RU2370750C1

RU2370750C1 - Method of forecasting wear resistance of cemented-carbide cutting tool

Info

Publication number: RU2370750C1
Application number: RU2008131090/28A
Authority: RU
Inventors: Владимир Петрович Нестеренко (RU); Владимир Петрович Нестеренко; Юрий Иванович Тюрин (RU); Юрий Иванович Тюрин; Константин Петрович Арефьев (RU); Константин Петрович Арефьев; Василий Иванович Матвеенко (RU); Василий Иванович Матвеенко; Дмитрий Васильевич Лычагин (RU); Дмитрий Васильевич Лычагин
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2009-10-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: wear resistance of cemented-carbide cutting tool is forecasted and controlled by complex index of forces and pH in surface poly oxide mass formed on cutting tool surface during high-temperature oxidation at cutting temperature and duration equal to those before preset wear criterion. Use of proposed method proceeds from close correlation between properties of poly oxide films and pH, and wear resistance of cemented-carbide cutting tool. With surface poly oxide mass pH increasing, wear resistance of cemented-carbide cutting tools increases.

EFFECT: higher accuracy, lower labor input.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.The invention relates to the field of metal cutting and can be used to predict - control the wear resistance of carbide cutting tools in their manufacture, use or certification.

Известен способ определения износостойкости твердых сплавов, заключающийся в том, что испытуемый материал помещают в переменное магнитное поле с напряженностью порядка 5 эрстед, измеряют магнитную проницаемость материала и по градировочному графику «магнитная проницаемость - стойкость», построенному для эталонного образца, определяют величину износостойкости материала [SU А.С. 268720, МПК G01N 3/58, БИ 1970, №14].A known method for determining the wear resistance of hard alloys is that the test material is placed in an alternating magnetic field with an intensity of about 5 Oersted, the magnetic permeability of the material is measured, and the magnitude of the material’s wear resistance is determined from the magnetic permeability - resistance graph plotted for the reference sample [ SU A.S. 268720, IPC G01N 3/58, BI 1970, No. 14].

Одним из недостатков известного способа является то, что при измерении не учитывается влияние массы и размагничивающего фактора изделий, имеющих часто различные формы и габаритные размеры, на величину магнитной проницаемости, что приводит к снижению точности измерений. Кроме того, эксплуатационная характеристика - износостойкость контролируется данным способом посредством оценки физического состояния с помощью относительной магнитной проницаемости только в одной из компонент твердого сплава - кобальтовой связке. Это происходит потому, что карбид вольфрама - парамагнетик и вклад его от намагниченности в общую относительную магнитную проницаемость небольшой. Поэтому с помощью данного способа производится, по существу, оценка относительной магнитной проницаемости кобальта, его количество и деформационное состояние. При этом совершенно не учитываются другие свойства поверхности и объема твердого сплава, в том числе когезионное и адгезионное состояние на границах фаз и в объеме компонентов твердого сплава и т.д. Вследствие рассмотренных причин этот способ отличается низкой точностью при оценке износостойкости твердых сплавов.One of the disadvantages of this method is that the measurement does not take into account the influence of the mass and demagnetizing factor of products, which often have different shapes and dimensions, on the magnetic permeability, which leads to a decrease in the accuracy of measurements. In addition, the operational characteristic - wear resistance is controlled by this method by assessing the physical condition using relative magnetic permeability in only one of the components of the hard alloy - cobalt bond. This is because tungsten carbide is a paramagnet and its contribution from magnetization to the total relative magnetic permeability is small. Therefore, using this method, essentially, the relative magnetic permeability of cobalt, its quantity and deformation state are evaluated. Moreover, other properties of the surface and volume of the hard alloy are not taken into account at all, including the cohesive and adhesive state at the phase boundaries and in the volume of the components of the hard alloy, etc. Due to the reasons considered, this method is characterized by low accuracy in assessing the wear resistance of hard alloys.

Известен способ контроля режущих свойств партии твердосплавных инструментов, согласно которому сначала воздействуют на каждый инструмент (твердосплавную пластинку) из партии, регистрируют параметр контроля, затем, выборочно подвергают механическому износу несколько инструментов из партии и определяют режущие свойства инструментов всей партии. Воздействие на каждый инструмент осуществляют путем равномерно распределенного импульсного нагрева, регистрируют хронологическую термограмму, в качестве параметра контроля определяют коэффициент температуропроводности каждого инструмента, по результатам выборочного механизма износа в зависимости от коэффициента температуропроводности, а режущие свойства инструментов всей партии определяют, используя полученную зависимость [SU А.С. 1651155, МПК G01N 3/58, БИ 1991 №19]. Выбранным исходным параметром в данном способе является величина температуропроводности. Основным недостатком данного способа является то, что очень трудно, более или менее точно, определить скорость распространения тепла в материалах, в которых носителями тепла являются свободные электроны. Твердые сплавы являются такими материалами, и теплопередача у них обеспечивается за счет движения электронов. Температуропроводность всех твердых сплавов отличается на незначительную величину. Поэтому очень сложно определить флуктуации (изменяющие износостойкость) температуропроводности для одной конкретной марки твердого сплава (они практически незаметны). Последнее сопряжено с большими техническими трудностями. Должное обеспечение в этой ситуации операций контроля точными - воздействующими, регистрирующими и вспомогательными приборами и устройствами, гарантирующими, необходимую точность, повлечет за собой значительное повышение себестоимости контрольных операций. Вследствие этого данный способ контроля является мало перспективным для использования как в лабораторных, так и в производственных условиях.A known method of controlling the cutting properties of a batch of carbide tools, according to which first they act on each tool (carbide plate) from a batch, a control parameter is recorded, then several tools from a batch are selectively subjected to mechanical wear and the cutting properties of the tools of the entire batch are determined. The impact on each tool is carried out by uniformly distributed pulsed heating, a chronological thermogram is recorded, the thermal diffusivity of each instrument is determined as a control parameter, according to the results of a selective wear mechanism depending on the thermal diffusivity, and the cutting properties of the instruments of the entire batch are determined using the obtained dependence [SU A .FROM. 1651155, IPC G01N 3/58, BI 1991 No. 19]. The selected initial parameter in this method is the thermal diffusivity. The main disadvantage of this method is that it is very difficult, more or less accurately, to determine the rate of heat propagation in materials in which free electrons are the heat carriers. Hard alloys are such materials, and their heat transfer is ensured by the movement of electrons. The thermal diffusivity of all hard alloys differs by an insignificant amount. Therefore, it is very difficult to determine the fluctuations (changing the wear resistance) of the thermal diffusivity for one particular grade of hard alloy (they are almost invisible). The latter is fraught with great technical difficulties. The proper provision in this situation of control operations with precise - acting, recording and auxiliary instruments and devices guaranteeing the necessary accuracy will entail a significant increase in the cost of control operations. As a result of this, this control method is not very promising for use in both laboratory and production conditions.

Известен способ прогнозирования износостойкости режущего инструмента, выбранный в качестве прототипа и заключающийся в следующем. Проводят эталонные испытания режущих инструментов при оптимальной или близкой к ней скорости резания, проводят испытания на изменение величины исходного параметра от свойств поверхностной полиоксидной структуры твердого сплава, сформированной в процессе его нагревания, строят эталонную корреляционную зависимость "исходный параметр - износостойкость", выполняют статистический контроль только величины исходного параметра для текущей партии твердосплавных режущих инструментов. После этого прогнозируют износостойкость для текущей партии инструментов на основании зависимости:A known method for predicting the wear resistance of a cutting tool, selected as a prototype and consisting in the following. Carry out benchmark tests of cutting tools at an optimal or close cutting speed, conduct tests to change the value of the initial parameter on the properties of the surface polyoxide structure of the hard alloy formed during its heating, build the reference correlation "initial parameter - wear resistance", perform statistical monitoring only initial parameter values for the current batch of carbide cutting tools. After that, wear resistance is predicted for the current batch of tools based on the relationship:

где Т(текущее), мин - износостойкость в минутах - среднее прогнозируемое время безаварийной работы твердосплавных режущих инструментов, подвергающихся испытаниям, из текущей партии образцов;where T (current), min - wear resistance in minutes - the average predicted time of trouble-free operation of carbide cutting tools undergoing tests from the current batch of samples;

Т(эталонное), мин - средняя износостойкость в минутах для твердосплавных режущих инструментов из эталонной партии твердосплавной продукции;T (reference), min - average wear resistance in minutes for carbide cutting tools from a reference batch of carbide products;

Т(эталонное), пс - средняя величина выбранного исходного параметра, полученная при измерении характеристики поверхностной полиоксидной структуры у твердосплавных режущих инструментов из эталонной партии твердосплавной продукции;T (reference), ps - the average value of the selected initial parameter obtained by measuring the characteristics of the surface polyoxide structure of carbide cutting tools from a reference batch of carbide products;

τ(текущее), пс - средняя величина выбранного исходного параметра, полученная при измерении характеристики поверхностной полиоксидной структуры у твердосплавных режущих инструментов из текущей - контролируемой партии. В качестве исходного параметра при этом используют величину времени жизни позитронов, внедренных в поверхность и приповерхностные слои твердых сплавов и производящих оценку электронной плотности их структуры. По величине электронной плотности прогнозируют износостойкость изготовленных режущих инструментов. [SU А.С. 2251095, МПК G01N 3/58 БИ 2005 №12]. Основным недостатком данного способа является высокая организационная сложность в его осуществлении. Для реализации этого способа необходим радиоактивный источник. В соответствии с нормами для его обслуживания существуют высокие требования. Необходимо иметь специальное помещение для его хранения. Измерение соответствующих параметров и обработку полученных результатов может производить только специально подготовленный и обученный персонал. С помощью данного способа производится оценка структуры на атомном уровне, и не всегда сопоставление данных результатов с результатами получаемыми по износостойкости приводит к точному прогнозу. Данный способ позволяет производить разбраковку - прогнозировать износостойкость твердых сплавов, близких по виду и степени дефектности структуры. Сравнение структур сильно различающихся по виду и степени дефектности дает достаточно заметные погрешности в прогнозе износостойкости твердосплавных режущих инструментов. Вследствие этого данный способ прогнозирования износостойкости не совсем точно характеризует эксплуатационные свойства, предопределяемые степенью дефектности структуры, что в итоге снижает степень тесноты корреляционной связи между исходным параметром и износостойкостью режущих инструментов. Тем не менее данный способ контроля информативно отражает эксплуатационное состояние поверхностной структуры инструментального материала, что важно для установления связи между данной характеристикой и адгезионным износом, в большой степени зависящим от вида и степени дефектности поверхностного слоя, и мы выбираем его в качестве прототипа.τ (current), ps - the average value of the selected initial parameter obtained by measuring the characteristics of the surface polyoxide structure of carbide cutting tools from the current - controlled batch. In this case, the value of the positron lifetime embedded in the surface and near-surface layers of hard alloys and estimating the electron density of their structure is used as the initial parameter. The magnitude of the electron density predict the wear resistance of manufactured cutting tools. [SU A.S. 2251095, IPC G01N 3/58 BI 2005 No. 12]. The main disadvantage of this method is the high organizational complexity in its implementation. To implement this method, a radioactive source is required. In accordance with the standards for its maintenance, there are high requirements. It is necessary to have a special room for its storage. The measurement of the relevant parameters and the processing of the results obtained can only be performed by specially trained and trained personnel. Using this method, the structure is evaluated at the atomic level, and not always comparing these results with the results obtained by wear resistance leads to an accurate forecast. This method allows you to sort out - to predict the wear resistance of hard alloys, similar in appearance and degree of defective structure. A comparison of structures that differ greatly in appearance and degree of defectiveness gives quite noticeable errors in predicting the wear resistance of carbide cutting tools. As a result, this method for predicting wear resistance does not quite accurately characterize the operational properties determined by the degree of defective structure, which ultimately reduces the degree of tightness of the correlation between the initial parameter and the wear resistance of cutting tools. Nevertheless, this control method informatively reflects the operational state of the surface structure of the tool material, which is important for establishing a relationship between this characteristic and adhesive wear, which to a large extent depends on the type and degree of imperfection of the surface layer, and we choose it as a prototype.

Задачей предлагаемого способа прогнозирования износостойкости твердосплавных вольфрам-титан-кобальтовых (группа Р) режущих инструментов является повышение точности и снижение трудоемкости при прогнозировании износостойкости твердосплавных режущих инструментов. Прогнозирование основано на тесной корреляционной зависимости между износостойкостью и показателем кислотно-основных свойств поверхности - рН у полиоксидной структуры твердых сплавов (группа Р), сформировавшейся, в свою очередь, на их поверхности при нагревании в электрической печи с открытым доступом атмосферного воздуха при температуре, равной температуре (оптимальной температуре), действующей в зоне резания инструментальный - обрабатываемый материал и продолжительности, равной времени резания до заданного критерия затупления. С увеличением комплексного показателя кислотно-основных свойств поверхности - рН износостойкость режущих инструментов (режущих пластинок) при резании ими сталей и сплавов возрастает.The objective of the proposed method for predicting the wear resistance of carbide tungsten-titanium-cobalt (group P) cutting tools is to increase accuracy and reduce the complexity in predicting the wear resistance of carbide cutting tools. Prediction is based on a close correlation between wear resistance and the acid-base surface properties - the pH of the polyoxide structure of hard alloys (group P), which, in turn, formed on their surface when heated in an electric furnace with open access to atmospheric air at a temperature equal to temperature (optimal temperature) operating in the cutting zone tool - the material being processed and a duration equal to the cutting time to the specified blunting criterion. With an increase in the complex indicator of acid-base surface properties - pH, the wear resistance of cutting tools (cutting inserts) increases when they cut steels and alloys.

Поставленная задача при прогнозировании износостойкости в предлагаемом способе решается путем использования выбранного исходного параметра и включает проведение эталонных статистических испытаний на износостойкость в процессе резания машиностроительных материалов на металлорежущем станке, измерение - контроль исходного параметра, построение корреляционной эталонной зависимости «износостойкость - исходный параметр» и последующий статистический контроль, исключительно, только величины исходного параметра у текущей контролируемой партии твердосплавных режущих инструментов (или отдельных инструментов) на основании зависимости:The task when predicting wear resistance in the proposed method is solved by using the selected initial parameter and includes carrying out benchmark statistical tests of wear resistance in the process of cutting machine-building materials on a metal-cutting machine, measurement - control of the initial parameter, construction of the correlation reference dependence "wear resistance - initial parameter" and the subsequent statistical control, exclusively, only the values of the initial parameter of the current control of the batch of carbide cutting tools (or individual tools) based on the relationship:

где а_Э и в_Э - постоянные коэффициенты:where a _E and in _E are constant coefficients:

из них:of them:

Т (мин) - текущая износостойкость в минутах для твердосплавных режущих инструментов, подвергшихся испытаниям, из прогнозируемой текущей партии образцов;T (min) - the current wear resistance in minutes for carbide cutting tools that have been tested, from the predicted current batch of samples;

рН (б/в) - текущее значение (безразмерная величина) выбранного исходного параметра, полученное при контроле поверхностной полиоксидной структуры у сменных твердосплавных режущих пластинок (резцов) из текущей (контролируемой) партии;pH (b / c) - the current value (dimensionless value) of the selected initial parameter obtained by monitoring the surface polyoxide structure of replaceable carbide cutting inserts (cutters) from the current (controlled) batch;

Тэ₁ и Тэ₂ (мин) - износостойкость в минутах для двух выборок сменных твердосплавных режущих пластинок из эталонной партии твердосплавной продукции;Te ₁ and Te ₂ (min) - wear resistance in minutes for two samples of interchangeable carbide cutting inserts from the reference batch of carbide products;

pHэ₁ и рНэ₂ (б/в) - безразмерные величины выбранного исходного параметра для двух выборок образцов твердосплавных режущих инструментов из эталонной партии принимаемой (отправляемой) продукции, отличающемся тем, что с целью повышения точности прогнозирования износостойкости в качестве исходного параметра используют величину комплексного показателя силы и концентрации кислотно-основных активных центров у поверхностной полиоксидной структуры - рН, с увеличением которого износостойкость возрастает.pHe ₁ and pHe ₂ (b / c) are the dimensionless values of the selected initial parameter for two samples of carbide cutting tools samples from the reference batch of received (sent) products, characterized in that in order to increase the accuracy of prediction of wear resistance, the value of the complex parameter is used as the initial parameter the strength and concentration of acid-base active centers of the surface polyoxide structure is the pH, with which the wear resistance increases.

Полиоксидные структуры, формирующиеся на контактных поверхностях и приповерхностной области твердосплавных режущих инструментов, оказывают большое влияние на их износостойкость. Наиболее важной характеристикой поверхностного полиоксидного образования, в значительной степени определяющего эксплуатационные характеристики твердосплавного режущего инструмента, является комплексный показатель концентрации и силы активных центров (степень кислотности). Поверхностные полиоксидные образования твердых сплавов вольфрам-титан-кобальтовой групп (группа применяемости - Р), имеют в своей структуре, наряду с кислотными, и основные активные центры. При участии в химических реакциях с другими объектами (контртелами - в зоне контакта) основные активные центры, принадлежащие полиоксидам, являются эффективными донорами электронов и акцепторами протонов. Активные центры существенным образом оказывают влияние на реакционную способность полиоксидов по отношению к атомам и молекулам окружающей газовой среды. С увеличением в структуре поверхностных полиоксидов концентрации основных активных центров интенсивность их окисления снижается и, соответственно, не происходит катастрофической деградации механических свойств поверхности при достаточно высоком уровне достижения (в результате умеренного окисления) теплоизолирующих и противодиффузионных свойств, значительно снижающих скорость и мощность тепловых и диффузионных потоков в объемные области твердого сплава. Повышение концентрации и силы основных центров (при увеличении в составе полиоксида оксида титана) приводит к упорядоченному формированию на поверхности и в приповерхностной области не чистых оксидов, а соединений на основе более значительного количества элементов, например оксикарбидов, оксинитридов, оксикарбонитридов. Данные соединения по механическим свойствам приближаются к чистым карбидам, но вместе с тем обладают высокими теплоизолирующими и противодиффузионными свойствами. Снижение же проникновения в структуру твердых сплавов элементов обрабатываемого материала приводит к уменьшению, так называемого, диффузионного износа и других видов разрушения поверхности. Концентрация и сила основных активных центров в структуре образующихся полиоксидов зависит от исходного состава твердых сплавов и условий образования полиоксидных структур на контактных поверхностях режущего инструмента. Состояние с повышенной или пониженной концентрацией основных активных центров в структуре полиоксидов возникает из-за различного состава и свойств исходных образцов из твердых сплавов, наличия в составе карбида титана, недостатка или избытка углерода в карбидных соединениях, степени дефектности кобальтовой компоненты, вследствие особенностей протекания твердофазных реакций между кабидами вольфрама, титана и кобальтом на этапах приготовления компонентов и окончательного спекания композитов.Polyoxide structures formed on the contact surfaces and the near-surface region of carbide cutting tools have a great influence on their wear resistance. The most important characteristic of a surface polyoxide formation, which largely determines the operational characteristics of carbide cutting tools, is a comprehensive indicator of the concentration and strength of active centers (degree of acidity). Surface polyoxide formations of hard alloys of tungsten-titanium-cobalt groups (the group of applicability is P) have in their structure, along with acidic, the main active centers. When participating in chemical reactions with other objects (counterbodies - in the contact zone), the main active centers belonging to polyoxides are effective electron donors and proton acceptors. Active centers significantly affect the reactivity of polyoxides with respect to atoms and molecules of the surrounding gas environment. With an increase in the concentration of the main active centers in the structure of surface polyoxides, the intensity of their oxidation decreases and, accordingly, catastrophic degradation of the mechanical properties of the surface does not occur at a sufficiently high level of achievement (as a result of moderate oxidation) of heat-insulating and anti-diffusion properties, which significantly reduce the speed and power of heat and diffusion flows into the bulk regions of the hard alloy. An increase in the concentration and strength of the main centers (with an increase in the composition of titanium oxide polyoxide) leads to the orderly formation on the surface and in the surface region of not pure oxides, but of compounds based on a larger number of elements, for example, oxycarbides, oxy nitrides, and oxycarbonitrides. These compounds are close to pure carbides in mechanical properties, but at the same time they have high heat-insulating and anti-diffusion properties. A decrease in the penetration into the structure of hard alloys of the elements of the processed material leads to a decrease in the so-called diffusion wear and other types of surface destruction. The concentration and strength of the main active centers in the structure of the resulting polyoxides depends on the initial composition of the hard alloys and the conditions for the formation of polyoxide structures on the contact surfaces of the cutting tool. A state with an increased or decreased concentration of the main active centers in the structure of polyoxides arises due to the different composition and properties of the initial samples from hard alloys, the presence of titanium carbide in the composition, the deficiency or excess of carbon in carbide compounds, the degree of defect of the cobalt component, due to the characteristics of solid-state reactions between tungsten, titanium and cobalt cabids at the stages of preparation of components and final sintering of composites.

Если в окрестности расположения данных кислотных активных центров у полиоксида присутствуют активные центры противоположного типа, например в области расположения сильного кислотного центра локализуется некоторое количество сильных основных центров, то общая концентрация и сила кислотных активных центров снижается. Это приводит к снижению степени окисления поверхности и, соответственно, к формированию более упорядоченной, теплоустойчивой, теплоэкранирующей и плотной приповерхностной структуры. При этом снижается интенсивность химического взаимодействия контактной поверхности твердосплавного режущего инструмента с обрабатываемым материалом и повышается его износостойкость.If in the vicinity of the location of these acidic active centers, the polyoxide has active centers of the opposite type, for example, a certain number of strong basic centers are localized in the region of the location of the strong acid center, then the total concentration and strength of the acidic active centers decreases. This leads to a decrease in the degree of oxidation of the surface and, accordingly, to the formation of a more ordered, heat-resistant, heat-shielding and dense surface structure. In this case, the intensity of the chemical interaction of the contact surface of the carbide cutting tool with the processed material is reduced and its wear resistance is increased.

Процесс регулирования концентрации активных центров в поверхностной полиоксидной структуре можно осуществлять, прежде всего, за счет легирования состава твердых сплавов теми или иными элементами, оказывающими влияние на формирование оксидных соединений с повышенной или пониженной кислотностью (с пониженной или повышенной электронной плотностью в локальных точках). В результате повышения уровня основности поверхности и снижения ее окисляемости уровень диффузионного взаимодействия трущихся поверхностей в зоне контакта будет уменьшаться вследствие образования плотной и теплостойкой приповерхностной структуры с достаточно высокими механическими свойствами. Снижение силы основных центров, принадлежащих поверхности твердого сплава, происходит в результате перераспределения электронной плотности между локальными участками с повышенной и пониженной электронной плотностью. Вследствие указанных причин насыщаемость поверхности твердого сплава атомами и молекулами окружающей газовой среды (в том числе кислородом), а также элементами обрабатываемого материала повышается и, соответственно, возрастает интенсивность разрыхляющих поверхность режущего инструмента твердофазных реакций - диффузионного и окислительного износа. Разрушению поверхности от данных деструктивных явлений предшествует активное образование, рост и объединение оксидных колоний, распространяющихся из центров с повышенной электронной плотностью, нарушение когезионной связи между отдельными структурными компонентами, деградация структуры карбидного зерна и кобальтовой прослойки. Вследствие указанных причин механическая устойчивость и химическая стабильность поверхности твердого сплава снижается. При этом нарушается слоистый характер строения приповерхностного слоя, характерный для вольфрам-титан-кобальтовой группы (группы Р) твердых сплавов, что, в свою очередь, приводит к снижению теплоизолирующих и противодиффузионных свойств поверхности. Из данного обстоятельства следует, что именно основной характер дефектности поверхности и, соответственно, достаточная концентрация на поверхности основных активных центров, и их сила предопределяют формирование упорядоченной слоистой оксикарбидной приповерхностной структуры с достаточно высокими теплоизоляционным и жаропрочными свойствами. Такое строение поверхностной полиоксидной структуры приводит не только к снижению интенсивности диффузионного и окислительного износа, но и к снижению коэффициента трения и сил резания. Степень основности полиоксидной структуры тесным образом связана с электронной плотностью вещества и, соответственно, с его дефектностью. С переходом от дефектности, вызывающей повышение электронной плотности, к дефектности, которая приводит к снижению электронной плотности в локальных точках, основность локальных активных центров возрастает. Основность поверхности носит несплошной характер. Основные активные области - это центры с пониженной электронной плотностью, располагающиеся в локальных точках - центрах. Причем, сила основных центров и место их дислокации (расположения) принимают определенный вероятностный закон своего распределения на поверхности, характерный для каждой конкретной полиоксидной структуры, сформированной на поверхности конкретного твердого сплава. Определенную степень основности полиоксидной структуры твердого сплава формируют также вакансии, мелкие поры, крупные поры, поверхности наноразмерных трещин и т.д. С ростом их концентрации возрастает концентрация основных активных центров и их сила. Это приводит к росту общей поверхностной основности. Поверхность приобретает склонность к менее активному и более упорядоченному образованию соединений с атомами и молекулами окружающей газовой среды. Формируемая и регенерируемая за счет присутствия на поверхности активных основнвх центров поверхностная и приповерхностная полиоксидная структура является эффективным теплоизолирующим и противодиффузионным экраном, что в итоге снижает износ и приводит к повышению износостойкости твердосплавного режущего инструмента, его эксплуатационной эффективности. Таким образом, чем выше рН поверхностной полиоксидной структуры на поверхности твердосплавного режущего инструмента (чем больше основность поверхности), тем ниже интенсивность взаимодействия поверхности с атомами и молекулами окружающей газовой среды и обрабатываемого материала, а следовательно и проявление диффузионного и окислительного износа. Интегральный износ твердосплавного режущего инструмента при этом снижается, а эксплуатационные возможности повышаются. Основность поверхности возрастает с уменьшением степени стехиометрии формирующихся оксидов, что в свою очередь предопределяется составом, строением и свойствами исходных карбидных зерен. Изменять кислотно-основные свойства поверхностных твердых оснований или кислот (применительно к инструментальным материалам) можно термической обработкой, облучением или путем легирования различными элементами, вызывающими у активных центров способность быть эффективными акцепторами или донорами электронов. Кислотно-основные свойства поверхностных полиоксидных структур, образующихся на поверхности твердых сплавов при их нагревании, зависят также от состава, исходных свойств компонентов и способа получения твердых сплавов. На характер рН влияет химический состав карбидных зерен, вид химической связи между металлом и углеродом, дисперсность карбидных частиц, вид и степень дефектности карбидных соединений, температура и продолжительность спекания, условия спекания (вакуум, защитная атмосфера, продолжительность спекания и т.д.).The process of controlling the concentration of active sites in the surface polyoxide structure can be carried out, first of all, by alloying the composition of hard alloys with certain elements that affect the formation of oxide compounds with high or low acidity (with low or high electron density at local points). As a result of an increase in the level of basicity of the surface and a decrease in its oxidizability, the level of diffusion interaction of rubbing surfaces in the contact zone will decrease due to the formation of a dense and heat-resistant surface structure with sufficiently high mechanical properties. The decrease in the strength of the main centers belonging to the surface of the hard alloy occurs as a result of the redistribution of electron density between local areas with increased and decreased electron density. Due to these reasons, the saturation of the surface of a hard alloy with atoms and molecules of the surrounding gas medium (including oxygen), as well as with elements of the material being processed, increases and, accordingly, the intensity of the solid-phase reactions that loosen the surface of the cutting tool — diffusion and oxidative wear. The destruction of the surface from these destructive phenomena is preceded by the active formation, growth and unification of oxide colonies propagating from centers with increased electron density, disruption of the cohesive bond between the individual structural components, degradation of the structure of the carbide grain and the cobalt interlayer. Due to these reasons, the mechanical stability and chemical stability of the surface of the hard alloy is reduced. In this case, the layered nature of the structure of the surface layer, which is characteristic of the tungsten-titanium-cobalt group (group P) of hard alloys, is violated, which, in turn, leads to a decrease in the heat-insulating and anti-diffusion properties of the surface. From this circumstance it follows that it is the basic nature of the surface imperfection and, accordingly, the sufficient concentration on the surface of the main active centers and their strength that determine the formation of an ordered layered oxycarbide surface structure with sufficiently high heat-insulating and heat-resistant properties. Such a structure of the surface polyoxide structure leads not only to a decrease in the intensity of diffusion and oxidative wear, but also to a decrease in the friction coefficient and cutting forces. The degree of basicity of the polyoxide structure is closely related to the electron density of the substance and, accordingly, to its defectiveness. With the transition from defectiveness, which causes an increase in electron density, to defectiveness, which leads to a decrease in electron density at local points, the basicity of local active centers increases. The basicity of the surface is not continuous. The main active regions are the centers with reduced electron density, located at local points - centers. Moreover, the strength of the main centers and the place of their dislocation (location) adopt a certain probabilistic law of their distribution on the surface, characteristic of each specific polyoxide structure formed on the surface of a particular hard alloy. A certain degree of basicity of the polyoxide structure of the hard alloy is also formed by vacancies, small pores, large pores, surfaces of nanoscale cracks, etc. With an increase in their concentration, the concentration of the main active centers and their strength increase. This leads to an increase in overall surface basicity. The surface acquires a tendency to less active and more ordered formation of compounds with atoms and molecules of the surrounding gas medium. The surface and surface polyoxide structure formed and regenerated due to the presence of active main centers on the surface of the centers is an effective heat-insulating and anti-diffusion screen, which ultimately reduces wear and leads to increased wear resistance of a carbide cutting tool and its operational efficiency. Thus, the higher the pH of the surface polyoxide structure on the surface of the carbide cutting tool (the greater the basicity of the surface), the lower the intensity of the interaction of the surface with the atoms and molecules of the surrounding gas medium and the material being processed, and therefore the manifestation of diffusion and oxidative wear. The integral wear of carbide cutting tools is reduced, while operational capabilities are enhanced. The basicity of the surface increases with decreasing degree of stoichiometry of the forming oxides, which in turn is determined by the composition, structure and properties of the initial carbide grains. It is possible to change the acid-base properties of surface solid bases or acids (as applied to instrumental materials) by heat treatment, irradiation, or by doping with various elements, causing active centers to be effective electron acceptors or donors. The acid-base properties of surface polyoxide structures formed on the surface of hard alloys when they are heated also depend on the composition, initial properties of the components and the method for producing hard alloys. The nature of the pH is affected by the chemical composition of carbide grains, the type of chemical bond between metal and carbon, the dispersion of carbide particles, the type and degree of imperfection of carbide compounds, the temperature and duration of sintering, sintering conditions (vacuum, protective atmosphere, duration of sintering, etc.).

Существенно важной особенностью предлагаемого способа является то, что в соответствии с его приемами - без дополнительных затрат и технических трудностей представляется возможным проводить более объективную и точную оценку износостойкости, вследствие оперативного анализа и сопоставления текущих контролируемых и эталонных параметров, полученных в широком диапазоне режимов резания, температур резания и температур окисления в электрической печи. На свойства полиоксидных пленок, образующихся в зоне контакта, и на свойства полиоксидных структур, формирующихся на поверхности твердосплавных режущих инструментов при их нагревании в электрической печи, значительное влияние оказывают защитные покрытия и различные поверхностные упрочнения, тем не менее, и в данном случае между износостойкостью и комплексным показателем кислотно-основных свойств поверхности полиоксидных структур твердых сплавов, как показали испытания, наблюдается также устойчивая корреляционная взаимосвязь.An essential feature of the proposed method is that in accordance with its methods - without additional costs and technical difficulties, it seems possible to conduct a more objective and accurate assessment of wear resistance, due to the operational analysis and comparison of current controlled and reference parameters obtained in a wide range of cutting conditions, temperatures cutting and oxidation temperatures in an electric furnace. The properties of the polyoxide films formed in the contact zone and the properties of the polyoxide structures formed on the surface of carbide cutting tools when they are heated in an electric furnace are significantly affected by protective coatings and various surface hardenings, however, in this case, between wear resistance and as a complex indicator of the acid-base surface properties of the polyoxide structures of hard alloys, as tests have shown, a stable correlation relationship is also observed.

Реализация способа осуществляется последовательно, проходя несколько этапов. Сначала проводят эталонные испытания. Для этого производят достаточно представительную выборку твердосплавных (группа Р) режущих инструментов (режущих пластинок) из имеющейся партии твердосплавной продукции и проводят испытания их на износостойкость в процессе резания на металлорежущем станке, как правило, стали, вызывающей интенсивный адгезионный износ. Резание проводят на оптимальной или близкой к ней скорости резания [См., например, RU 2168394 С2, 7 В23В 1/00 от 10.06.01. Бюл. №16]. При этом одновременно регистрируют среднюю температуру резания по данным термоЭДС или по показаниям пирометра. Определяют величину износостойкости как продолжительность безотказной работы до заданного критерия затупления - фаски износа на задней поверхности (как правило, 0,2-0,8 мм). Затем испытанные в процессе резания твердосплавные режущие инструменты подвергают окислению в электрической печи с открытым доступом атмосферного воздуха. Температура и продолжительность нагревания в электрической печи примерно равняется температуре в зоне резания и продолжительности резания инструмента до заданного критерия затупления. После завершения операций окисления, извлечения образцов из печи и остывания с их поверхностей убирают полиоксидные образования и подвергают их измельчению. После этого у полученной полиоксидной массы измеряют комплексный показатель силы и концентрации кислотно-основных активных центров - рН. Измерения проводят на приборе - универсальном иономере мод. ЭВ-74. Для этого берут навеску приготовленной полиоксидной структуры массой 0,4 г и помещают в потенциометрическую ячейку объемом 25 мл с дистиллированной водой. Ее рН должна равняться 6,9-7,0 ед. Потенциометрическая ячейка оснащается магнитной мешалкой. В ячейке располагают также электроды: например, хлорид-серебряный ЭВЛ-1М3 и стеклянный ЭСЛ-43-07. Иономер соединен с компьютером, а непрерывно регистрируемые в ячейке данные электродвижущей силы (эдс) выводятся на дисплей. В итоге, при измерении, получают зависимость рН раствора в ячейке от времени и концентрации адсорбируемых электродом протонов, образующихся в результате диссоциации молекул воды на протоны и гидраксильные группы. Диссоциация происходит на поверхности полиоксидной структуры и инициируется полиоксидной структурой. Концентрация образующихся протонов зависит как от свойств полиокидной структуры, так и от исходных свойств твердых сплавов, из которых получены полиоксидные образцы. Величина эдс, а следовательно, и рН зависят от концентрации гидраксильных групп, адсорбируемых поверхностью полиоксидных порошков, и концентрации протонов, остающихся в составе воды. Чем меньше концентрация гидраксильных групп адсорбируется полиоксидной поверхностью и чем больше в составе воды протонов, тем больше эдс и, соответственно, выше концентрация и сила основных активных центров в поверхностной полиоксидной массе и наоборот.The implementation of the method is carried out sequentially, passing through several stages. First carry out benchmark tests. For this, a fairly representative sample of carbide (group P) cutting tools (cutting inserts) is made from an existing batch of carbide products and they are tested for their wear resistance during cutting on a metal cutting machine, usually steel, causing intense adhesive wear. The cutting is carried out at an optimum or close to the cutting speed [See, for example, RU 2168394 C2, 7 V23B 1/00 from 10.06.01. Bull. No. 16]. In this case, the average cutting temperature is simultaneously recorded according to thermoEMF or according to the readings of the pyrometer. The amount of wear resistance is determined as the uptime for a specified blunting criterion - the wear facet on the back surface (usually 0.2-0.8 mm). Then carbide cutting tools tested during the cutting process are oxidized in an electric furnace with open access to atmospheric air. The temperature and duration of heating in an electric furnace is approximately equal to the temperature in the cutting zone and the duration of cutting the tool to the specified blunting criterion. After the completion of the oxidation operations, the extraction of samples from the furnace and cooling from their surfaces, the polyoxide formations are removed and subjected to grinding. After that, a comprehensive indicator of the strength and concentration of acid-base active centers — pH — is measured for the obtained polyoxide mass. Measurements are carried out on the device - a universal mode ionomer. EV-74. For this, a weighed portion of the prepared polyoxide structure weighing 0.4 g is taken and placed in a 25 ml potentiometric cell with distilled water. Its pH should be 6.9-7.0 units. The potentiometric cell is equipped with a magnetic stirrer. Electrodes are also placed in the cell: for example, silver chloride EVL-1M3 and glass ESL-43-07. The ionomer is connected to a computer, and the electromotive force (emf) data continuously recorded in the cell is displayed. As a result, when measuring, the dependence of the pH of the solution in the cell on time and the concentration of protons adsorbed by the electrode resulting from the dissociation of water molecules into protons and hydroxyl groups is obtained. Dissociation occurs on the surface of the polyoxide structure and is initiated by the polyoxide structure. The concentration of protons formed depends both on the properties of the polyoxide structure and on the initial properties of the hard alloys from which the polyoxide samples were obtained. The magnitude of the emf and, consequently, the pH depend on the concentration of the hydroxyl groups adsorbed by the surface of the polyoxide powders and the concentration of protons remaining in the water. The lower the concentration of hydroxyl groups adsorbed by the polyoxide surface and the more protons in the water, the greater the emf and, accordingly, the higher the concentration and strength of the main active centers in the surface polyoxide mass and vice versa.

Анализ полиоксидной структуры длится от нескольких секунд до несколько минут (как правило 2-3 мин). Контроль рН (прогнозирование износостойкости твердосплавных режущих инструментов, режущих пластинок) производится по выборке из поставляемой партии в количестве не менее 4-10 образцов. После этого строится график эталонной зависимости «износостойкость - величина комплексного показателя силы и концентрации кислотно-основных центров на поверхности полиоксидов - рН». Данная экспериментально полученная зависимость достаточно хорошо аппроксимируется линейной зависимостью с высокой степенью тесноты корреляционной связи:Analysis of the polyoxide structure lasts from a few seconds to several minutes (usually 2-3 minutes). PH control (predicting the wear resistance of carbide cutting tools, cutting inserts) is carried out according to a sample of the supplied batch in an amount of at least 4-10 samples. After that, a graph of the reference dependence “wear resistance - the value of a complex indicator of the strength and concentration of acid-base centers on the surface of polyoxides - pH” is built. This experimentally obtained dependence is rather well approximated by a linear dependence with a high degree of correlation coupling tightness:

из них:of them:

Т (мин) - текущая износостойкость в минутах для твердосплавных режущих инструментов, подвергшихся испытаниям, из прогнозируемой эталонной партии образцов;T (min) - the current wear resistance in minutes for carbide cutting tools that have been tested, from the predicted reference batch of samples;

рН (б/в) - текущее значение (безразмерная величина) выбранного исходного параметра, полученное при контроле поверхностной полиоксидной структуры у сменных твердосплавных режущих пластинок (резцов) из эталонной (контролируемой партии);pH (b / c) is the current value (dimensionless value) of the selected initial parameter obtained by monitoring the surface polyoxide structure of replaceable carbide cutting inserts (cutters) from a reference (controlled batch);

pHэ₁ и рНэ₂ (б/в) - безразмерные величины выбранного исходного параметра для двух выборок образцов твердосплавных режущих инструментов из эталонной партии принимаемой (отправляемой) продукции,pHe ₁ and pHe ₂ (b / c) are the dimensionless values of the selected initial parameter for two samples of carbide cutting tools samples from a reference batch of received (sent) products,

Последующий контроль твердосплавных режущих инструментов текущей партии поставляемой продукции производится на основании измерения только выбранного исходного параметра, а именно: величины комплексного показателя силы и концентрации кислотно-основных центров в поверхностной полиоксидной структуре - рН. На основании полученной эталонной зависимости «износостойкость - рН» и формулы (1), приведенной выше, осуществляется прогноз износостойкости текущей партии твердосплавной продукции. Прогнозируемая износостойкость может быть выше или ниже полученной при эталонных испытаниях. С увеличением основности полиоксидной массы (повышения комплексного показателя силы и концентрации кислотных центров - рН) износостойкость возрастает.Subsequent control of carbide cutting tools of the current batch of products supplied is based on measuring only the selected initial parameter, namely: the value of the complex indicator of the strength and concentration of acid-base centers in the surface polyoxide structure - pH. Based on the obtained reference dependence “wear resistance - pH” and formula (1) above, a wear resistance forecast for the current batch of carbide products is carried out. The predicted wear resistance may be higher or lower than that obtained from benchmark tests. With an increase in the basicity of the polyoxide mass (an increase in the complex index of strength and concentration of acid centers - pH), wear resistance increases.

Предлагаемый способ позволяет прогнозировать с высокой точностью износостойкость твердосплавных (группа Р) режущих инструментов при обработке сталей и сплавов, вызывающих интенсивный высокотемпературный диффузионный износ. Избирательность способа (контроль по доминирующему износу) существенно повышает его точность.The proposed method allows to predict with high accuracy the wear resistance of carbide (group P) cutting tools when machining steels and alloys that cause intense high-temperature diffusion wear. The selectivity of the method (control over the dominant wear) significantly increases its accuracy.

На фиг.1 представлена графическая корреляционная зависимость изменения величины износостойкости от величины рН.Figure 1 presents a graphical correlation dependence of the change in the value of wear resistance on the pH value.

Пример осуществления способа прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов.An example of a method for predicting the wear resistance of carbide cutting tools.

Сначала проводятся измерения на износостойкость сменных твердосплавных режущих пластинок марки Т15К6, полученных из эталонной - предыдущей партии поставляемой продукции. В качестве обрабатываемого материала использовалась углеродистая сталь 55. Скорость резания при испытаниях выбиралась равной 185 м/мин. Подача и глубина резания были приняты соответственно 0,23 мм/об и 1,5 мм. Резание осуществлялось без охлаждения. За критерий затупления принимался износ режущей пластинки по задней поверхности, равный 0,6 мм. Средняя температура резания в зоне контакта инструментальный - обрабатываемый материал при скорости резания 185 м/мин по показаниям естественной термопары и на основании тарировочной таблицы составляла примерно 905°С. Стойкость для образцов из 10 штук первой эталонной партии составила: 34; 34; 35; 36; 36,5; 37; 38; 38; 38,5; 39 мин. Среднее значение составило 36,6 мин. Стойкость для образцов из 10 штук второй эталонной партии составила: 37; 37,5; 38; 38,5; 39; 39; 40; 40,5; 41; 41,5 мин. Среднее значение составило 39,2 мин. Затем использованные твердосплавные пластинки помещались в электрическую печь с открытым доступом атмосферного воздуха и выдерживались в печи при температуре, равной средней температуре резания, 905°С. Продолжительность окисления брали, примерно, равной средней продолжительности резания до заданного критерия затупления. Для первой партии 36,2 мин., а для второй 39,2 мин. Образовавшуюся на поверхности каждой твердосплавной пластинки полиоксидную структуру снимали и подвергали измельчению. Затем из порошка приготавливали навески массой 0,4 г, помещали их в ячейку иономера и производили измерение рН. Время измерения рН у полиоксидной массы, полученной из каждой режущей пластины, составляло 2 мин. Из измеренного для каждого образца массива данных определяли среднеарифметическое значение и брали его в качестве характеристики силы и концентрации кислотно-основных центров на поверхности полиоксидов и, соответственно, за показатель износостойкости твердосплавных режущих инструментов. Значения рН для первой партии образцов из 10 штук составило: 5,30; 5,35; 5,40; 5,50; 5,55; 5,60; 5,65 5,70; 5,75; 5,80 ед. Среднее значение оказалось равным 5,560 ед. Значения рН для второй партии образцов из 10 штук составило: 5,60; 5,65; 5,70; 5,75; 5,75; 5,80; 5,85; 5,90; 5,95; 6,00 ед. Среднее значение оказалось равным 5,795 ед. По данным износостойкости твердосплавных режущих инструментов и величине рН для полиоксидов из эталонной партии образцов строили график эталонной корреляционной зависимости «износостойкость - рН».First, measurements are made on the wear resistance of replaceable carbide cutting inserts of the T15K6 brand, obtained from the reference - previous batch of supplied products. As the processed material, carbon steel 55 was used. The cutting speed during the tests was chosen equal to 185 m / min. The feed rate and depth of cut were respectively 0.23 mm / rev and 1.5 mm. Cutting was carried out without cooling. As a blunting criterion, the wear of the cutting insert along the rear surface equal to 0.6 mm was taken. The average cutting temperature in the contact zone of the tool - processed material at a cutting speed of 185 m / min according to the readings of a natural thermocouple and based on the calibration table was approximately 905 ° C. Resistance for samples of 10 pieces of the first reference batch was: 34; 34; 35; 36; 36.5; 37; 38; 38; 38.5; 39 minutes The average value was 36.6 minutes. Resistance for samples of 10 pieces of the second reference batch was: 37; 37.5; 38; 38.5; 39; 39; 40; 40.5; 41; 41.5 minutes The average value was 39.2 minutes. Then the used carbide inserts were placed in an electric furnace with open access to atmospheric air and kept in the furnace at a temperature equal to the average cutting temperature, 905 ° C. The duration of oxidation was taken approximately equal to the average duration of cutting to a predetermined bluntness criterion. For the first batch 36.2 min., And for the second 39.2 min. The polyoxide structure formed on the surface of each carbide plate was removed and subjected to grinding. Then, weights of 0.4 g were prepared from the powder, placed in an ionomer cell, and pH was measured. The pH measurement time for the polyoxide mass obtained from each insert was 2 minutes. From the measured data array for each sample, the arithmetic mean value was determined and taken as a characteristic of the strength and concentration of acid-base centers on the surface of polyoxides and, accordingly, as an indicator of the wear resistance of carbide cutting tools. The pH values for the first batch of samples of 10 pieces were: 5.30; 5.35; 5.40; 5.50; 5.55; 5.60; 5.65 5.70; 5.75; 5.80 units The average value was 5.560 units. The pH values for the second batch of samples of 10 pieces amounted to: 5.60; 5.65; 5.70; 5.75; 5.75; 5.80; 5.85; 5.90; 5.95; 6.00 units The average value was equal to 5.795 units. According to the wear resistance of carbide cutting tools and the pH value for polyoxides from the reference batch of samples, a graph of the reference correlation dependence "wear resistance - pH" was built.

Для осуществления прогнозирования износостойкости у твердосплавных режущих пластинок в последующей текущей предназначенной для потребления партии образцов производят испытание только величины комплексного показателя концентрации и силы кислотно-основных центров на поверхности полиоксидов - рН. У полиоксидов, полученных из 10 окисленных твердосплавных режущих пластинок, он (рН) составил: 5,20; 5,25; 5,30; 5,35; 5,35; 5,40; 5,425; 5,425; 5,45; 5,50 ед. Среднее значение данной величины составило 5,365 ед. На основании среднего значения величины рН у полиоксидной структуры, полученной из твердосплавных режущих пластинок марки Т15К6 (рН ср) текущей партии и формулы (1), находят Т (ср) - среднепрогнозируемое значение износостойкости твердосплавных режущих пластинок из Т15К6 у текущей партии поставляемой продукции. В итоге прогнозируемое - текущее значение износостойкости из расчетов для контролируемой партии продукции составило в среднем 34 мин, что является ниже стойкости относительно эталонной партии резцов, примерно, на 10%.To predict the wear resistance of carbide inserts in the next current batch of samples intended for consumption, only the complex concentration and strength of acid-base centers on the surface of polyoxides, pH, are tested. For polyoxides obtained from 10 oxidized carbide cutting inserts, it (pH) was: 5.20; 5.25; 5.30; 5.35; 5.35; 5.40; 5,425; 5,425; 5.45; 5.50 units The average value of this value was 5.365 units. Based on the average pH value of the polyoxide structure obtained from T15K6 carbide cutting inserts (pH cf) of the current batch and formula (1), T (cf) is the average predicted wear resistance of T15K6 carbide cutting inserts for the current batch of delivered products. As a result, the predicted - the current value of wear resistance from calculations for a controlled batch of products averaged 34 minutes, which is lower than the resistance to the reference batch of cutters by approximately 10%.

При осуществлении прогнозирования износостойкости для текущей партии твердосплавных инструментов отпадает необходимость в проведении дорогостоящих и трудоемких испытаний на износостойкость, проводимых на металлорежущих станках.When predicting wear resistance for the current batch of carbide tools, there is no need for expensive and time-consuming wear tests conducted on metal cutting machines.

Способ обладает высокой точностью прогноза. Это происходит вследствие тесной связи между свойствами твердых сплавов (износостойкостью), свойствами полиоксидных структур твердых сплавов и комплексным показателем концентрации и силы кислотно-основных активных центров в поверхностной полиоксидной массе - рН.The method has a high forecast accuracy. This is due to the close relationship between the properties of hard alloys (wear resistance), the properties of the polyoxide structures of hard alloys and the complex indicator of the concentration and strength of acid-base active centers in the surface of the polyoxide mass - pH.

Вследствие сравнения данных прогноза износостойкости, полученных в соответствии с прототипом и по предлагаемому способу, а также в результате контрольных экспериментальных исследований износостойкости, выполненных в процессе резания аустенитной стали, выявлено, что результаты, полученные в соответствии с прототипом, отличаются от контрольных испытаний на 15-20%, в то время как результаты, полученные по предлагаемому способу, отличаются лишь на 5-10%.Due to the comparison of the data on the forecast of wear resistance obtained in accordance with the prototype and the proposed method, as well as as a result of control experimental studies of wear resistance performed in the process of cutting austenitic steel, it was found that the results obtained in accordance with the prototype differ from the control tests by 15- 20%, while the results obtained by the proposed method differ only by 5-10%.

Таким образом, предлагаемый способ контроля - прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов может быть использован с достаточно высокой экономической эффективностью на предприятиях, изготавливающих и потребляющих твердосплавную продукцию.Thus, the proposed control method - predicting the wear resistance of carbide cutting tools can be used with sufficiently high economic efficiency in enterprises that manufacture and consume carbide products.

Claims

A method for predicting the wear resistance of carbide (group P) cutting tools according to the selected initial parameter, including carrying out benchmark wear tests in the process of cutting materials at an optimal or close cutting speed, testing to change the value of the initial parameter from the properties of the surface - polyoxide structure formed in the process of heating on the surface of a carbide cutting tool at a temperature equal to the average temperature in the cutting zone, the reference - correlation dependence “initial parameter - wear resistance” is used for specific cutting and heating temperatures, the current one is a statistical control of only the value of the initial parameter for the current batch of carbide cutting tools, and the wear resistance forecast for the current batch of tools based on the dependence
T = a _E · pH + in _E ,
where a _E and in _E are constant coefficients:

of them:
T (min) - current wear resistance in minutes for carbide cutting tools tested;
pH (b / c) - the current value (dimensionless value) of the selected initial parameter obtained by monitoring the surface polyoxide structure of replaceable carbide cutting inserts (cutters);
Te ₁ and Te ₂ (min) - wear resistance in minutes for two samples of interchangeable carbide cutting inserts from the reference batch of carbide products;
pHe ₁ and Rne ₂ (b / c) - values of the initial parameter (dimensionless value) for two samples of carbide cutting tools samples from the reference batch of received (sent) products, characterized in that, in order to improve the accuracy of predicting wear resistance as an initial parameter, use the value of a complex indicator of the concentration and strength of acid-base active centers at the surface polyoxide structure — pH, with which the wear resistance increases.