OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 3 2022 55 EQUIPMENT. INSTRUMENTS – низкой теплопроводностью жаропрочных сталей, которая приводит к повышению температуры на контактных поверхностях при резании, вызывающее рост интенсивности явлений адгезии и диффузии и, как следствие, разрушение режущей части инструмента; – способностью этих материалов сохранять исходную прочность и твердость при повышенных температурах, возникающих в зоне деформации и схода стружки при резании, что приводит к весьма высокому удельному давлению в месте контакта материала с инструментом в процессе резания; – повышенной истирающей способностью этих сталей, обусловленной наличием в них, кроме фазы твердого раствора, так называемой второй фазы, образующей интерметалидные или карбидные включения, которые приводят к повышению износа инструмента при обработке; – малой виброустойчивостью при движении резания, обусловленной высокой упрочняемостью этих материалов при неравномерности протекания процесса их пластического деформирования. Указанные выше и иные проблемы, связанные со специфическими характеристиками жаропрочных сталей, требуют создания новых технологических решений, позволяющих улучшить обрабатываемость этих материалов. Методика исследований Одним из методов улучшения обрабатываемости жаропрочных сталей и сплавов является плазменно-механическая обработка. При плазменно-механической обработке жаропрочных сталей лезвийным инструментом нагрев заготовки осуществляется плазменной дугой. Нагрев заготовки из жаропрочных сталей улучшает обрабатываемость лезвийным инструментом этих материалов. Использование в процессе резания предварительного нагрева позволяет увеличивать разницу между контактной твердостью инструмента и твердостью обрабатываемого материала, что приводит к увеличению стойкости лезвийного инструмента. При предварительном нагреве заготовок из жаропрочных материалов при механическом резании лезвийным инструментом происходит большее разупрочнение обрабатываемого материала, чем разупрочнение рабочих поверхностей режущего инструмента. Проведенные эксперименты показали, что при плазменной механической обработке высокая концентрация тепла в небольшом объеме позволяет хорошо управлять процессом нагрева, добиваясь достаточной стабильности; наиболее целесообразно применять плазменный нагрев при резании труднообрабатываемых материалов, имеющих низкий коэффициент обрабатываемости. Установлено, что эффективность процесса плазменного нагрева тем выше, чем ниже коэффициент обрабатываемости жаропрочных материалов; следует отметить, что при плазменно-механической обработке для эффективного резания металла необходимо прогревать слой заготовки на глубину резания и величину подачи до оптимальной температуры резания, которая складывается из температуры предварительного нагрева и температуры, возникающей вследствие стружкообразования. Следовательно, режим плазменного нагрева следует определять в зависимости от состава и физико-механических параметров обрабатываемого жаропрочного материала [3, 4, 6–8]. При плазменно-механической обработке увеличение температуры нагрева заготовки изменяет физико-химические и механические свойства не только обрабатываемого материала, но и материала инструмента. Установлено [1–5], что при повышении температуры нагрева поверхности трения, с одной стороны, увеличивается пластичность обрабатываемого материала, с другой – возрастает степень пластической деформации стружки. Локальный нагрев поверхностных слоев обрабатываемого материала, происходящий при соприкосновении с плазменной дугой, вызывает в заготовке температурное поле высокой степени неравномерности, что приводит к появлению крайне неравномерных полей напряжений в обрабатываемом металле. Неравномерность полей напряжений усиливается структурными превращениями, возникающими в части объема нагретого металла, и расплавлением отдельных его участков. Такой механизм воздействия плазменной дуги может привести к микроразрывам и другим нарушениям сплошности в поверхностном слое заготовки и содействовать облегчению деформации стружкообразования при токарной и фрезерной обработке.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1