твердосплавных фрез при фрезеровании материалов заготовок деталей с твердостью основы HRC 40 при твердости поверхностного слоя HRC 65 и выше. Для обработки заготовок использовали концевые монолитные твердосплавные четырехзубые и девятизубые фрезы; контрольные фрезы были без покрытия. На исследуемых фрезах покрытия исполнялись многослойными, наноструктурированными толщиной до 5 мкм, которые наносили методом конденсации с ионной бомбардировкой на установке серии Булат. Были изучены покрытия трех видов. Первое выполнено из карбонитрида титана и слоя нитрида титана (TiCN+TiN); второе – смеси титана с алюминием и слоя оксида алюминия, смеси нитрида титана с алюминием и слоя оксида алюминия ((TiAl)N+Al2O3+(TiAl)N+Al2O3). Третий вид покрытия состоял из карбонитрида титана со слоем нитрида смеси титана и алюминия, слоев оксида алюминия и карбида титана (TiCN+(TiAl)N+Al2O3+TiC). Обрабатываемые заготовки имели наплавку поверхностного слоя твердостью выше HRC 61. Наплавку наносили с помощью установки дуговой сварки модели TST 350, дополненной сварочным полуавтоматом модели ПДГ0–527-4А при использовании порошковой проволоки марки ПП-АН167. Установлено, что период стойкости девятизубой фрезы без покрытия и с покрытием превышает аналогичные периоды стойкости четырехзубой фрезы. По результатам экспериментов отмечено, что на девятизубой фрезе покрытие состава TiCN+(TiAl)N+Al2O3+TiC более рационально, и по периоду стойкости превосходит покрытие (TiAl)N+Al2O3+(TiAl)N+Al2O3 во всем диапазоне скоростей резания. Получены зависимости периода стойкости от скорости резания отдельно для концевых монолитных твердосплавных девятизубых фрез и концевых монолитных твердосплавных четырехзубых фрез с различными многослойными наноструктурированными покрытиями. По выявленным зависимостям можно установить наиболее рациональные условия эксплуатации этих фрез. Результаты исследований могут использоваться при создании технологий изготовления деталей с твердостью поверхностного слоя выше HRC 65.
The present paper sets out to investigate the service life of solid carbide end mills for machining workpieces with an HRC 40 base hardness and a surface layer hardness of HRC 65 and greater. For machining, solid carbide end mills with four and nine teeth were used; control mills were uncoated. The studied mills were coated with 5 µm thick multilayer nanostructured coatings applied using the condensation method with ion bombardment in a Bulat unit. Three types of coatings were studied, including titanium carbonitride with titanium nitride layer (TiCN+TiN); a mixture of titanium and aluminum with aluminum oxide, mixed titanium and aluminum nitride, and aluminum oxide layers (TiAl+Al2O3+(TiAl)N+Al2O3); titanium carbonitride with mixed titanium and aluminum nitride, aluminum oxide, and titanium carbide layers (TiCN+(TiAl)N+Al2O3+TiC). The surface layer hardness of workpieces exceeded HRC 61. The surfacing was applied using a TST 350 arc welding machine equipped with a PDG0–527-4A semiautomatic welding device with a PP-AN167 flux-cored wire. The service life of a nine-tooth mill, both coated and uncoated, was found to exceed that of a four-tooth mill. Experimental results show that TiCN+(TiAl)N+Al2O3+TiC coating is more appropriate for a nine-tooth mill. This coating surpasses the (TiAl)N+Al2O3+(TiAl)N+Al2O3 coating for the resistance period in the entire range of milling speeds. The dependencies of the tool life on the milling speed were separately obtained for solid carbide nine- and four-tooth end mills with various multilayer nanostructured coatings. The identified dependencies can be used to establish the most appropriate operating conditions for these mills. The research results can be used to develop technologies for manufacturing parts with a surface layer hardness above HRC 65.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.