Обеспечение надежности резцов оснащенных керамикой на основе повышения динамических характеристик резания и применения наноструктурированных многослойных покрытий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат наук Крапостин, Алексей Александрович

• Крапостин, Алексей Александрович
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Крапостин, Алексей Александрович

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ РЕЖУЩЕЙ КЕРАМИКИ

1.1. Анализ исследований по проблемам применения токарного инструмента из режущей керамики для различных условий обработки

1.2. Анализ основных тенденций совершенствования основных свойств режущей керамики как инструментального материала

1.2.1. Повышение различных свойств режущей керамики путем легирования

1.2.2. Повышение различных свойств режущей керамики путем дополнительного энергетического воздействия

1.3. Повышение эксплуатационных характеристик СМП из режущей керамики путём модификации их рабочих поверхностей

1.3.1.Упрочненеие СМП путём воздействия высококонцентрированными источниками энергии

1.3.2. Повышение режущей способности токарного инструмента, оснащённого СМП из режущей керамики путем нанесения модифицирующих покрытий

1.4. Анализ литературных данных, обзора, постановка целей и задач проводимого исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Анализ основных параметров, оказывающих влияние на надежность токарного инструмента из режущей керамики

2.2. Методология выбора состава и формирования модифицирующих покрытий

2.2.1.Анализ особенностей формирования модифицирующих покрытий на рабочих поверхностях токарного инструмента из керамики

2.2.1.2. Выбор процесса осаждения модифицирующих покрытий на токарный режущий инструмент

2.2.1.3. Методика выбора состава и архитектуры покрытий, формируемых на субстратах из керамики

2.3. Методика проведения исследований

2.3.1. Технология формирования модифицирующих покрытий

2.3.2. Методика контроля качества формируемых покрытий

2.3.2.1. Контроль адгезионной прочности модифицирующего покрытия по отношению к субстрату из режущей керамики

2.3.2.2. Контроль толщины покрытия

2.3.2.3. Контроль микротвердости покрытия

2.3.2.4. Контроль морфологии (шероховатости)

2.3.2.5. Контроль химического состава

2.4.Методика исследований параметров функционирования токарного инструмента, оснащенного СМП из режущей керамики

2.4.1. Режущий инструмент

2.4.2.Обрабатываемый материал и станочное оборудование

2.4.3.Методика обработки экспериментальных данных

2.4.3.1. Статистическая обработка экспериментальных данных

2.4.3.2. Исключение резко выделяющихся результатов

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЛЕЗВИЙНОГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ РЕЖУЩЕЙ КЕРАМИКИ

3.1. Анализ основных видов разрушения СМП из керамики при точении

3.2. Определение основных критериев надежности токарного режущего инструмента

3.3. Исследования структуры отказов токарного режущего инструмента

3.3.1 Влияние степени изнашивания СМП из керамики на интенсивность отказов токарных резцов

3.3.1.1. Исследование влияния изнашивания керамических СМП на вероятность отказов

3.3.2. Исследование влияния этапов обработки на интенсивность отказов

3.4. Разработка программы по определению основных показателей надежности

Выводы по главе 3

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ НАДЕЖНОСТИ РЕЗЦОВ ОСНАЩЕННЫХ СМП С МОДИФИЦИРУЮЩИМИ ПОКРЫТИЯМИ МНОГОСЛОЙНОЙ АРХИТЕКТУРЫ ПРИ ЧИСТОВОМ ТОЧЕНИИ ЗАКАЛЕННЫХ СТАЛЕЙ

4.1. Предпосылки

4.2. Исследование параметров модифицирующих покрытий СМИ из керамики для токарных резцов предназначенных для чистовой обработки термообработанных сталей

4.2.1. Исследования характеристик двухкомпонентных систем Cr-CrN и Zr-ZrN на керамических субстратах из А12Оз-ТлС (ВОК-71)

4.2.1.1. Предпосылки

4.2.1.2. Исследования адгезионной прочности модифицирующих покрытий, осаждаемых на СМП из ВОК-71

4.2.1.3. Исследование толщины модифицирующих покрытий на субстратах из смешанной керамики ВОК-71

4.2.1.4. Исследование параметров поверхностного слоя образцов СМП из керамики ВОК-71 с модифицирующими покрытиями

4.2.1.4. Исследование кристаллохимических свойств двухкомпонентных модифицирующих покрытий, осажденных на керамические субстраты

4.4. Исследование параметров функционирования процесса резания инструментом, оснащенным СМП из ВОК-71 с разработанными наноструктурированными многослойными модифицирующими покрытиями

4.4.1. Исследование сил резания при использовании керамического инструмента в условиях точения

4.4.2. Исследование механизма изнашивания токарных СМП из ВОК-71 с нанодисперсным многослойным покрытием Cr-CrN

4.5. Исследование влияния изнашивания задней поверхности СМП из керамики с разработанными наноструктурируемыми многослойно-композиционными покрытиями на показатели надежности при точении закаленных сталей

4.6. Исследования показателей надежности токарных резцов с разработанными многослойными покрытиями

Выводы по главе 4

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ ОСНАЩЕННЫХ СМП ИЗ КЕРАМИКИ В УСЛОВИЯХ ДЕМПФИРОВАНИЯ

5.1. Разработка конструкции демпфирующего устройства, как способа повышения динамических характеристик при точении закаленных сталей

5.2. Определение уровня надежности токарных резцов при обработке в условиях демпфирования

5.3. Исследование показателей надежности токарных резцов оснащенных керамическими СМИ с покрытием в условиях повышения динамических характеристик

5.4. Исследования параметров надежности разработанного токарного керамического инструмента с наноструктурированными многослойными покрытиями в производственных условиях

Выводы по главе 5

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПО РАБОТЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обеспечение надежности резцов оснащенных керамикой на основе повышения динамических характеристик резания и применения наноструктурированных многослойных покрытий»

ВВЕДЕНИЕ

Прогресс современного машиностроения неразрывно связан с интенсификацией процессов механической обработки, возможности которой в значительной степени зависят от надежности и работоспособности применяемого режущего инструмента. В последнее время большое значение уделяется быстросъемным неперетачиваемым инструментам, способным работать на высоких скоростях резания в условиях автоматизированного производства, в виду этого для оснащения всё большее применение находят резцы, оснащенные сменными многогранными пластинами (СМП) из режущей керамики, которые существенно превосходят по работоспособности твердосплавной инструмент.

Режущая керамика может активно применяться в автоматизированном производстве. В связи с тем что основное свойство РК как инструмента - это теплостойкость, т.е. способность выдерживать высокие температуры при резании, образующиеся при трении деталь-инструмент во время высокоскоростной обработки, то инструменты, оснащенные СМП из режущей керамики, позволяют значительно уменьшить время резания высокотвердых заготовок и повысить качественно точностные показатели обработанных деталей, что позволяет в ряде случаев заменить энергозатратные и экологически неблагоприятные финишные шлифовальные процессы.

Керамическому инструменту характерны и органические недостатки, к которым можно отнести относительно невысокую прочность при изгибе и низкую трещиностойкость по сравнению с соответствующими характеристиками для твердых сплавов, что частично связано с отсутствием связующей фазы. В частности аи составляет300-750 МПа в зависимости от марки материала. Керамический инструмент, обладая низкой трещиностойкостыо, в высокой степени подвержен образованию микро и макровыкрашиваниям уже на стадиях приработочного состояния. Что

является основной причиной отказа инструмента уже в период приработочного или начального этапа установившегося изнашивания.

Появление процесса коалесценции позволяет порам взаимодействовать друг с другом, сливаться, образуя трещины и сколы СМП, что негативно сказывается на работоспособности инструмента.

Существуют различные представления по вопросу о степени влияния кавитационных повреждений в керамическом материале, а также на распространение магистральной трещины. Решающую роль в формировании процесса коалесценции играет рассеянное накопление межкристалличесюгх повреждений во всём объеме матрицы, где распространение магистральной трещины достигает высокой концентрации, образуя лавинообразное разрушение и скол. В соответствии с этой точкой зрения начинается развитие представлений о концентрационном критерии прочности состояния предразрушения и пороге начала разрушения. Существенное влияние на зарождение, развитие трещин и финальное хрупкое разрушение керамического инструмента сильное влияние оказывают условия протекания процесса резания. Недостаточная жесткость технологической системы резания, низкая жёсткость державки для крепления СМП из керамики и недостаточная жёсткость металлорежущего оборудования являются причинами возникновения вибраций, которые крайне отрицательно сказываются на сопротивляемости керамики разрушению. Ввиду этого керамический инструмент не находит широкого применения в промышленности. Поэтому эффективная эксплуатация инструмента, оснащённого СМП из режущей керамики, возможна только при разработке устройств, демпфирующих возникающие колебания, особенно в низкочастотном диапазоне, требующих применения высоко жёстких станков, державок для крепления СМП и технологической системы резания в целом.

Объектом исследований являются токарные керамические резцы, оснащённые сменными многогранными пластинами (СМП) из смешанной

режущей керамики (Al203-TiC) с покрытиями, формируемыми при использовании процесса фильтруемого катодно-вакуумно-дугового осаждения и демпферное устройство.

Предмет исследования включает установление закономерностей процесса непрерывного резания с демпфированием критических сил резания и сил, возникающих при врезании керамическим инструментом с наноструктурированными многослойными покрытиями.

Методы исследований. Работа выполнена на основе использования

фундаментальных положений теории резания материалов и физики твердого тела, методов статистического анализа результатов экспериментальных исследований, математического и компьютерного моделирования. Изучение состава и свойств многослойно-композиционных покрытий выполняли на основе современных методов металлографического и металлофизического анализов с использованием методик электронно-сканирующей микроскопии, микрозондового рентгенографического анализа (EDS). Научная новизна работы состоит в:

• закономерностях связей между вероятностью отказов и степенью изнашивания токарных резцов оснащенных смешанной керамикой без покрытия и с покрытием, позволяющих прогнозировать надёжность инструмента на основе анализа законов распределения отказов и значений коэффициентов их вариации;

• закономерностях влияния наноструктурированных многослойных покрытий на основе систем Cr-CrN и Zr-ZrN, осаждаемых на токарные пластины из смешанной керамики при использовании процессов фильтруемого катодно-вакуумно-дугового осаждения (ФКВДО) на статистику их случайных отказов, позволяющих установить законы и параметры распределения случайных отказов инструмента;

• системе резания с демпфированием вибраций, подчиняющейся закону распределения Вейбулла - Гнеденко, позволяющего прогнозировать отказы и повышать надежность токарного режущего инструмента из

смешанной керамики с наноструктурированным многослойным покрытием при значении коэффициента вариации стойкости; математической модели и программе автоматизированного расчёта параметров надёжности, позволяющих построить графические интерпретации параметров надёжности.

Результаты, полученные автором и выносимые на защиту:

Установлено, что стандартные токарные резцы, оснащенные пластинками из РК, подчиняются экспоненциальному закону распределения наблюдаемой случайной величины (коэффициент вариации в данном случае составляет 1,08).

Установлено влияние покрытий на статистику внезапных отказов токарных резцов, оснащенных РК. Так, при нанесении наноструктурируемых покрытий на основе СгЫ и методом КИБ удалось получить коэффициент вариации равный 0,39 и 0,45 соответственно, что приводит к смене экспоненциального закона на распределение Вейбула - Гнеденко.

Применение демпфирующего устройства, как повышение надежности токарного инструмента, подчиняется закону распределения Вейбулла -Гнеденко (коэффициент вариации в данном случае составляет 0,36). Это приводит к более прогнозируемому процессу разрушения. Разработана программа автоматизированного расчета основных параметров надежности с возможностью построения графических зависимостей.

Практическая ценность работы заключается:

в составах и технологии нанесения покрытия на керамический режущий инструмент с ограниченной электропроводностью, при использовании процессов фильтруемого катодно-вакуумно-дугового осаждения (ФКВДО);

оптимальных составах и свойствах поверхностного слоя керамического инструмента с разработанными покрытиями;

разработке демпфирующего устройства для увеличения надёжности

токарных резцов из смешанной керамики;

• разработке программного обеспечения по «Расчету основных параметров экспоненциального закона распределения наблюдаемой случайной величины». Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2013612102.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов ПОИСК-2013-2014 гг. (г. Иваново), Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электротехнологии» («XVII БЕНАРДОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ») (г.Иваново), VI Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Актуальные проблемы техники и технологии машиностроительного производства» (ПОЛИКАРПОВСКИЕ ЧТЕНИЯ) 2013-2014 гг. (г. Орел), на Ганноверской промышленной ярмарке НаппоуегМеБзе 2012 .

Публикации. По теме диссертации опубликовано девять печатных работ, из них пять статей в изданиях, аккредитованных ВАК и одно авторское свидетельство.

Структура и объем работы. Диссертационная работа включает в себя: введение, пять глав и выводы. Содержит 183 страницы печатного текста, 42 рисунка, 26 таблиц и библиографический список, включающий 131 наименование.

Обоснованность и достоверность полученных результатов исследований подтверждается совпадением теоретических, расчетных данных и экспериментальных данных, а также подтверждается согласованностью результатов полученных исследований других авторов, работающих в данном направлении. Достоверность выводов и научных результатов подтверждены большим количеством экспериментальных данных в среднесерийном производством изготовления деталей.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ РЕЖУЩЕЙ КЕРАМИКИ

1.1. Анализ исследований по проблемам применения токарного инструмента из режущей керамики для различных условий

обработки

Керамические инструментальные материалы обладают рядом высоких физико-механических свойств. Основные достоинства заключаются в высокой химической пассивностью и повышенной твёрдостью, теплостойкостью и, соответственно, повышенной износостойкостью. Это обеспечивает высокую производительность процесса резания при использовании керамического инструмента. Лезвийные инструменты из режущей керамики (РК) находят всё большое применение на операциях токарной обработки таких материалов, как ковкий чугун, конструкционные, улучшенные и закаленные стали. Дополнительным аргументом в пользу применения инструмента из режущей керамики является отсутствие в составе РК дефицитных и очень дорогостоящих элементов, что снижает затраты на инструмент при обработке резанием [1].

Следует также отметить, что инструменты из РК могут быть использованы на высоких скоростях резания, а имея повышенную красностойкость не требуют применения смазочно- охлаждающих жидкостей (СОЖ), что значительно снижает отрицательное негативное воздействие на окружающую среду и соответствует экологическим требованиям к современным технологическим процессам.

Помимо больших достоинств РК обладает и рядом недостатков, к которым можно отнести относительно низкую сопротивляемость разрушению керамического материала при воздействии переменных термических и механических нагрузок, а также низкий запас пластической прочности (вязкому разрушению) и повышенную трещиностойкость [1, 2, 3].

В настоящее время накоплены обширные знания в области работоспособности лезвийных режущих инструментов из быстрорежущей стали и твердых сплавов, которые практически невозможно использовать при анализе работоспособности инструментов из керамических материалов. Область применения керамических инструментальных материалов также сильно отличается от областей применения лезвийных режущих инструментов из быстрорежущей стали и твердых сплавов. В основном специфическая область применения лезвийных инструментов из режущей керамики определяется сильным различием физико-механических и теплофизических свойств режущей керамики и традиционных инструментальных материалов, а также особенностями физико-химического взаимодействия инструментального и обрабатываемого материалов. В частности, расширение области применения РК требует улучшения характеристик вязкости и трещиностойкости [1, 2, 4].

1.2. Анализ основных тенденций совершенствования основных свойств режущей керамики как инструментального материала

Результаты исследований, посвященных проблемам повышения различных свойств режущей керамики [5-10], позволяют получать новые классы инструментальных материалов из РК, обладающие повышенными показателями трещиностойкости, прочности, вязкости, (нитридокремниевая, легированная, армированная РК), позволяют прогнозировать значительное расширение области применения РК в металлообрабатывающей промышленности. Стоит отметить, что надежность инструмента в высокой степени влияет на экономическую составляющую применения РК. Применение высококачественных режущих инструментов приводит к сокращению технологического времени, позволяет не только повысить

показатель производительности, но и уменьшить затраты на приобретение инструмента.

Указанное объясняется уникальным сочетанием физико-механических и теплофизических свойств РК и отсутствием дефицитных элементов, входящих в состав её исходного сырья. Создание современных керамических материалов отвечающих требованиям повышенной работоспособности, позволяют обеспечивать получение материалов с высокой изгибающей прочностью (до 1200-1400 МПа) [11].

Широкое применение лезвийных инструментов из режущей керамики, не содержащей в своём составе дефицитных компонентов, приводит к значительному экономическому эффекту обработки [6, 7, 12].

Высокая износостойкость инструмента из РК позволяет внедрять новые технологии обработки твердых материалов повышенной точности на тяжелых и мощных станках, в том числе оснащенных системой ЧПУ. Кроме того, токарная обработка с применением РК обеспечивает высокие размерные и геометрические точности обработанных деталей. В некоторых случаях эффект замены твердосплавного инструмента на керамический позволяет снижать расходы на механическую обработку до 70-75 % [11].

В автоматизированном производстве надёжность инструмента является главным фактором, определяющим эффективность технологической системы и ее работоспособности в целом, так как отказ инструмента из РК вследствие хрупкого скола ведёт к полному отказу технологической системы.

Классификация основных марок режущей керамики, применяемых в металлообрабатывающей промышленности РФ, представлена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Классификация режущей керамики по стандарту DINISO 513

Таблица 1.1

Основные виды промышленно применяемых инструментов из РК и их свойства

[7,8,13,14]

Керамический инструментальный материал Состав аи, ГПа р, г/см3 Твердость HRA

ЦМ-332 А1203>99%; МеО< 1% 0,3-0,35 3,85-3,9 91

ВО-13 (холодное прессование + спекание) А1203 >99% 0,45-0,5 3,92-3,95 92

ВО-130 (горячее прессование) А1203>99% 0,6 3,94-3,98 91

ВО-18 (холодное прессование + спекание) А120з с добавками других оксидов 0,75 4,16-4,18 91

ВО-180 (горячее прессование) А120з с добавками других оксидов 0,55 4,16-4,18 91

ВШ-75 А1203 0,5 3,98 91-92

SN-60 (фирма Feldmühle, Германия) А1203>90%; Zr02< 10% 0,44 3,97 93

SN-80 (фирма Feldmühle, Германия) AI2O3 > 80%; Zr02< 20% 0,5 4,16 92

WidaloxG (фирма WidiaKrupp, Германия) AI2O3 =95%; Zr02 = 5% 0,7 4,02 HV30 1 73 00

WidaloxU (фирма WidiaKrupp, Германия) Al203 + Zr02 0,8 4,16 HV30 17000

C1 (фирма «Ниппон Техникал Керамик», Япония) Al203>99% 0,4 - 0,5 3,94 93-94

HCl (фирма «Ниппон Техникал Керамик», Япония) А120з > 99% 0,6 - 0,7 3,98 94,5

ВОК-60 А1203 60%; TiC 40% 0,6-0,7 4,2 94

ВОК-71 А1203 60%; TiC 40% 0,637 4,2-4,3 93

ВОК-200 А1203 60%; TiC 40% 0,65 4,2-АЗ 93

SH-1 (фирма Feldmühle, Германия) A1203> 60%; TiC< 40% 0,38 4,3 94

SH-20 (фирма Feldmühle, Германия) A1203> 80%; TiC< 20% 0,4 4,28 94

WidaloxR (фирма WidiaKrupp, Германия) AI2O3 +TiC + Zr02 0,65 4,12 HV30 17300

WidaloxH (фирма WidiaKrupp, Германия) Al203+TiC + Zr 02 0,62 4,25 HV30 19300

НС2 (фирма «Ниппон Техникал Керамик», Япония) А120з + карбиды 0,7-0,8 4,3 94,5

ТВИН-200 Si3N4 с добавками оксидов металлов 0,75 3,45 93,5

WidianitNIOOO (фирма WidiaKrupp, Германия) Si3N4 0,9 3,16 HV30 16000

WidianitN2000 (фирма WidiaKrupp, Германия) Si3N4 1,0 3,26 HV30 14000

ТВИН-400 Al203, 0,85 3,7-3,8 94

армированный нитевидными

(фирма "\У1сНаКгирр, Германия) А1203 + 2г02 + нитевидные БЮ 1,0 5,91 НУ30 1 80 00

ВОКС-ЗОО Слоистый материал твердосплавнаяосно ва+РК 0,95 4,25 93

Таблица 1.2

Вязкость разрушения различных типов режущей керамики

Материал А1203 - Ъх02 813Н4 БЮ А1203 А120з-ТЮ

К,с, МН • м"'" 9,8 5-8 3,5-5,0 4,5 3,5-6,7

Несмотря на заметное различие свойств (см. рис. 1.1 и табл. 1.1, 1.2) РК характеризуется относительно низкой ударной вязкостью и прочностью при изгибе, повышенной хрупкостью, что не позволяет ее использование в серийном производстве. Инструменты оснащенные РК обладают высоким коэффициентом линейного расширения (так, коэффициент линейного теплового расширения для нитридной керамики составляет примерно у оксидной керамики составляет (8,5-10"6) /К.[1] .Поэтому инструменты из РК достаточно чувствительны к термоциклическому нагружению и склонны к хрупкому микроразрушению при условии контактных нормальных напряжениях, больших 1,2 ГПа, [7, 15].

Лезвийные инструменты из РК, армированные нитевидными кристаллами БЮ, имеют повышенную прочность, поэтому рекомендуются для применения на чистовых режимах обработки труднообрабатываемых материалов (например, при обработке жаропрочных никелевых сталей). [16].

Нитридная керамика на основе 813К4 имеет существенно более высокую прочность, что расширяет область ее применения. Инструмент из РК на основе 513Н4 используют при черновой получистовом обработке чугунных отливок. Достаточно высокие результаты нитридная керамика показывает при чистовой обработке сложнолегированных сталей с высокой твердостью.

Таблица 1.3

Области технологического применения основных марок режущей керамики

Чугуны (с пластинчатым, шаровидным и вермикулярным графитом, высокопрочные)

К01 К10 КЗО КЗО

Оксидная керамика (Ц М-332, ВО-13, ВШ-13)

Оксидно-карбидная керамика (В-3; ВО] <-63; ВОК-71)

Закалённые стали

Н01 НЮ Н20 НЗО

Оксидная керамика(Ц М-332, ВО-13, ВШ-13)

Оксидно-карбидная керамика (В-3; ВОК-63; ВОК-71; ВОК-200)

Труднообрабатываемые сплавы

М01 М10 М20 МЗО

Нитридная керамика (РК-30)

Конструкционные стали в состоянии поставки

Р01 Р10 Р20 РЗО

Оксидно-карбидная керамика (В-3; ВОК-63; ВОК-71, ВОК-200)

Необходимо отметить, что эффективное применение инструмента из различных типов РК возможно только при использовании станочного оборудования повышенной жёсткости, качественных и жёстких державок для крепления СМП и повышенной жёсткости технологической системы СПИД [6,17].

1.2.1. Повышение различных свойств режущей керамики путем

легирования

Традиционный подход к проблеме повышения эффективности инструмента из РК связан с увеличением его прочности за счет легирования элементами или соединениями различного химического состава или использования упрочняющих компонентов.

В современной промышленности при производстве РК используют окислы алюминия и нитрида кремния, которые являются основой для одно-или многокомпонентных систем. В настоящее время широко применяемой является однокомпонентная РК на основе А120з, обладающая высокой твердостью, повышенными теплостойкостью и износостойкостью. Легирование режущей керамики на основе А12Оз оксидами циркония 2Ю2, карбида титана ТлС методом армирования нитевидными кристаллами Б1С значительно повышает ее основные показатели (табл. 1.4).

Таблица 1.4

Изменение основных свойств керамики на основе А12Оз при легировании

различными соединениями

Свойства А12О3 АЬОз^Юз АЬОз-ТЮ А12Оз, нитевидный БЮ

НУ30 2000 2000 2200 2400

Е, ГПа 390 380 400 390

сг„, МПа 350 600 600 от 600 до 800

К ¡с,МПа/м~[и 4,5 5,8 5,4 от 6 до 8

ак-10"5, 1/К 7,5 7,4 7,0 —

Л, Вт/ (м-К) 30 28 35 35

Широкое применение в металлообрабатывающих производствах получила керамика на основе 70% А12Оз, в состав которой вводят 30-40% Т1С (смешанная керамика). Смешанная керамика 70% А1203-З0% Т1С имеет повышенные значения прочности при изгибе и трещиностойкости (коэффициент К1С), сниженные значения коэффициента термического расширения, что позволило существенно расширить область ее применения (см. табл. 1.3) [5,7, 8, 9, 10].

Не менее эффективным оказалось упрочнение оксидной керамики А12Оз нитевидными кристаллами БЮ, которые позволили заметно повысить прочностные показатели армированной керамики и снизить

трещиностойкость. Для армированной керамики коэффициент вязкости разрушения возрастает на 60% по сравнению с соответствующим коэффициентом для стандартной оксидной керамики. При этом армирование структуры матрицы оксидной керамики А^Оз нитевидными кристаллами 81С повышает её теплопроводность и, как следствие, температуропроводность в зоне контакта. Это значительно повышает устойчивость оксидной режущей керамики к термоудару (термошоку) [3, 16, 18].

Введение в состав РК карбида вольфрама и карбида тантала позволяют сдерживать рост зерен.

Одним из направлений по совершенствованию свойств керамики является введение в ее состав карбида вольфрама и тантала, что позволяет сдерживать увеличение зерна субстрата, тем самым повышая его прочность. Автором [18] отмечено значительное улучшение свойств смешанной керамики путем введения в ее состав диборид титана Т1В2 [18].

В выпускаемых промышленностью керамических инструментах на основе сложнокомпонентных систем чаще всего используют ТЮ, что не только повышает вязкость оксидно-карбидной керамики (см. табл. 1.2), но и снижает вероятность внезапного отказа из-за хрупкого разрушения СМП из РК, что существенно улучшает технологические свойства РК при шлифовании и заточке керамических СМП [1]. Для улучшения прочностных свойств одно- и многокомпонентных керамик на основе оксидов алюминия в состав легируют 5-10% оксида циркония (см. табл. 1.4). Это связано с переходом при охлаждении оксида циркония из тетрагональной модификации в моноклинную. При этом процесс сопровождается появлением вокруг зерна субстрата обширных областей сжимающих напряжений за счет увеличения объема зерна циркония на 3-5%, что приводит к торможению или к прекращению развития попадающих в область микротрещин, формируемых в объёме керамического материала.

Таблица 1.5

Физико-механических свойств РК при добавлении ZrO. [19]

Параметр Торговая марка (фирма)

СС620 (БапсМкСоготап 0 БЫбО (РеШтиЫе ) БШО (РеИтиЫе ) БШ (РеИтиЫе ) СС650 (БапсЫкСоготап 0

Состав, мае. % А120з —96 ТЮ —4 А12Оз — 96 ТЮ —4 А12Оз — 85 гю3 —15 А120з — 78 ТЮ — 30 гг02 —2 А120з —68 ТО4 — 22 ТЮ —8 гю3 — 6

Твердость, ГПа 15,89 17,05 15,1 18,8 19,21

Вязкость разрушения , МПа-мш 6Д 6,0 7,3 5,3 6,0

При добавлении 5% (массы) оксидов циркония повышается сопротивляемость керамической матрицы к разрушению, до 4 раз по сравнению с базовым оксидным составом [1].

Авторы патента № 4518398 (США) [19] предлагают повысить эксплуатационные свойства режущей керамики, содержащей 70-95% окиси алюминия путем введения в ее состав от 5 до 30 массовых % компонентов, включающих нитриды и карбиды циркония, а также чистой цирконий и нитриды титана. Это позволяет повышать твердость керамики и параметры стойкости инструмента в сравнении с РК на основе чистого оксида алюминия.

Введение в РК на основе А1203 15-30% карбидов металлов 1У-У1 групп периодической системы (Т1С, \УС, Сг203, Мо2С) при спекании позволяет снижать до двух раз величину зерна, тормозить процесс рекристаллизации, с целыо получения мелкозернистой структуры. Это приводит к повышению износостойкости и термической стабильности, а прочность при изгибе керамического материала увеличивается до 30-50% [2, 4, 8, 9, 12, 20].

Авторы работы [14] предлагают повысить вязкость керамики без существенного снижения твердости путем замены карбида титана Т1С на карбонитрид титана ПСИ, аргументируя указанное тем, что это позволяет

более равномерно распределить мелкозернистый карбонитрид в матрице из

ai2o3.

Авторы [21 ] предлагают значительно повысить работоспособность РК путем введения нано-дисперсной упрочненной смеси в соотношении А12Оз -Мо (92,5+7,5; 89+11; 79+21; 94+6)% и вольфрама в соотношении А1203 - W (95,5 + 4,5)%.

1.2.2. Повышение различных свойств режущей керамики путем дополнительного энергетического воздействия

На свойства лезвийных инструментов из РК значительное влияние оказывает наличие микропор, резко повышающих вероятность интенсивного развития микротрещин, что приводит к хрупкому разрушению инструмента в процессе его эксплуатации. В зависимости от схемы нагружения и присутствия остаточных напряжений в керамическом субстрате размер поры изменяется в пределах от 25 до 400 мкм, что приводит к резкому повышению вероятности отказа инструмента [9,22].

Остаточная пористость в общем случае характеризуется выражением: а = о0- ехр (-Ъ - р),

где о0 -const, (прочность безпористой керамики); b -коэффициент, равный 4-7; р -пористость.

Автором [9] доказана зависимость между уменьшением радиуса искривления пор и концов трещин от увеличения концентрации напряжения

[9]-

В настоящее время существует несколько способов повышения плотности керамического субстрата. К ним следует отнести:

- метод горячего и изостатического прессования;

- спекание без приложения принудительного давления;

- реакционное спекание.

Керамические субстраты при горячем прессовании обладают меньшей пористостью (менее 0,5%) и, следовательно, более высоким уровнем механических свойств. Недостатком данного метода является высокая энергоемкостью производства и необходимость применения дорогостоящей прессовой оснастки из графита высокой прочности, но данный процесс остаётся наиболее распространённым методом получения высокопрочной инструментальной РК.

Технология изготовления керамического инструмента методом холодного прессования и дальнейшего спекания позволяет значительно снизить энергозатраты при массовом производстве СМП, но при данной технологии получаемые инструменты обладают небольшой остаточной пористостью (2%), которая негативно отражается на изностойкости [23].

Технология реакционного спекания характеризуется формированием химического соединения, совмещенного со спеканием. В этом случае первоначально происходит формирование исходных компонентов, а затем спекание в присутствии реакционных газов. Недостатком данной технологии является невозможность получения беспористого, стабильного и прочного по свойствам материала.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Крапостин, Алексей Александрович, 2015 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Сотова, Е.С. Керамические режущие инструменты / Е.С. Сотова, A.A. Верещака, A.C. Верещака. М. : Изд-во ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», 2013. - 149 с.

Dyrne, G. Advancing Cutting Technology / G. Dyrne, В. Dornfeld, В. Denrena. -Fnnals of the CIRP. - Vol.52/2/2003.

Lenke, I. Fertigungstechnic, High-Performents Zerspanung mit Schneidkeramik /1. Lenke, M. Fripan. - 2001. Sem.03. Кузин B.B. Инструменты с керамическими режущими пластинами. М. :Янус-К, 2006.- 160 с.

Агте, К. Минералокерамические режущие материалы / К. Агте, Р. Колерманн, Э. Хеймел ; пер. с нем. инж. Ладогина A.M. M. : Государственное научно-техническое изд-во машиностроительной литературы, 1962. - 192 с.

Аникин, В.Н. Разработка составов и технологии изготовления высокопрочной градиентной керамики с покрытием расширенной области применения / В.Н. Аникин, И.В. Блинков, A.C. Верещака, A.B. Елютин // Высокие технологии в машиностроении : сборник научных трудов ХГТУ. Харьков, 2000. - С. 3-7.

Гнесин, Г.Г. Керамические инструментальные материалы / Г.Г. Гнесин, И.И. Осипова, Г.Д. Ронталь и др. ; под ред. д-ра техн. наук Г.Г. Гнесина // Техника. Киев., 1991. - 388 с.

Жедь, В.П. Режущие инструменты, оснащенные сверхтвердыми и керамическими материалами, и их применение : справочник / В.П. Жедь, Г.В. Боровский, Я.А. Музыкант, Г.М. Ипполитов. М. : Машиностроение, 1987. - 320 с.

Осипова, И.И. Режущая керамика. 1985 - 1990 гг. / И.И. Осипова, Е.Л.

Шведков // Порошковая металлургия. 1992. № 9. С. 31-45.

Старков, В.К. Повышение эксплуатационных характеристик изделий

из керамических материалов методами механической и термической обработки. Обзорная информация / В.К. Старков, В.В. Кузин, В.Ф. Попов, Р.Р. Исходжанов // ВНИИТЭМР. Вып. 4.- М., 1989.

11. Верещака, A.C. Применение высокопрочной композиционный керамики с наноструктурированным покрытием в технологиях экологически дружественной сухой обработке резанием с компенсацией физических функций СОТС / A.C. Верещака, А.К. Кириллов, Е.С. Сотова, A.B. Дачева // СТИН. 2010. № 6. - С. 32-37.

12. Верещака, A.C. Исследование напряженного состояния керамического инструмента / A.C. Верещака, В.В. Кузин, С.Ю. Федоров // Физика. Химия и механика трибосистем : межвуз. сб. науч. тр. / под ред. В.Н Латышева. Иваново : Иван. гос. ун-т, 2006. - С. 90-94.

13. Каталог ВНИИТС. Режущая керамика. - М.: Изд-во ВНИИТС, 1998

14. Панов, A.A. Обработка металлов резанием : справочник технолога / A.A. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др. ; под общ. ред. Панова A.A. М.: Машиностроение, 1988. - 736 с.

15. Верещака, A.C. Резание материалов : учебник / A.C. Верещака, B.C. Кушнер. М. : Высшая школа, 2009. - 535 с.

16. Billman, E.R. Maschining with A1203-SiC Whisker Cutting Tools, Am. Ceram. / E.R. Billman, P.K. Mehrota, A.F. Shuster, C.W. Beeghly // Soc. Bull. 67. 1988.-P. 1016-1019.

17. Аникин, В.Н. Исследование режущих свойств минералокерамики с легирующими присадками при лезвийной обработке / В.Н. Аникин, A.C. Верещака, М.Ю. Куликов // Труды конгресса "Конструкторско-технологическая информатика" 2000. Т 1. М. : МГТУ «СТАНКИН», 2000. - С. 43-44.

18. Dreyer, К. Scheidkeramik: Leistungsstarker durch Whisker / К. Dreyer, J. Kolaska, H. Grewe//VDI-Z 129. 1987. Nr.10. -P. 101-105.

19. Информационный листок № 291-85 / Московский городской

территориальный центр научно-технической информации и пропаганды. М., 1985.

20. Верещака, A.C. Расширение области применения высокопрочной композиционной керамики / A.C. Верещака, А.К. Кириллов, Ю.Н. Прилукова // Надежность режущего инструмента : сб. науч. трудов. № 2. Краматорск : КТУ,2002 . - С. 48-54.

21. Mehrotra, P.K. Applications of ceramic cutting tools / P.K.Mehrotra // Key Engineering Materials. 1998. Vol. 138-140. P. 1-24.

22. Попов, А. И. Повышение работоспособности минералокерамических режущих пластин путем ионной модификации их рабочих поверхностей : дис. ... д-ра техн. наук. Санкт-Петербург : СПГТУ, 2003. - 149 с.

23. Елютин, A.B. Методологические принципы создания высокопрочной градиентно-слоистой керамики с покрытием для скоростной лезвийной обработки без применения СОТС / A.B. Елютин, В.Н. Аникин, И.В. Блинков, A.C. Верещака // Труды конгресса "Конструкторско-технологическая информатика" 2000. Т. 1. М. : МГТУ «СТАНКИН», 2000. - С. 180-182.

24. Адаскин, A.M. Материаловедение : учебник для учреждений среднего профессионального образования / A.M. Адаскин, Ю.Е. Седов, А.К. Онегина, В.Н. Климов ; под ред. Ю.М. Соломенцева. М. : Высшая школа, 2005 . - 456 с.

25. Пронин, А.И. Повышение работоспособности инструмента, оснащенного режущей керамикой и свехтвердыми материалами : автореф. дис. ...канд. техн. наук. Комсомольск-на-Амуре : КнАГТУ, 1995.-20 с.

26. Аникеев, А.И. Пути повышения работоспособности режущего инструмента за счет нанесений покрытий / А.И.Аникеев, В.Н.Аникин, В.С.Торопченов // Современный твердосплавный инструмент и

рациональное его использование. - Л.: ЛДНТП, 1980. - с.40-44

27. Верещака, А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями: учебное пособие / А.С. Верещака. М. : Машиностроение, 1993. - 336 с.

28. Волосова, М.А. Технологические принципы нанесения износостойких вакуумно-плазменных покрытий на режущий инструмент из керамики : справочник / М.А. Волосова // Инженерный журнал. 2005. № 8. С. 4647.

29. Адаскин, A.M. Материаловедение : учебное пособие / A.M. Адаскин, Ю.Е. Седов, А.К. Онегина, В.Н. Климов ; под ред. Ю.М. Соломенцева. М. : Высшая школа, 2005. - 456 с.

30. Vereshchaka, A.S. Ecologically friendly dry machining by cutting tool from layered composition ceramic with nano-scale multilayered coatings /A.S. Vereshchaka, A.A. Vereshchaka, A.K. Kirillov // TTp, Trans Tech Publications.T.l. GD. JMU. - 2011. - P. 68-76.

31. Верещака, А.С. Основные аспекты применения и совершенствования режущих инструментов с износостойкими покрытиями / А.С. Верещака // СТИН. 2000. № 9. - С. 33-40.

32. Верещака, А.С. Повышение эффективности инструмента путем управления составом, структурой и свойствами покрытий / А.С.Верещака, А.А. Верещака // Упрочняющие технологии и покрытия. 2005. № 9. - С. 9-19.

33. Prilukova, J. Some Aspects of Using Coated Cutting Ceramic for Turning Hardened Steels / J.Prilukova // II. Internationale Wissenschaftliche Konferenz. - Plzen. 2006. - 37 p.

34. ГОСТ 27.003 - 90 Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности. Группа Т51. М. : Издательство стандартов, 1991. - 27 с.

35. Дроздовский, Б.А. Прикладные вопросы вязкости разрушения / Б.А.

Дроздовский, Я.Б. Фридман / Пер. с англ. М. : Мир, 1968. - 552 с.

36. Kienel, G. Vakuum-Beschiehtung 4, Anwendungen Teil I, Düsseldorf, 1993

37. Талантов, H.B. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента / Н.В. Талантов. М. : Машиностроение, 1992. - 240 с.

38. Верещака, A.C. К вопросу о диагностики состояния твердосплавных инструментов с покрытием в условиях использования ГПС / A.C. Верещака, М.П. Козочкин, И.У. Сулейманов, В.В. Кузин // Вестник машиностроения. 1988. № 9. - С. 40-44.

39. Vereschaka, A.S. Improving the efficiency of the cutting tool made of ceramic when machining hardened steel byap plying nano-dispersed multi-layeredcoatings / A.S. Vereschaka, S.N. Grigoriev, V.P. Tabakov, E.S. Sotova, A.A. Vereschaka, M.Yu. Kulikov // Key Engineering Materials. 2014. Vol. 581.-P. 68-73.

40. Czichos, H. Tribologiehandbuch, Reibung und Verschleiß, Braunschweig / H. Czichos, K.H. Habig. - Wiesbaden, 1992.

41. Dobrzanski, L.A. Structure and Properties of the Multi-Component TiAlSiNCoatings Obtained in the PVD Process in the Nitride Tool Ceramics / L.A. Dobrzanski, D. Pakula, E. Hajduczek // Journal of Materials Processing Technology. 2004. Vol. 157-158. - P. 331-340.

42. Верещака, A.A. Повышение режущих свойств твердосплавного инструмента путём рационального выбора состава, структуры и свойств наноразмерных износостойких комплексов : дис. ... канд. техн. наук. М. : РУДН, 2010. - 242 с.

43. Патент RU 2173911 С2 от 20.09.2001 с приоритетом от 04.04. 1997. -Бюлетень № 26 Получение электродуговой плазмы в криволинейном плазмоводе и нанесение покрытия на подложку / А.И. Додонов, В.М.Башков.

44. Vereshchaka, A.A. Nano-scale multilayered-composite coatings for the

cutting tools / A.A. Vereshchaka, A.S. Vereshchaka, O. Mgaloblishvili, M.N. Morgan, A.D. Batako // International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Springer-Verlag. London, 2014. - P. 1-15.

45. Бекташов, Д.А. Определение основных параметров надежности минералокерамического режущего инструмента. /Д.А.Бекташов, А.А.Крапостин// Научно-технический журнал "Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии" Государственного университета - учебно-научно-производственного комплекса. -Орел, ФГБУ ВПО "Госуниверситет УНПК" №2, 2012 с. 94-98

46. Brandt, G. Flankund Crater Wear Mechanisms of Alumina-Based Cutting Tools When Machining Steel / G.Brandt // Wear 112. 1986. - P. 39-56.

47. Shaw, M.C. Fracture of Metal Cutting Tools / M.C. Shaw // Annalsof the CIRP. Vol. 28/1/1979. - P.19-21.

48. Okushima, K. Thermal Crack in the Carbide Face Milling Cutter / K. Okushima, T. Hoshi // JSME 6 (22). 1963. - P. 317-326.

49. Zorew, N. Standzeit und Leistung der Hartmetall-Werkzeuge beim unterbrochenen Zerspanen des Stahles mit großen Zerspanungsquerschnitten / N. Zorew // Annals of the CIRP. Vol. 11/4/1963. - P. 201210.

50. Uehara, K. Fundamental Approachtothe Thermal Crack of Cermet Cutting Tools / K.Uehara, Y.Kanda // Annals of the CIRP. Vol. 30/1/1981. - P. 4751.

51. Фридман, Я.Б. Механические свойства металлов / Я.Б. Фридман. М. : Машиностроение, 1974.-471 с.

52. Владимиров, В.И. Физическая природа разрушения металлов / В.И. Владимиров. М. : Металлургия, 1984.-280 с.

53. Кузин, В.В. Разработка режущих пластин из нитридной керамики для предварительной механической обработки деталей : дис. .. .д-ра техн. наук. М.: ФГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», 2007. - 391 с.

54. Pekelharing, A.J. The Exit Failurein Interrupted Cutting / A.J.Pekelharing // Annal soft he CIRP. Vol. 27/1/1978. - P. 5-10.

55. Spur, G. Keramik bearbeitung, Carl Hanser Verlag, München Wien, 1989.

56. Dornhöfer, R. Feindrehenvonunlegierten Kohlenstoffstählenmit Keramik-und Hartmetallwerkzeugen. Freiflächenverschleiß und Oberflächengüte : Dissertation. TH Braunschweig, 1961. - 183 p.

57. Kamiske, G. Untersuchungen an keramischen Drehwerkzeugen : Dissertation. TH Braunschweig, 1961. - 196 p.

58. König, W. Zähigkeitsverhalten keramischer Schneid-stoffe / W. König, K.Gerschwiler/ VDI-Z 131. Nr.l. 1989. P. 52-58.

59. Momper, F.J. Untersuchung zum Standvermögen keramischer Werkzeugscheiden beim Drehen unter besonderer Berücksichtigung der Schneideneingriffsverhältnisse : Dissertation. Universität Hannover, 1988. -184 p.

60. URL:http://ru.wikipedia.org/wiki/%DO%EO%F 1 %F7%B8%F2 %ED%E0 %E4%B8%E6%ED%EE%P 1 %F2%E8 (дата обращения: 15.11.2014)

61. Мальцев, O.C. Эффективность применения пластин из керамических материалов / О.С. Мальцев, Т.И. Мамкин, А.Ф. Семкин // Технология и оборудование обработки металлов резанием. Отечественный опыт. Вып. 6. М. : ВНИИТЭМР, 1988. С. 5-8.

62. Качанов, Л.М. Основы механики разрушения / J1.M. Качанов. М. : Наука, 1974.-311 с.

63. Петреня, Ю.К. Разрушение вследствие ползучести и механизма микроразрушения / Ю.К. Петреня // Докл. АН СССР. 1987. № 6/297. -С. 1313-1333.

64. Астафьев, В.И. Нелинейная механика разрушения : учебное пособие / В.Н. Астафьев Ю.Н. Радаев, JI.B. Степанова. Самара : Изд-во Самарского университета, 2001. - 632 с.

65. Крагельский, И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. М. :

Машиностроение, 1968. - 480 с.

66. Крагельский, И.В., Оценка стоимости резцов, основанная на теории усталостного износа / И.В. Крагельский, Е.Ф. Непомнящий, М.И. Зюльков // Сб. докл. Уральской юбилейной научной сессии по итогам исследовательских работ в области машиностроения. Курган, 1967. -С. 69-71.

67. Хрущев, М.М. Закономерности абразивного изнашивания / М.М. Хрущев // Износостойкость. М. : Наука, 1975. - С. 5-28.

68. Шустер, Л.Ш. Адгезионное взаимодействие режущего инструмента с обрабатываемым материалом / Л.Ш.Шустер. М. : Машиностроение, 1988. -96 с.

69. Андриевский, P.A. Прочность тугоплавких соединений и материалов на их основе : справочное издание / P.A. Андриевский, И.И. Спивак. Челябинск : Металлургия, 1989. - 368 с.

70. Беккер, М.С. Повышение работоспособности режущего инструмента на основе анализа механизма диффузионно-усталостного разрушения инструментального материала : автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Тбилиси, 1989.-38 с.

71. Bartsch, S. Verschleiß von Aluminiumoxid-Schnei dstoffenunterstationärer Belastung : Dissertation. Universität Hannover, 1988. - 188 p.

72. Bektaschow, D. Erhöhung der Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit des keramischen Werkzeugs durch die Verbesserung der Verschleißschutzschichten : Dissertation. Ivanowo, 2002 (in russisch). - 105 p.

73. Tönshoff, H. Verschleiß Vorgänge beim Spanen mit oxidischer Schneidkeramik / H. Tönshoff, S. Bartsch//VDI-Z 129. 1987. Nr.7. 1987. P. 66-73.

74. Васин C.A. Резание материалов: Термомеханический подход к системе взаимосвязей при резании : учебник для технических ВУЗов / С.А.Васин, A.C. Верещака, B.C. Кушнер. - М. : Изд-во МГТУ им.

Баумана, 2001.-488 с.

75. Вульф, A.M. Резание металлов / A.M. Вульф. 2-е изд. JI. : Машиностроение,!973. -469 с.

76. Гордфельдер, В.А. Физико-технологические особенности процесса точения конструкционных материалов инструмента из СТМ : дис. ... канд. техн. наук. Куйбышев, 1990. - 156 с.

77. Бетацели, Л.И. Прочность и надежность режущего инструмента / Л.И. Батацели. Тбилиси : Сабчота Сакартвело, 1973. - 302 с.

78. Пирогов, K.M. Основы надежности текстильных машин : учебное пособие для вузов / K.M. Пирогов, С.А. Егоров. Иваново : ИГТА, 2004. -268 с.

79. Бекташов, Д.А. Определение основных параметров надежности минералокерамического режущего инструмента. /Д.А.Бекташов, А.А.Крапостин// Научно-технический журнал "Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии" Государственного университета - учебно-научно-производственного комплекса. -Орел, ФГБУ ВПО "Госуниверситет УНПК" №2, 2012 с. 94-98.

80. Халимоненко, А.Д. Управление качеством процесса точения инструментом из режущей керамики : автореф. дис. ... канд. техн. наук. Спб., 2009. - 22 с.

81. Федоров, С.Ю. Повышение производительности прерывистого точения отливок из серых чугунов на основе разработки режущих пластин из нитридной керамики : дис. ...канд. техн. наук. М. : МГТУ «СТАНКИН», 2011. - 148 с.

82. URL:http://www.bestreferat.ru/referat-56790.html (дата обращения: 17.11.2014)

83. Беккер, М.С. Повышение работоспособности режущего инструмента на основе анализа механизма диффузионно-усталостного разрушения инструментального материала : автореф. дис. ... д-ра техн. наук.

Тбилиси, 1989. - 38 с.

84. Кук и Наяк. Влияние температурных воздействий на износ резца: Труды американского общества инженеров-механиков : Серия В : Конструирование и технология машиностроения. 1966. Т.88, № 1. - С. 82-90.

85. Горячева, И.Г. Модель усталостного разрушения поверхностей/ И.Г. Горячева, О.Г. Чекина // Трение и износ. 1990. Т. 11, № 3. - С. 389-400.

86. Эванс, А.Г. Конструкционная керамика / А.Г. Эванс, Т.Г. Лэнгдон ; пер. с англ. М. : Металлургия, 1980. - 256 с.

87. Вульф, A.M. Резание металлов. 2-е изд. / A.M. Вульф. Л. : Машиностроение (Ленинградское отд-ние), 1973.-496 с.

88. Грабченко, А.Н. Рабочие процессы высоких технологий в машиностроении : учебное пособие / А.Н. Грабченко. Харьков : ХДПУ, 1999.-436 с.

89. Хрущев, М.М. Закономерности абразивного изнашивания. Износостойкость : учебное пособие / М.М. Хрущев. М. : Наука, 1975. - С. 5-28.

90. Самсонов, Г.В. Тугоплавкие соединения / Г.В. Самсонов, И.П. Виницкий // Тугоплавкие соединения. М. : Металлургия, 1976. - 558 с.

91. Геворкян, Э.С. Структура, физико-механические и режущие свойства материала бихромит-Р / Э.С. Геворкян, С.А. Романчук // Сверхтвердые и композиционные материалы и покрытия, их применение : сб. науч. тр. АН УССР / Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля / отв. ред. П.С. Кислый. Киев : ИСМ, 1991. - С. 33-35.

92. Гнесин, Г.Г. Керамические инструментальные материалы : учебное пособие / Г.Г. Гнесин, И.И. Осипова, Г.Д. Ронталь и др. ; под ред. д-ра техн. наук Г.Г. Гнесина. Киев: Техника, 1991. - С. 388.

93. Мальцев, О.С. Эффективность применения пластин из керамических

материалов / О.С. Мальцев, Т.И. Мамкин, А.Ф. Семкин // Технология и оборудование обработки металлов резинием. Отечественный опыт. Вып. 6. М.: ВНИИТЭМР, 1988. - С. 5-8.

94. Зефиров, A.B. Термодинамические свойства неорганических веществ : справочник / A.B. Зефиров. М.: Атомиздат, 1965. - 460 с.

95. Андриевский, P.A. Прочность тугоплавких соединений и материалов на их основе : справочник / P.A. Андриевский, И.И. Спивак // Челябинск : Металлургия, 1989. - 386 с.

96. Чижик, A.A. Разрушение вследствие ползучести и механизма микроразрушения / A.A. Чижик, Ю.К. Петреня // Докл. АН СССР. Вып. 297, № 6. М., 1987. - С.1313-1333.

97. Хечумов, Т. Зависимость механизма изнашивания керамических материалов от топографии поверхности / Т. Хечумов // Проблемы трения и смазки : научный журнал. 1986. Т.1. - С. 10-16.

98. Баранчиков, В.И. Справочник конструктора инструментальщика / В.И. Баранчиков. М.: Машиностроение, 1994. - 560 с.

99. Викторова, B.C. Анализ программного обеспечения моделирования надежности и безопасности систем / B.C. Викторова, Х.П. Кунтшер, A.C. Степанянц // Надежность. 2006. № 4(19). С. 46-57.

100. Строгонов, А. Обзор программных комплексов по расчету надежности сложных технических систем / А.Строгонов, В.В. Жданов, С.Н. Полесский// Компоненты и технологии. 2007. № 5. С. 183-190.

101. Строгонов, А. Обзор программных комплексов по расчету надежности сложных технических систем/ А.Строгонов, В.В. Жданов, С.Н. Полесский// Компоненты и технологии. 2007. № 5. С. 183-190.

102. ГОСТ 27.002-89 Надежность в техники. Основные понятия. Термины и определения. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».

103. ГОСТ 27.301-95 Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».

104. Horst-Dieter Tietz. Technische keramik.VDI Verlag GmbH. - Düsseldorf, 1994.-364 p.

105. Петров, В.А. Теоретические основы микромеханики разрушения / В.А. Петров // Чтение памяти А.Ф. Иоффе. JI. : Наука, 1984. - С. 22-28.

106. Бичем, К.Д. Микропроцессы разрушения / К.Д. Бичем // Разрушение. М. : Мир, 1973. Т. 1.-С. 265-375.

107. Геворкян, Э.С. Структура, физико-механические и режущие свойства материала бихромит-Р / Э.С. Геворкян, С.А. Романчук // Сверхтвердые и композиционные материалы и покрытия, их применение : сб. науч. тр. АН УССР / Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля ; отв. ред. П.С. Кислый. Киев : ИСМ, 1991. - С. 33-35.

108. Вельская, Э.А. Экспериментальное исследование зависимости теплопроводности корундовой керамики от плотности / Э.А. Вельская, В.Э. Палецкий // Тепло и массоперенос. Т.7. М., 1972. - С. 307-311.

109. Верещака, A.C. Анализ основных аспектов проблемы совершенствования инструментальных материалов путем модификации их поверхностных свойств / A.C. Верещака // Вопросы механики и физики процессов резания и холодного пластического деформирования : сб. науч. тр. Института сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля HAH Украины. Сер. Г: Процессы механической обработки, станки и инструменты. Киев, 2002. - С. 301-315.

110. Виноградов, В.Н. Изнашивание при ударе : учебное пособие / В.Н. Виноградов, Г.М. Сорокин, А.Ю. Албагачиев. М. : Машиностроение, 1982. - 192 с.

111. Маргулес, А.У. Керметы : учебное пособие / А.У. Маргулес. М. : Машиностроение, 1976. -216 с.

112. Остафьев, В.А. Расчет динамической прочности режущего инструмента : учебное пособие / В.А. Остафьев. М. :

Машиностроение, 1979. - 168 с.

113. Эванс, А.Г. Конструкционная керамика / А.Г. Эванс, Т.Г. Ленгдон ; пер. с англ. М. : Металлургия, 1980. - 256 с.

114. Виноградов, В.Н. Изнашивание при ударе : учебное пособие / В.Н. Виноградов, Г.М. Сорокин, А.Ю. Албагачиев. М. : Машиностроение, 1982. - 192 с.

115. Власов, В.И. Управление процессами ионно-плазменной обработки инструмента / В.И. Власов, Е.А. Романова, Е.С. Сотова // Сборник трудов Международной научно-практической конференции. М. : Научный бюллетень МГТУ «СТАНКИН» ПРОТЭК'2002, 2002.

116. ГОСТ 27.002 - 89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. Группа ТОО. М. : Издательство стандартов, 1990. - 40 с.

117. ГОСТ 27.003 - 90. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований но надежности. Группа Т51. М. : Издательство стандартов, 1991. -27 с.

118. ГОСТ 27.203 - 83. Надежность в технике. Технологические системы. Общие требования к методам оценки надежности. Группа Т51. -М. : Издательство стандартов, 1984. - 6 с.

119. Бекташов, Д.А. Нанесение наноструктурируемых покрытий покрытий с целью повышения показателей надежности минералокерамического режущего инструмента. / Д.А.Бекташов, А.А.Крапостин // Научно-технический журнал "Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии" Государственного университета - учебно-научно-производственного комплекса.-О., ФГБУ ВПО "Госуниверситет УНПК" №3-2, 2013 40-43с.

120. Бакунов, В.С Прочность и структура керамики / В.С.Бакунов, А.В.Беляков//Огнеупоры и техническая керамика. 1998. № З.-С. 11-15.

121. Beckhaus, Н. Einflussder Kontakt beding ungenauf das Standver halte nvon

Fräswerkzeugenbeim Stirnfräsen : Dissertation. THAachen. 1969. - 164 P-

122. Denkena B. Verschleißverhalten von Schneidkeramik bei instationärer Belastung : Dissertation. Universität Hannover. 1992. - 149 p.

123. Uehara, K. Fundamental Approach to the Thermal Crack of Cermet Cutting Tools, / K.Uehara, Y.Kanda // Annals of theCIRP. Vol. 30/1/1981. - P. 47-51.

124. Верещака, A.C. Научные и технологические аспекты проблемы разработки режущих инструментов с износостойкими покрытиями повышенной эффективности / A.C. Верещака, A.A. Верещака, А.Б. Чумиков, Л.Г. Дюбнер // Резание и инструмент в технологических системах : междунар. науч.-техн. сб. Вып. 62. Харьков : НТУ»ХПИ», 2002.-С. 12-20

125. Старков, В.К. Обработка резанием. Управление стабильностью и качеством в автоматизированном производстве / В.К. Старков. М. : Машиностроение, 1989. - 296 с.

126. Асташев, В.К. Термомеханическая модель возникновения автоколебаний при резании / В.К.Асташев, Г.К.Корендясев // Проблемы машиностроения и надежности машин 2012. № 3. - С. 3-9.

127. URL: http://science-bsea.narod.ru/2011/mashin 2011 14/altuhov vi.htm (дата обращения: 17.11.2014)

128. Weinert, К. Dry Machining and Minimum Quantity Lubrication, / K.Weinert, I.Inasaki, J.W.Sutherland, T.Wakabayashi // Annals of the CIRP Vol.53/2/2004. - P. 65-68.

129. Karpuschewski B. Sensoren zur Prozessüberwachung beim Spanen / B.Karpuschewski // Habilitation. Universität Hannover. - 2001. - 166 p.

130. Конаков, A.B. Повышение работоспособности инструментальной керамики на основе исследования структуры, свойств и механизмов разрушения и изнашивания : дис. ...канд. техн. наук. Благовещенск,

1999.- 145 c

Schmidt, J. Mechanische und thermische Wirkungen beim Drehen gehärteter Stähle : Dissertation. Universität Hannover. - 1999. - 138 p.