ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 2 2025 164 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ удара всухую. При скалывании режущей кромки пластину поворачивали на ≈30° или переворачивали на противоположную сторону. Режимы резания были взяты из источников [2, 6–8, 12, 14, 15, 26]. За критерий работоспособности инструмента был принят путь резания, при котором наблюдается формирование стружки. Наступление отказа указывало на хрупкое разрушение режущей кромки и прекращение стружкообразования. На первом этапе испытаний использовали керамические пластины с режущими кромками без дополнительной обработки, т. е. микрогеометрия была сформирована в процессе плоского шлифования. Для установления границ допустимого варьирования режимами при точении были выбраны следующие значения: скорость резания V = 200; 300; 400 м/мин; подача S = 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 1,0 мм/об; глубина резания t = 0,1; 0,2; 0,4 мм. На втором этапе осуществляли проверку работоспособности на постоянных режимах V = 200 м/мин; S = 0,25 мм/об; t = 0,1 мм. При этом использовали пластину с фаской 0,2×45° мм, сформированной на режущей кромке. Результаты и их обсуждение Химический состав стали марки 40Х соответствует ГОСТ 4543–2016 «Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия». В исходном состоянии сталь марки 40Х имеет феррито-перлитную структуру, ее твёрдость составляет HRC 21–26, а после закалки она представляет собой мартенсит с остаточным аустенитом (5–8 %). Измерения твёрдости закаленной стали показали, что по глубине сечения присутствуют колебания в диапазоне HRC 43–48. Элементный состав исходного керамического порошка приведён в табл. 1. Измерения показали, что фактический размер частиц керамического порошка находится в диапазоне 0,04…0,09 мкм, а удельная площадь поверхности составляет 15 ± 3 м2/г. Результаты измерений физико-механических характеристик, проведенных на образцах-представителях, приведены в табл. 2. Фазовый состав шлифованной поверхности спеченной керамики Y-TZP-Al2O3 представлен на рис. 4. Видно, что основными фазами являются матричная фаза тетрагонального ZrO2 и упрочняющая фаза α-Al2O3. Небольшое количество моноклинного ZrO2 (≈3 об. %) могло появиться вследствие шлифования поверхности керамических пластин, когда под нагрузкой происходит фазовый переход из метастабильной тетрагональной в стабильную моноклинную фазу. Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Физико-меха нические характеристики спечённой керамики Y-TZP-Al2O3 Physical and mechanical properties of sintered Y-TZP-Al2O3 ceramic Плотность ρ, г/см3 / Density ρ (g/cm3) Диаметр зерен dзерен, мкм / Grain diameter dg (μm) Прочность при изгибе σи, МПа / Bending strength (MPa) Микротвёрдость HV10, ГПа / Microhardness HV10 (GPa) Трещиностойкость K1c, МПа·м 1/2 Fracture resistance K1c (MPa·m1/2) 5,5 ± 0,2 0,4 ± 0,09 1200 ± 160 14 ± 0,6 7,2 ± 0,4 Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Химический состав керамического порошка TZ-3Y20AB Chemical composition of TZ-3Y20AB ceramic powder Массовая доля химических соединений, % / Mass fraction of chemical compounds, % Y2O3 Al2O3 SiO2 Fe2O3 Na2O ZrO2 3,9 ± 0,3 19 ± 1 < 0,02 < 0,01 < 0,04 Остальное
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1