Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 2 2018 40 ТЕХНОЛОГИЯ равным γ = –18º. Скорость резания V варьирова- лась от 3 до 5 м/c, подача инструмента на оборот шпинделя составляла p = 0,05…0,4 мм/об, глу- бина резания составляла t = 1,0…2,0 мм. Измерения среднеинтегральной температу- ры зоны контакта инструмент – подрезаемый слой проводились при использовании резца из Т15К6 методом естественной термопары. Измерения главной составляющей силы ре- зания осуществлялись с помощью динамометра Kistler (Швейцария) модели 9255B. Измерения температуры наружной поверх- ности подрезаемого слоя ребра выполнялись с использованием термографа марки ИРТИС-2000 (Россия) с разрешением 200 мкм между двумя измеряемыми точками на расстоянии 200 мм от объекта измерения. Точность измерения состав- ляла +/– 1 % от измеряемого диапазона, кали- бровка проводилась непрерывно при измерении температуры встроенным в термограф черным телом. Диапазон измеряемых температур термо- графом составлял от –60 до +1700 °С. Металлографические исследования закален- ной структуры осуществлялись на стандартно- подготовленных шлифах визуально на оптиче- ском микроскопе серии Olympus GX51 (Japan). Измерения микротвердости проводились в автоматическом режиме твердомером модели EMCOTEST DuraScan 70 (Швейцария) при на- грузке на алмазный индентор 100 г. Сравнительные триботехнические испыта- ния закаленных образцов из стали 40Х проводи- лись на модернизированной машине трения типа Амслер А135. Подготовка образцов к испытани- ям выполнялась по методике, описанной в [28]. Испытания проводились по схеме «диск–диск» с относительной скоростью проскальзывания 0,08 м/с и нагрузкой на образец 185 Н. В каче- стве контртела использовался диск из твердого сплава марки ВК8 (92 % WC, 8 % Co) твердо- стью 87,5 HRA. В зону трения капельной по- дачей (4…6 капель в минуту) подавалось инду- стриальное масло марки И20A. Линейный износ дорожки трения на наружной поверхности ис- пытуемого образца измерялся индикатором ча- сового типа с ценой деления 1 мкм. Измерения износа осуществлялись с равными промежутка- ми времени в интервале одного часа. Интенсив- ность изнашивания W для каждого эксперимен- та рассчитывалась по формуле W = Δ h / L , где Δ h [мм]– линейный износ; L [мм]– длина пути трения. При закалке ДР испытывались образцы без отпуска и с дополнительным низким отпуском (200 °С в течение 40 мин). Испытания на трение закаленных ДР образцов, сравнивались с образ- цами, изготовленными из той же стали по стан- дартной технологии объемной закалки с после- дующим низким отпуском при указанной выше температуре и времени отпуска. Результаты и их обсуждение Результаты получения полностью закален- ной структуры методом ДР на наружной поверх- ности заготовки приведены в таблице. Продоль- ные шлифы полученных упрочненных структур показаны на рис. 6. На рис. 7 показаны результаты распределе- ния твердости по глубине упрочненного слоя на стали 35, созданного методом ДР при шаге оре- бренной структуры, равной 0,05 мм (кривая 1 ), в сравнении с лазерной закалкой стали ASTM 4118 [21] (кривая 2 ). Отличительной особенно- стью упрочненного слоя, созданного методом деформирующего резания, является относи- тельное постоянство твердости на всей глубине упрочненного слоя, равного 0,6 мм. При лазер- ной закалке стали твердость упрочненного слоя уменьшается по глубине. Скорость ДР существенно влияет на вид и структуру упрочненного слоя. Так, на стали 35 упрочненный слой, сформированный методом ДР, при скорости резания V = 5 м/с имеет сквоз- ную закалку по всему сечению ребра с твердо- стью 670 HV 0,1 (59 HRC). При формировании упрочненного слоя с меньшими скоростями резания только часть ребра, находящаяся в не- посредственном контакте с инструментом, до- стигает температуры, необходимой для струк- турно-фазовых превращений. Таким образом, снижение скорости или повышение толщины подрезаемого слоя приводят к образованию сло- истой структуры, состоящей из наклонных слоев различной твердости. На рис. 8 показаны приме- ры получения слоистой структуры с различным соотношением толщины полностью закаленно- го (твердость 560 HV 0,1 ) и частично упрочнен- ного (твердость 360 HV 0,1 ) слоя. Для примера,