Повышение эксплуатационных характеристик токарных резцов, оснащенных режущими пластинами из керамики, при чистовом точении жаропрочного сплава путем использования графена и технологии искрового плазменного спекания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат наук Перетягин, Павел Юрьевич

• Перетягин, Павел Юрьевич
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Перетягин, Павел Юрьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Классификация и области применения жаропрочных сплавов. Особенности их механической обработки токарными резцами, оснащенными сменными многогранными режущими пластинами

1.2 Классификация основных инструментальных сменных многогранных режущих пластин из керамических материалов для токарных резцов

1.3 Основы технологий изготовления керамических материалов для изготовления сменных многогранных режущих пластин токарных резцов

1.4 Перспективы использования графена в керамических режущих пластинах для токарных инструментов

1.5 Выводы по главе 1

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ ПРИ ОБРАБОТКЕ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ ПРИ ТОЧЕНИИ РЕЗЦАМИ, ОСНАЩЕННЫМИ СМЕННЫМИ МНОГОГРАННЫМИ РЕЖУЩИМИ ПЛАСТИНАМИ

2.1 Исходные порошковые материалы для изготовления заготовок режущих пластин токарных резцов

2.2 Описание методик подготовки исходных порошковых нанокомпозитов для получения заготовок режущих пластин токарных резцов

2.3 Описание методик изготовления и испытания режущих пластин для токарных резцов из нового вида графенсодержащей армированной керамики

2.4 Методы исследования свойств полученных керамических нанокомпозитов для сменных многогранных режущих пластин

2.5 Выводы по главе 2

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПОЛУЧЕНИЯ КОМОЗИЦИЙ ПОРОШКОВ И ИХ ИСКРОВОГО ПЛАЗМЕННОГО СПЕКАНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК РЕЖУЩИХ ПЛАСТИН ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ

3.1 Определение рациональных технологических режимов получения оксида графена в целях его добавления в армированную керамику

3.2 Определение рациональных технологических режимов получения графенсодержащих композиций нанопорошков для дальнейшего получения заготовок режущих пластин токарных резцов

3.3. Определение рациональных технологических режимов искрового плазменного спекания керамического нанокомпозита для получения заготовок режущих пластин токарных резцов

3.4. Искровое плазменное спекание заготовок режущих пластин токарных резцов из армированной керамики на выбранных рациональных технологических режимах

3.5 Выводы по главе 3

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГРАФЕНА НА МИКРОСТРУКТУРУ, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕЖУЩИХ ПЛАСТИН ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ ИЗ АРМИРОВАННОЙ КЕРАМИКИ

4.1 Исследование термического восстановления оксида графена при его искровом плазменном спекании и влияния графена на средний размер зерна режущих пластин токарных резцов из армированной керамики

4.2 Исследование влияния графена на механические свойств режущей пластины токарного резца из армированной керамики

4.3 Исследование влияния графена на электропроводность режущей пластины из армированной керамики

4.4 Трибологические исследования режущей пластины токарного резца из нового вида графенсодержащей армированной керамики

4.5 Выводы по главе 4

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НОВОГО ВИДА ГРАФЕНСОДЕРЖАЩИХ КЕРАМИЧЕСКИХ РЕЖУЩИХ ПЛАСТИН ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ

5.1 Исследование влияния химического состава (процентного содержания графена) режущих пластин токарного резца на шероховатость при чистовом точении жаропрочного сплава ХН35ВТЮ

5.2 Исследование влияния химического состава (процентного содержания графена) режущих пластин токарного резца на срок службы инструмента при чистовом точении жаропрочного сплава ХН35ВТЮ

5.3 Выводы по главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

166

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эксплуатационных характеристик токарных резцов, оснащенных режущими пластинами из керамики, при чистовом точении жаропрочного сплава путем использования графена и технологии искрового плазменного спекания»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В современном мире в связи с всевозрастающими требованиями к эксплуатационным характеристикам изделий в высокотехнологичных отраслях промышленности: авиационной, космической, машиностроении и автомобилестроении, возрастают объемы механической обработки труднообрабатываемых материалов, в том числе жаропрочных сплавов.

Механическая обработка жаропрочных сплавов чрезвычайно трудоемка. В связи с этим разработка новых видов химически стабильных режущих инструментов с повышенными эксплуатационными свойствами, в том числе позволяющими повысить шероховатость и точность, становится все более актуальной.

Научно-исследовательские работы по разработке новых видов сменных многогранных керамических режущих пластин для токарных резцов и фрез непрерывно проводятся на протяжении последних десятилетий. При этом неизменно повышаются их эксплуатационные характеристики, такие как качество и точность обработанной поверхности, срок службы, способность работать на повышенных режимах резания. Это достигается путем усовершенствования технологий получения высокопрочных керамических материалов, а также разработкой новых составов керамических режущих пластин, в том числе посредством применения новых материалов.

Научно-технический прогресс в создании новых керамических материалов показывает хорошие перспективы одновременного применения двух подходов. За последнее десятилетие непрерывно растет число научных публикаций в области применения инновационной технологии искрового плазменного спекания для создания нового класса инструментальных материалов. С другой стороны, начиная с 2013 года, объем научных работ по получению керамических нанокомпозитов с графеном в качестве дополнительной упрочняющей фазы демонстрирует значительный рост. Это направление является чрезвычайно актуальной для

получения новых материалов, предназначенных для изготовления изделий, работающих в различных условиях повышенных теплосиловых нагрузок.

Таким образом, искровое плазменное спекание и использование графена в качестве дополнительной упрочняющей фазы для создания новых режущих инструментальных материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками является актуальной задачей в условиях растущего спроса и повышения требований, предъявляемых к изделиям из жаропрочных сплавов.

Степень разработанности темы. Известны работы российских ученых в области получения новых инструментальных материалов, таких как Ю.А. Геллер, В.М. Моисеев, Л.С. Кремнев, С.Н. Григорьев, В.В. Кузин и др. При этом, многочисленные работы российских научных коллективов по исследованию процессов спекания материалов на основе оксида алюминия и карбида кремния и их функциональное применние показывают высокую эффективность данных материалов для обработки труднообрабатываемых сталей и сплавов. Технология искрового плазменного спекания получает все большее распространение, что подтверждено работами российских и зарубежных ученых и показывает высокую эффективность при создании новых высокопрочных материалов для различных применений.

Одни из первых работ по созданию нового поколения керамических нанокомпозитов с добавлением в матрицу из оксида алюминия графена или оксида графена появились в научной литературе лишь в 2013 году. В настоящее время вклад в создание керамических композитов с добавлением графена внесли научные коллективы под руководством Р. Торресильяса, М. Бельмонте, Х. Порвал, Йа. Дусза и др.

В научных работах при добавлении в керамическую матрицу графена или оксида графена с последующим её искровым плазменным спеканием удалось добиться одновременного повышения трещиностойкости, теплопроводности, электропроводности, сохранении твердости, снижения коэффициента трения и повышения износостойкости.

Наиболее перспективное и развивающееся направление применения керамических материалов с добавлением графена - инновационные режущие пластины для токарных резцов, в которых указанное повышение свойств посредством добавления графена или оксида графена позволят добиться повышения производительности механической лезвийной обработки, срока службы инструмента, а также при необходимости улучшить показатели шероховатости и точности обработанной поверхности изделий из труднообрабатываемых материалов.

Цель работы состоит в повышении эксплуатационных характеристик токарных резцов при чистовом точении жаропрочного сплава ХН35ВТЮ, посредством применения сменных многогранных режущих пластин из нового вида графеносодержащей армированной керамики, полученной по технологии искрового плазменного спекания.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- обосновать возможность улучшения показателей шероховатости и точности обработки деталей из жаропрочных сплавов при их чистовой обработке токарными резцами, оснащенными сменными многогранными режущими пластинами из нового вида графеносодержащей режущей керамики, полученной по технологии искрового плазменного спекания;

- проанализировать перспективы использования инновационного метода искрового плазменного спекания при изготовлении режущих пластин для токарных резцов с повышенным комплексом физико-механических и эксплуатационных свойств;

- экспериментально исследовать влияние технологических режимов искрового плазменного спекания на микроструктуру и свойства полученных режущих пластин из армированной керамики для токарных резцов;

- экспериментально исследовать влияние химического состава (процентного содержания графена) и технологии искрового плазменного спекания на физико-механические свойства пластин из армированной керамики для токарных резцов;

- экспериментально исследовать влияние химического состава (процентного содержания графена) и технологии искрового плазменного спекания на время работы режущих пластин из армированной керамики для токарных резцов до заданного критерия отказа при чистовом точении жаропрочного сплава ХН35ВТЮ;

- разработать технологию смешивания исходных порошков с оксидом графена и их последующее искровое плазменное спекание, исследовать основные физико-механические свойства спеченных заготовок режущих пластин, исследовать эксплуатационные характеристики полученных режущих пластин для токарных резцов при чистовом точении деталей из жаропрочного сплава ХН35ВТЮ.

Объектом исследования являются токарные резцы, оснащенные сменными многогранными режущими пластинами из нового вида графеносодержащей армированной керамики, полученной по технологии искрового плазменного спекания.

Предметом исследования являются закономерности влияния химического состава (процентного содержания графена) и технологии искрового плазменного спекания на эксплуатационные характеристики токарных резцов, оснащенных сменными многогранными режущими пластинами из нового вида графеносодержащей армированной керамики при чистовом точении жаропрочного сплава ХН35ВТЮ, а также влияние графена на микроструктуру и механические свойства армированной керамики.

Результаты, полученные автором и выносимые на защиту:

- результаты экспериментального исследования установления связей между основными параметрами искрового плазменного спекания, структурой и свойствами спеченных композитов для изготовления сменных многогранных режущих пластин для токарных резцов;

- результаты экспериментального исследования установления связей между процентным содержанием графена, основными свойствами и эксплуатационными

характеристиками сменных многогранных режущих пластин для токарных резцов из нового вида графеносодержащей армированной керамики. Научная новизна работы заключается в:

- установлении связей между основными технологическими режимами искрового плазменного спекания, структурой и свойствами керамического композита для изготовления сменной многогранной режущей пластины для токарного резца;

- установлении связей между процентным содержанием графена, структурой и свойствами керамического композита для изготовления сменной многогранной режущей пластины для токарного резца;

- установлении связей между процентным содержанием графена и эксплуатационными свойствами керамической сменной многогранной режущей пластины для токарного резца при чистовом точении жаропрочного сплава ХН35ВТЮ.

Теоретическая значимость. На основе проведенных исследований получены зависимости влияния основных технологических режимов искрового плазменного спекания на свойства армированной керамики, определено влияние процентного содержания графена на микроструктуру и свойства режущей пластины токарного резца, выявлены особенности образования трибослоя графена на поверхности износа режущей пластины.

Практическая значимость работы состоит в:

- разработанной технологической инструкции смешивания исходных нанопорошков и оксида графена;

- разработанной технологической инструкции спекания смеси порошков и оксида графена при помощи технологии искрового плазменного спекания;

- разработанных рекомендациях по режимам токарной обработки для заданных параметров технологического процесса и типа заготовки из материала ХН35ВТЮ новым видом графеносодержащих керамических сменных многогранных режущих пластин.

Методы и средства исследований. Теоретические и экспериментальные исследования выполнены с использованием основных положений теории резания, теории теплопроводности, электропроводности, теории прочности и разрушения, теории и методов электрофизического спекания керамических нанопорошков. Экспериментальные исследования выполнены с использованием известных и усовершенствованных методик подготовки смесей порошков с оксидом графена, их искрового плазменного спекания, сканирующей электронной микроскопии, исследования свойств режущих пластин токарных резцов и проведения их эксплуатационных испытаний. При обработке результатов экспериментальных исследований использовались методы математической статистики и теории планирования эксперимента.

Степень достоверности. Достоверность научных выводов обеспечена корректным применением теории резания материалов, материаловедения, трибологии, согласованием расчетных и экспериментальных данных. Экспериментальные исследования проводили в лабораторных условиях, максимально приближенных к производству, и на аттестованных приборах и оборудовании. Обработку результатов измерений осуществляли с использованием статистических методов, теории планирования эксперимента и специального программного обеспечения.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. По теме и содержанию материалов диссертационная работа соответствует научной специальности 05.02.07 - «Технология и оборудование механической и физико-технической обработки» в части п.4, п.6 раздела «Области исследований».

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на пяти международных научно-практических конференциях. В полном объеме диссертация заслушана и одобрена на заседании кафедры высокоэффективных технологий обработки МГТУ «СТАНКИН». По результатам исследований опубликовано 16 статей в журналах ВАК и входящих в базу данных Web of Science, получено 2 патента РФ.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 23 печатных работы, в том числе 6 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК и 10 статей, индексируемых базах данных Web of Science, получено 2 патента РФ.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы. Общий объем диссертационной работы составляет 184 страницы, включая 75 рисунков, 18 таблиц и 185 библиографических источников.

Данные прикладные научные исследования проведены при финансовой поддержке государства в лице Минобрнауки России: Соглашение .№14.577.21.0089 от 22 июля 2014 г., уникальный идентификатор проекта RFMEFI57714X0089 и Соглашение №14.577.21.0199 от 27 октября 2015 г., уникальный идентификатор проекта RFMEFI57715X0199.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

В наиболее технологичных и стремительно развивающихся отраслях отечественной промышленности, таких как авиа- и ракетостроение, энергомашиностроение, нефтегазовая и др., постоянно идет стремление к повышению производительности работы машин и установок, работающих во все более жестких условиях эксплуатации. Повышение производительности, эффективности и надежности узлов и агрегатов напрямую зависит от повышения качества, геометрической точности, шероховатости, прочности и других характеристик входящих в их состав изделий, все большая часть которых изготавливается из труднообрабатываемых материалов, например из жаропрочных сплавов, закаленных и сложнолегированных сталей и др.

Современное металлообрабатывающее оборудование работает на все более высоких скоростях резания и подачи, имеет высокую жесткость и точность направляющих, а современные системы числового программного управления -возможность задавать достаточно сложные траектории движения режущего инструмента и автоматически производить его смену во время процесса обработки [1]. В настоящее время слабым звеном в системе станок - приспособление -инструмент - деталь являются режущие инструменты. Они должны в полной мере отвечать современным требованиям по скорости резания и времени безотказной работы, в том числе снижению вероятности образования сколов на рабочих поверхностях инструмента и неконтролируемого выхода его из строя [2]. Для повышения стойкости и надежности современных металлообрабатывающих инструментов необходимо не только развивать существующие технологии их изготовления, но и проводить интенсивную разработку новых инновационных технологий получения инновационных образцов режущего инструмента повышенной стойкости и надежности [3].

Поэтому важнейшей задачей повышения эффективности изготовления изделий из труднообрабатываемых материалов с заданными геометрическими

размерами является совершенствование процесса их механической обработки. Решение данной задачи достигается путем повышения работоспособности режущего инструмента, чья роль все больше возрастает при резании, в связи с повышением теплосиловых нагрузок в зоне контакта инструмента и обрабатываемой детали [4].

1.1 Классификация и области применения жаропрочных сплавов. Особенности их механической обработки токарными резцами, оснащенными сменными многогранными режущими пластинами

В настоящее время, с учетом необходимости интенсивного развития отраслей авиа- и ракетостроения, нефтегазовой промышленности, энергомашиностроения, ученые и инженеры стремятся повысить производительность и эффективность силовых установок, работающих в условиях возрастающих теплосиловых нагрузок. Это достигается путем улучшения тепловых и прочностных свойств материалов изделий, большая часть из которых изготавливается из жаропрочных сплавов [5].

Классификация и области применения жаропрочных сплавов. Жаропрочным сплавом принято называть материал, который способен работать в напряженном состоянии при высоких температурах в течении определенного промежутка времени и обладающий при этом достаточной жаростойкостью, т.е. стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при высоких температурах [6]. Другим, не менее важным свойством жаропрочных сплавов является их высокая коррозионная стойкость в агрессивных средах. Жаропрочные сплавы принято разделять на три группы [7]: 1) на основе железа; 2) на основе кобальта; 3) на никелевой основе.

Жаропрочные сплавы на основе железа по сравнению с никелевыми и кобальтовыми сплавами имеют низкий коэффициент теплового расширения. Из

них наиболее часто изготавливаются корпусные детали, валы и кольца [9]. Сплавы на основе железа в наибольшей степени теряют свои механические свойства при тепловом воздействии [10].

Кобальтовые жаропрочные сплавы применяются в производстве деталей газовых турбин, которые непосредственно взаимодействуют со сгораемым веществом в нагревающихся частях двигателя. По сравнению со сплавами на основе никеля, эти сплавы обладают большой коррозионной стойкостью при высоких температурах. Сплавы на основе кобальта более дорогостоящие и достаточно трудно поддаются обработке резанием из-за повышенной износостойкости [11].

Наиболее широкое применение в изготовлении деталей энергетических установок и авиационных двигателей нашли жаропрочные сплавы на основе никеля. Это стало возможно благодаря их способности сохранять свои высокие технологические свойства при интенсивных тепловых нагрузках (до 1350 °С). В настоящее время более 50% массы современных авиационных двигателей и газовых турбин энергетических установок составляют детали из жаропрочных никелевых сплавов (рисунок 1.1). Основные группы изделий представлены на рисунке 1.2 [12]. В будущем, путем разработки новых жаропрочных материалов, технологий их получения и обработки, этот показатель будет только увеличиваться.

Рисунок 1.1 - Схема конструкции турбореактивного двигателя. Более 50-и процентов его массы составляют изделия из жаропрочных сплавов [13]

Рисунок 1.2 - Основные группы изделий из жаропрочных никелевых сплавов, применяемые в современных авиационных двигателях газовых турбинах

энергетических установок [14]

Таблица 1.1 - Процентное соотношение применения вида обработки жаропрочных

никелевых сплавов от группы изделий

Группа изделий Виды обработки

Точение Фрезерование Сверление Другое

Кольца 95 % - 5 % -

Валы 70 % 5 % 25 % -

Диски 60 % 10 % 5 % 25 %

Оболочки 45 % 40 % 15 % -

Лопатки, моноколеса, импеллеры 10 % 50 % - 40 %

Среднее значение: 56 % 21 % 10 % 13 %

При рассмотрении методов обработки основных изделий из жаропрочных сплавов (таблица 1.1) [14] можно сделать вывод, что в настоящее время до сих пор преобладают традиционные методы обработки, такие как точение, фрезерование и сверление. По совокупности, указанные традиционные методы занимают около 87% при обработке изделий из жаропрочных сплавов. На другие методы обработки приходится около 13% изделий. В настоящее время большая часть изделий из жаропрочных никелевых сплавов (по совокупности более 56%) изготавливается при помощи токарной обработки (Таблица 1.1).

Валы являются одними из ведущих изделий в турбореактивном двигателе, к ним предъявляются повышенные требования по качеству поверхности и точности механической обработки. 70 % поверхностей валов обрабатывают точением. Рабочий чертеж вала из жаропрочного сплава ХН35ВТЮ приведен на рисунке 1.3. К рабочим поверхностям вала предъявляются повышенные требования, в частности требуется шероховатость поверхности по Яа 0,8 или 1,6.

Рисунок 1.3 - Рабочий чертеж изделия типа вал турбореактивного двигателя из

жаропрочного сплава ХН35ВТЮ

Особенности токарной обработки жаропрочных сплавов. Стандартная технология изготовления деталей требуемой формы из жаропрочных сплавов состоит из вакуумной плавки и отливки заготовки с последующими операциями ее термической и токарной обработки [15]. Токарная обработка жаропрочных сплавов осуществляется на станках с ЧПУ инструментом, оснащенным сменными многогранными режущими пластинами (СМРП). Применение СМРП позволяет повысить эксплуатационные свойства инструмента и обеспечить значительную экономию дефицитных инструментальных режущих материалов, например, таких как кобальт и карбид вольфрама [16].

В настоящее время существует ряд трудностей при обработке жаропрочных сплавов резанием [17]:

• В процессе обработки происходит высокое упрочнение материала. Это связано со специфическими особенностями строения кристаллической решетки жаропрочных сплавов.

• Возникают высокие удельные нагрузки на контактных поверхностях инструмента из-за способности жаропрочных сплавов сохранять свою исходную прочность и твердость при повышенных температурах. Также из-за низкой теплопроводности жаропрочных сплавов высокая температура в зоне контакта не позволяет заметно снизить механические свойства материала по всему сечению срезаемого слоя.

• Малая теплопроводность приводит к активации явлений адгезии и диффузии, происходит схватывание контактных поверхностей и, как следствие, происходит разрушение режущей части инструмента.

• Повышенный износ инструмента обусловлен большой истирающей способностью жаропрочных сплавов, связанной с образованием интерметаллидных или карбидных включений, которые подобно абразиву истирают инструмент.

• Выкрашивание нерабочих кромок сходящей с резца стружкой.

• Низкая виброустойчивость движения резания, которая приводит к выкрашиванию режущих кромок инструмента, обусловленных высокой упрочняемостью жаропрочных сплавов.

• Повышенное влияние геометрии режущего инструмента на параметры качества поверхностного слоя, в том числе на глубину наклепанного слоя и остаточные напряжения.

Режущие инструменты и применяемые инструментальные материалы для токарной обработки жаропрочных сплавов на основе никеля. Жаропрочные сплавы при точении обрабатывают резцами токарными. Для механической обработки валов необходимы токарные резцы для продольного точения и обработки торца.

В настоящее время для продольного точения валов из жаропрочных сплавов используют токарные резцы, оснащенные сменными многогранными режущими пластинами (СМРП). Широко распространены токарные резцы с твердосплавными пластинами, все более широкое распространение получают токарные резцы, оснащенные керамикой и сверхтвердыми материалами (СТМ).

Для чистового точения токарными резцами, оснащенными СМРП из твердых сплавов, применяют резцедержатель, оснащенный внутренними каналами для подачи смазочно - охлаждающей технической среды (СОТС), в случае с керамикой и СТМ подача СОТС неприемлема ввиду хрупкого поведения и коэффициента термического расширения керамики.

В настоящее время существует четыре конструкции резцов в соответствии с ГОСТ 26476-85 и ISO, которые предусматривают четыре различных схемы закрепления режущей пластины в резцедержателях (таблица 1.2) [18].

Токарный резец со схемой закрепления C (СМРП без отверстия) и без стружколома имеет два исполнения: 1) с отрицательным рабочим передним углом -у (рисунок 1.4 а) и 2) с положительным рабочим передним углом -у (рисунок 1.4 б).

В отверстии державки 1 устанавливаются опорная 2 и режущая 4 СМРП, а также плоская пластина 5. Все СМРП устанавливаются при помощи прихвата 6 в отверстии державки крепежным винтом 7 с правой и левой резьбой. При

отрицательном переднем угле -у усилие резания совпадает с усилием закрепления, что способствует большей надежности закрепления СМРП. В конструкции используются режущие пластины, имеющие 3 и 4 грани, а также ромбического типа с углами в = 80, 55°.

Резцы на рисунке 1.4 просты по конструкции, надежны по формированию стружки и могут применяться в среднем и крупносерийном производстве, а также в массовом.

Конструкция резца по схеме закрепления Р с закреплением режущей пластинки прямоугольного сечения с отверстием с помощью углового рычага (Ь-образного вида). Конструкция резца показана на рисунке 1.5 и служит в основном для работы с отрицательным передним углом -у.

Таблица 1.2 Схемы закрепления режущих пластин в резцедержателях

№ п/п

Схема закрепления пластин по КО

Буквенные обозначения схемы

Описание

С

Пластинка без отверстия

2

Р

Пластинка с цилиндрическим отверстием

3

м

Пластинка с цилиндрическим отверстием

4

Б

Пластинка с фасонным (тороидальным) отверстием

1

Рисунок 1.4 - Конструкция резца по схеме закрепления С с отрицательным рабочим передним углом -у (слева) и положительным рабочим передним углом -у

(справа)

4 5 6 4 5 6

Рисунок 1.5 - Конструкция токарного резца по схеме закрепления Р (слева) и конструкция резца по схеме закрепления М (справа)

В резце на рисунке 1.5 (слева) в глухом двугранном гнезде державки 1 располагаются опорная пластинка 2 с разрезной втулкой 3 и режущая пластинка 4. Закрепление режущей пластинки осуществляется с помощью углового рычага 5 специальной формы. На одно плечо рычага передается зажимное усилие от дифференциального винта 6. Вторым плечом рычаг входит в отверстие режущей пластинки и прижимает ее к неподвижному упору - уступу корпуса резца.

В сквозном пазу державки резца (рисунок 1.5 справа) 1 установлены под отрицательным углом -у опорная пластинка 2 и режущая пластинка 3. Опорная пластинка закрепляется запрессованным в державку штифтом 4, головка которого служит неподвижным упором для режущей пластинки. Закрепление пластинки по

ее верхней и боковой поверхностям осуществляется фасонным прихватом 5, который имеет для этого два соответствующих выступа.

Рисунок 1.6 - Конструкция токарного резца по схеме закрепления S

Резец на рисунке 1.6 состоит из державки 1, опорной пластинки 2, переходной резьбовой втулки 3 для закрепления опорной пластинки, режущей пластинки 4 с задним углом апл = 7°, врезанной в державку с нулевым углом у = 0, и крепежного винта 5.

В настоящее время наиболее широкое распространение получил токарный резцедержатель с прижимом сверху ввиду его простоты и надежности. На рисунке 1.7 представлены основные резцедержатели для керамических пластин и пластин из сверхтвердых материалов фирмы $апёу1к (Швеция), применяемые для наружного чистового и чернового точения сталей и сплавов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Перетягин, Павел Юрьевич, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Григорьев, С.Н. Обработка резанием в автоматизированном производстве / С.Н. Григорьев, А.Р. Маслов // Учебник для ВУЗов, М.: Машиностроение - 2008 - 330 с.

2. Боровский, Г.В. Справочник инструментальщика / Боровский Г.В., Григорьев С.Н., Маслов А.Р. // Под общей редакцией А.Р. Маслова. М.: Машиностроение - 2007 - 464 с: ил. 9 .

3. Волосова, М.А. Инструмент высокоэффективных технологий / М.А. Волосова, С.Н. Григорьев, А.Р. Маслов // М.: Изд-во «ИТО» - 2011 - 224 с.

4. Гречишников, В.А. Режущий инструмент из современных материалов / В.А. Гречишников, А.Р. Маслов // Справочник. Инженерный журнал с приложением № 5 - 2011 - 32с.

5. Белов, А.Ф. Строение и свойства авиационных материалов / А.Ф. Белов // М.: Металлургия. - 1989 - 460с.

6. Филатов, П.Н. Повышение стойкости протяжного инструмента из порошковой быстрорежущей стали при обработке жаропрочных никелевых сплавов/ П.Н. Филатов // Вестник МГТУ Станкин - 2008 - №4 - с. 44-50.

17. Волков, Д.И. Применение высокоскоростной токарной обработки при изготовлении деталей из жаропрочных никелевых сплавов / Д.И. Волков, С.Л. Проскуряков, С.С. Тарасов // Вестник РГАТУ. - Рыбинск, 2012. - №21 (23). С. 134-137.

18. Захаров, О.В. Токарные резцы: учеб. пособие / О.В. Захаров, А.Ф. Балаев // Сарат. гос. техн. ун-т., 2008. - 108 с.

19. Горелов, В.А. Разработка методов и средств эффективного выбора режимов резания труднообрабатываемых материалов на основе термосиловых характеристик процессов. Дисс. На соиск. Учен. Степени д-ра техн. наук. М.: МГТУ «Станкин», 2007. - 387 с.

22. Григорьев, С.Н. Нанесение износостойких покрытий на режущую керамику / С.Н. Григорьев, М.А. Волосова // ИТО: инструмент, технология, оборудование - 2005 - №9 - С. 17-20.

23. Григорьев, С.Н. Перспективы применения инструментов с керамическими режущими пластинами в современной металлообработке / С.Н. Григорьев, В.В. Кузин // Стекло и керамика - 2011 - №8 - с. 17 - 22.

24. Кузин, В.В. Эффективное применение высокоплотной керамики для изготовления режущих и деформирующих инструментов / В.В. Кузин // Новые огнеупоры - 2010 - №12 - С. 13 - 19.

25. Кузин, В.В. Инструменты с керамическими режущими пластинами / В.В. Кузин // Монография, Москва - 2006 - 160с.

26. Gogotsi, G.A. Fracture Toughness of Ceramics and Ceramic Composites / G. A. Gogotsi // Ceramics International - 2003 - Vol. 29 - pp. 777 - 784.

27. Верещака, А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями / A. С. Верещака // Учебное пособие, Москва, Машиностроение - 1993 - 336 с.

28. Верещака, А.С. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями / А.С. Верещака, И.П. Третьяков // Монография. Москва, Машиностроение - 1986 - 192 с.

29. Верещака, А.С. Резание материалов /А.С. Верещака, В.С. Кушнер // Учебник, Москва, Издательство «Высшая школа» - 2009 -535 с.

30. Григорьев, С.Н. Методы повышения стойкости режущего инструмента / С.Н. Григорьев // Учебное пособие. Москва, издательство МГТУ «СТАНКИН» - 2009 - 368 с.

31. Волосова, М.А Технологические принципы осаждения износостойких нанопокрытий для применения в инструментальном производстве / М.А. Волосова, С.Н. Григорьев // Упрочняющие технологии и покрытия - 2010 - №6 - 37-42 с.

32. Григорьев, С.Н. Технология комбинированного поверхностного упрочнения режущего инструмента из оксидно - карбидной керамики / С.Н. Григорьев, М.А. Волосова // Вестник машиностроения - 2005 - № 9 - 32-36 с.

33. Metel, A. Cutting Tools Nitrinding in Plasma Produced by a Fast Neutral Molecule Beam / A. Metel, S. Grigoriev, Yu. Melnik, V. Panin, V. Prudnikov. // Japanese Journal of Applied Physics - 2011 - Vol. 50 - pp. 08JG04.

34. Григорьев, С.Н. Технологические методы повышения износостойкости контактных площадок режущего инструмента / С.Н. Григорьев,

B.П. Табаков, М.А. Волосова // Монография - 2011 - 380 с.

35. Боровский, Г.В. Справочник инструментальщика / Г.В. Боровский,

C.Н. Григорьев // Москва, Машиностроение - 2007 - 464 с.

36. Старков, В.К. Физика и оптимизация резания материалов / В.К. Старков // Москва, Машиностроение - 2009 - 640 с.

37. Старков, В.К. Повышение эксплуатационных характеристик изделий из керамических материалов методами механической и термической обработки / В.К. Старков, В.В. Кузин, В.Ф. Попов // Машиностроительное производство. Серия: Прогрессивные технологические процессы в машиностроении - 1989 - №4 - 1-45с.

38. Григорьев, С.Н. Современные инструментальные материалы / С.Н. Григорьев, В.А. Гречишников, А.Р. Маслов, А.Г. Схиртладзе // Учебное пособие. Москва - 2011 - 104 с.

39. Кожевников, Д.В. Режущий инструмент / Д.В. Кожевников, В.А. Гречишников, С.В. Кирсанов, В.И. Кокарев, А.Г. Схиртладзе А.Г. // Учебник для вузов. Москва, Машиностроение - 2004 - 512 с.

40. Гречишников, В.А. Металлорежущие инструменты / В. А. Гречишников, С.Н. Григорьев, С.В. Кирсанов, Д.В. Кожевников, В.И Кокарев, А.Г. Схиртладзе // Металлорежущие инструменты. Учебник, Москва - 2005 - 568 с.

41. Гречишников, В.А. Формообразование и контроль режущих инструментов / В.А. Гречишников, П.В. Домнин, А.В. Исаев, Ю.Е. Петухов, В.Б. Романов // Москва, МГТУ СТАНКИН - 2015 - 151 с.

42. Кузин, В.В. Методологический подход к повышению работоспособности керамических инструментов/ В.В. Кузин // Вестник машиностроения. 2006 - №9 - 87-88 с.

45. Ritchie, R.O. The conflicts between strength and toughness / R.O. Ritchie // Nature Materials - 2011- Vol. 10, p. 817 - 822.

46. Pozhidaev, S.S. Spark plasma sintering of electro conductive nanocomposite Al2O3-SiCw-TiC / S.S. Pozhidaev, A.E. Seleznev, N.W. Solis Pinargote, P.Yu. Peretyagin // Mechanics & Industry - 2015 - Vol. 16(7).

47. Gutiérrez-González, C.F. Effect of TiC addition on the mechanical behaviour of AbO3-SiC whiskers composites obtained by SPS / C.F. Gutiérrez-González, M. Suarez, S. Pozhidaev, S. Rivera, P. Peretyagin, W. Solís, L.A. Díaz, A. Fernandez, R. Torrecillas // Journal of the European Ceramic Society - 2016 - Vol. 36(8), p. 2149-2152.

48. Gutiérrez-González, C.F. Torrecillas Longer-lasting AbO3-SiCw-TiC cutting tools obtained by spark plasma sintering / C.F. Gutiérrez-González, S. Pozhidaev, S. Rivera, P. Peretyagin, W. Solís, L.A. Díaz, A. Fernandez, R. Torrecillas // International Journal of Applied Ceramic Technology - 2017 - Vol. 14(3). P. 367373.

49. Козлов, Э.П. Механизмы упрочнения жаропрочных сплавов на никелевой основе / Э.П. Козлов, Е.Л. Никоненко, Н.А. Попова, Н.А. Конева // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2016. - № 1 (13). - С. 39 - 42.

50. Качанов, Е.Б. Состояние и перспективы развития работ по жаропрочным сплавам для лопаток турбин / Е.Б. Качанов // Технология легких сплавов. - 2005. - № 1 - 4. - С. 10 - 17.

51. Рулина, З.М., Демкин Е.В., Шалькевич А.Б., Козырева Л.Г., Ломберг Б.С., Кузнецова И.М., Тарасенко Л.В., Горина В.А., Самсонов В.Д. Титов Б.И.

Жаропрочный сплав на железо-никелевой основе, Патент на изобретение 2074899, 1997.

52. Малахов, А.Ю. Получение сваркой взрывом биметаллических трубных заготовок с внутренним жаропрочным слоем из никелькобальтового сплава ЭК102 / А.Ю. Малахов, И.В. Сайков, О.Л. Первухина // Письма о материалах. -2016. - № 4 (24). - С. 276 - 280.

53. Крушенко, Г.Г., Решетникова С.Н. Жаропрочные сплавы и некоторые технологии в аэрокосмическом машиностроении / Г.Г. Крушенко, С.Н. Решетникова // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. - 2009. - № 2. - С. 2016 - 2017.

21. Кузин, В.В. Тепловое состояние керамических режущих инструментов при высокоскоростной обработке резанием / В.В. Кузин // Вестник машиностроения. - 2004. - №9. - С. 47 - 52.

54. Sternitzke, M. Structural ceramic nanocomposites/ M. Sternitzke // Journal of the European Ceramic Society. - 1997. - V. 17. -P. 1061 - 1082.

55. Malek, O. Carbon nanofillers for machining insulating ceramics / O. Malek, J. González-Jesús, J. Vleugels, W. Vanderauwera, B. Lauwers, M. Belmonte // Mater Today. - 2011. -V. 14. - P. 496-501.

56. Niihara, K. New Design Concept of Structural Ceramics - Ceramics Nanocomposites / K. Niihara // The Journal of the Japan Ceramic Society. - 1991. -V. 10. - P. 974 - 982.

57. Launey, M.E. On the Fracture Thougness of Advanced Materials / M.E. Launey, R.O. Ritchie // Advanced Materials. - 2009. - V. 21. - P. 2103 - 2110.

58. Padture, N.P. Advanced structural ceramics in aerospace propulsion / N.P. Padture // Nature Materials. - 2016. - V. 15. - P. 84 - 89.

59. Swinkels, F.B. Mechanisms of hot-isostatic pressing. / F.B. Swinkels, D.S. Wilkinson, E. Arzt, M.F. Ashby // Acta Metallurgica. - 1983. - V. 31(11). - P. 1829 -1840.

60. Fan, D.W. A Review of the Physical Metallurgy related to the Hot Press Forming of Advanced High Strength Steel / D.W. Fan, H.S. Kim, B.C. Cooman // Journal of Steel Research International. - 2009. - V. 80. - P. 241 - 248.

61. Munir, Z.A. The effect of electric field and pressure on the synthesis and consolidation of materials: A review of the spark plasma sintering method. / Z.A. Munir, U. Anselmi-Tamburini, M. Ohyanagi // Journal of Material Science. - 2006, -V. 41(3). - P. 763 - 777.

62. Saheb, N. Spark plasma sintering of metals and metal matrix nanocomposites: a review / N. Saheb // Journal of Nanomaterials. - 2012. - V. 2012(8).

- P. 1 - 13.

63. Rathel, J. Temperature Distribution for Conductive and Non-conductive Materials during Field Assisted Sintering (FAST) / J. Rathel, M. Hermann, W. Beckert // Journal of the European Ceramic Society. - 2009. - V. 29(8). - P. 1419 - 1425.

64. Guillon, O. Field-Assisted Sintering Technology/Spark Plasma Sintering: Mechanisms, and Technology Developments / O. Guillon, J. Gonzalez-Julian, B. Dargatz, T. Kessel, G. Schierning, J. Rathel, M. Hermann // Advanced Engineering Materials. - 2014. - P. 1 - 20.

65. Suarez, M. Challenges and Opportunites for Spark Plasma Sintering: A Key Technology for a New Generation of Materials / M. Suarez, A. Fernandez, J.L. Menendez, R. Torrecillas, H.U. Kessel, J. Hennicke, R. Kircher, T. Kessel // INTECH.

- 2013. - V. 13. - P. 319 - 342.

66. Geim, A.K. The rise of graphene. / A.K. Geim, K.S. Novoselov // Nature Materials. - 2007. - V. 6. - P. 183 - 191.

67. Официальный сайт нобелевского комитета [электронный ресурс]: офиц. сайт // Нобелевский комитет. - Режим доступа: https://www.nobelprize.org/nobel prizes/physics/laureates/2010/

68. Nieto, A. Graphene reinforced metal and ceramic matrix composites: a review/ A. Nieto, A. Bisht, D. Lahiri, Ch. Zhang, A. Agarwal // Journal International Materials Reviews. - 2017. - V. 62(5). - P. 241 - 302.

69. Markandan, K. Recent progress in graphene based ceramic composites: a review / K. Markandan, J.K. Chin, M.T.T. Tan // Journal of Materials Research. - 2017. -V. 32(1). - P. 84 - 106.

70. Mirano, P. / P. Mirano, M. Belmonte, M.I. Osendi // Journal of the European Ceramic Society. - 2017. - V. 37(12). - P. 3649 - 3672.

71. Gómez-Navarro, С. Elastic properties of chemically derived single graphene sheets / C. Gómez-Navarro, M. Burghard, and K. Kern // Nano Letters. -2008 - Vol. 8(7). - pp. 2045-2049.

72. Koller, A. Structure and Properties of Ceramics / A. Koller // Elsevier Publishing Company - 1994.

73. Sternitzke, M. Review: Structural ceramic nanocomposites / M. Sternitzke // Journal of the European Ceramic Society - 1997 - Vol. 17. - pp. 10611082.

74. Choi, S.M., Nanocomposites—A new material design concept / S.M. Choi and H. Awaji // Science and Technology of Advanced Materials - 2005 - Vol. 6. - pp. 2-10.

75. Lee, Ch. Hone Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene / Ch. Lee, Xi. Wei, J.W. Kysar, J. Hone // Science -2008- Vol. 321(5887). - pp. 385-388.

76. Vivek Dhand, D.H.J. A comprehensive review of graphene nanocomposites: Research status and trends / D.H.J. Vivek Dhand , K.Y. Rhee , and H.J. Kim // Journal of Nanomaterials - 2013- Vol. 2013.

77. Tapasztó, O. Dispersion patterns of graphene and carbon nanotubes in ceramic matrix composites / O. Tapasztó , L. Tapasztó , M. Markó , F. Kern , R. Gadow , and C. Balázsi // Chemical Physics Letters - 2011 - Vol. 514(4). - pp. 340-343.

78. Inam, F. Structural and chemical stability of multiwall carbon nanotubes in sintered ceramic nanocomposite / F. Inam , H. Yan , M. Reece , and T. Peijs // Journal Advances in Applied Ceramics- 2010- Vol. 109(4). - pp. 240-247.

79. Fan, Z. A three-dimensional carbon nanotube/graphene sandwich and its application as electrode in supercapacitors / Z. Fan , J. Yan , L. Zhi , Q. Zhang , T. Wei

, J. Feng , M. Zhang , W. Qian , and F. Wei // Advanced Materials- 2010 - Vol. 22(33). - pp. 3723-3728.

80. Rul, S. Percolation of single-walled carbon nanotubes in ceramic matrix nanocomposites / S. Rul, F. Lefevre-schlick, E. Capria, C. Laurent and A. Peigney // Acta Materialia- 2004 - Vol. 52(4). - pp. 1061-1067.

81. Kim, S.W. Improvement of flexure strength and fracture toughness in alumina matrix composites reinforced with carbon nanotubes / S.W. Kim , W.S. Chung , K.S. Sohn , C-Y. Son , and S. Lee // Materials Science and Engineering: A. - 2009 -Vol. 517(1-2). - pp. 293-299.

82. Ahmad, I. Carbon nanotube toughened aluminium oxide nanocomposite / I. Ahmad, H. Cao, H. Chen, H. Zhao, A. Kennedy and Y.Q. Zhu // Journal of the European Ceramic Society - 2010 - Vol. 30(4). - pp. 865-873.

83. Tkalya, E.E. The use of surfactants for dispersing carbon nanotubes and graphene to make conductive nanocomposites / E.E. Tkalya, M. Ghislandi, G. de With and C.E. Koning // Current Opinion in Colloid and Interface Science - 2012 - Vol. 17(4). - pp. 225-.

84. Yamamoto, G. A novel structure for carbon nanotube reinforced alumina composites with improved mechanical properties / G. Yamamoto, M. Omori, T. Hashida and H. Kimura // Nanotechnology- 2008 - Vol. 19(31). - 315708.

85. Chintapalli, R.K. Processing and characterization of high-density zirconia-carbon nanotube composites / R.K. Chintapalli, F.G. Marro, B. Milsom, M. Reece and M. Anglada // Materials Science and Engineering: A - 2012 - Vol. 549. -pp. 50-59.

86. Ma, P.C. Dispersion and functionalization of carbon nanotubes for polymer-based nanocomposites: A review / P.C. Ma, N.A. Siddiqui, G. Marom and J.K. Kim - 2010 - Vol. 41(10). - pp. 1345-1367.

87. Sahithi, R. A review on synthesis of CNTs and its application in conductive paints / R. Sahithi , B. Harshit , K. Mansi , B. Ganesh and R.P. Vijayakumar // International advanced research journal in science, engineering and technology -2015 - Vol. 2(3). - 17148.

88. Guo, Z. Noncovalent functionalization of single-walled carbon nanotube by porphyrin: Dispersion of carbon nanotubes in water and formation of self-assembly donor-acceptor nanoensemble / Z. Guo, J. Mao, Q. Ouyang, Y. Zhu, L. He, X. Lv, L. Liang, D. Ren, Y. Chen and J. Zheng // Journal of Dispersion Science and Technology - 2009 - Vol. 31(1). - pp. 57-61.

89. Wang, K. Preparation of graphene nanosheet/alumina composites by spark plasma sintering / K. Wang, Y. Wang, Z. Fan, J. Yan and T. Wei // Materials Research Bulletin - 2010 - Vol. 41(10). - pp. 1345-1367.

90. Gkikas, G. Effect of dispersion conditions on the thermo-mechanical and toughness properties of multi walled carbon nanotubes-reinforced epoxy / G. Gkikas, N.M. Barkoula and A.S. Paipetis // Composites Part B: Engineering - 2012 - Vol. 43(6). - pp. 2697-2705.

91. Aparna, R. An effective route to produce few-layer graphene using combinatorial ball milling and strong aqueous exfoliants / R. Aparna, N. Sivakumar, A. Balakrishnan, A. Sreekumar Nair, S.V. Nair and K.R.V. Subramanian // Journal of Renewable and Sustainable Energy - 2013 - Vol. 5(3). - 033123.

92. An, X. Stable aqueous dispersions of noncovalently functionalized graphene from graphite and their multifunctional high-performance applications / X. An, T. Simmons, R. Shah, C. Wolfe, K.M. Lewis, M. Washington, S.K. Nayak, S. Talapatra and S. Kar // Nano Letters - 2010 - Vol. 10(11). - pp. 4295-4301.

93. Walker, L.S. Toughening in graphene ceramic composites / L.S. Walker , V.R. Marotto, M.A. Rafiee, N. Koratkar and E.L. Corral // ACS Nano - 2011 - Vol. 5(4). - pp. 3182-3190.

94. Liu, X. Preparation and mechanical properties of graphene nanosheet reinforced alumina composites / X. Liu, Y.C. Fan, J.L. Li, L.J. Wang and W. Jiang // Advanced Engineering Materials - 2015 - Vol. 17(1). - pp. 28-35.

95. Sahithi, R. A review on synthesis of CNTs and its application in conductive paints / R. Sahithi , B. Harshit , K. Mansi , B. Ganesh , and R.P. Vijayakumar // International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology - 2015 - Vol. 2(3). - 17148.

96. Wang, K. Preparation of graphene nanosheet/alumina composites by spark plasma sintering / K. Wang , Y. Wang , Z. Fan , J. Yan , and T. Wei // Materials Research Bulletin - 2011 - Vol. 46(2). - pp.315-318.

97. Ivanov, R. Graphene coated alumina nanofibers as zirconia reinforcement / R. Ivanov , I. Hussainova , M. Aghayan , and M. Petrov // 9th Int. DAAAM Balt. Conf - 2014 - 348.

98. Gkikas, G. Effect of dispersion conditions on the thermo-mechanical and toughness properties of multi walled carbon nanotubes-reinforced epoxy / G. Gkikas , N.M. Barkoula , and A.S. Paipetis // Composites Part B - 2012 - Vol. 43(6). - pp. 2697-2705.

99. Aparna, R. An effective route to produce few-layer graphene using combinatorial ball milling and strong aqueous exfoliants / R. Aparna , N. Sivakumar , A. Balakrishnan , A. Sreekumar Nair , S.V. Nair , and K.R.V. Subramanian // Journal of Renewable and Sustainable Energy - 2013 - Vol. 5(3). - 033123.

100. Wu, Y. Carbon nanotube reinforced aluminum composite fabricated by semi-solid powder processing / Y. Wu and G.Y. Kim // Journal of Materials Processing Technology - 2011 - Vol. 211(8). - pp. 1341-1347.

101. Esawi, A. Dispersion of carbon nanotubes (CNTs) in aluminum powder / A. Esawi and K. Morsi // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing -2007 - Vol. 38(2). - pp. 646-650.

102. Esawi , A The influence of carbon nanotube (CNT) morphology and diameter on the processing and properties of CNT-reinforced aluminium composites / A.M.K. Esawi , K. Morsi , A. Sayed , M. Taher , and S. Lanka // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing - 2011 - Vol. 42(3). - pp. 234-243.

103. Bastwros, M. Effect of ball milling on graphene reinforced Al6061 composite fabricated by semi-solid sintering / M. Bastwros , G.Y. Kim , C. Zhu , K. Zhang , S. Wang , X. Tang , and X. Wang // Composites Part B: Engineering - 2014 -Vol. 60. - pp. 111-118.

104. Pierard, N. Ball milling effect on the structure of single-wall carbon nanotubes / N. Pierard , A. Fonseca , J.F. Colomer , C. Bossuot , J.M. Benoit , G. Van

Tendeloo , J.P. Pirard , and J.B. Nagy // Carbon - 2004 - Vol. 42(8-9). - pp. 16911697.

105. Rincón, A. AI2O3-3 YTZP-graphene multilayers produced by tape casting and spark plasma sintering / A. Rincón , R. Moreno , A.S.A. Chinelatto , C.F. Gutierrez , E. Rayón , M.D. Salvador , and A. Borrell // Journal of the European Ceramic Society - 2014 - Vol. 34(10). - pp. 2427-2434.

106. Low, F.W. Easy preparation of ultrathin reduced graphene oxide sheets at a high stirring speed / F.W. Low , C.W. Lai , and S.B. Abd Hamid / Ceramics International - 2015 - Vol. 41(4). - pp. 5798-5806.

107. Jeong, H. Thermal stability of graphite oxide / H. Jeong , Y.P. Lee , M.H. Jin , E.S. Kim , J.J. Bae , and Y.H. Lee // Chemical Physics Letters - 2009 - Vol. 470(4). - pp. 255-258.

108. Munir, Z.A. The effect of electric field and pressure on the synthesis and consolidation of materials: A review of the spark plasma sintering method / Z.A. Munir , U. Anselmi-Tamburini , and M. Ohyanagi // Journal of Materials Science - 2006 -Vol. 41(3). - pp. 763-777.

109. Garay, J.E. Current-activated, pressure-assisted densification of materials / J.E. Garay / Annual Review of Materials Research - 2010 - Vol. 40(1). -pp. 445-468.

110. Hulbert, D.M. The synthesis and consolidation of hard materials by spark plasma sintering / D.M. Hulbert , D. Jiang , D.V. Dudina , and A.K. Mukherjee // The International Journal of Refractory Metals and Hard Materials - 2009 - Vol. 27(2). -pp. 367-375.

111. Centeno, A. Graphene for tough and electroconductive alumina ceramics / A. Centeno , V.G. Rocha , B. Alonso , A. Fernández , C.F. Gutierrez-Gonzalez , R. Torrecillas , and A. Zurutuza // Journal of the European Ceramic Society - 2013 - Vol. 33(15-16). - pp. 3201-3210.

112. Ramirez, C. Toughening in ceramics containing graphene fillers / C. Ramirez and M.I. Osendi // Ceramics International - 2014 - Vol. 40(7). - 11187.

113. Román-Manso , B. Contact-mechanical properties at pre-creep temperatures of fine-grained graphene/SiC composites prepared in situ by spark-plasma sintering / B. Román-Manso , E. Sánchez-González , A.L. Ortiz , M. Belmonte , M. Isabel Osendi , and P. Miranzo // Journal of the European Ceramic Society - 2014 - Vol. 34(6). - pp. 1433-1438.

114. Liu, J. Mechanical properties of graphene platelet-reinforced alumina ceramic composites / J. Liu , H. Yan , and K. Jiang // Ceramics International - 2013 -Vol. 39(6). - pp. 6215-6221.

115. Liu, J. Toughening of zirconia/alumina composites by the addition of graphene platelets / J. Liu , H. Yan , M.J. Reece , and K. Jiang // Journal of the European Ceramic Society - 2012 - Vol. 32(16). - pp. 4185-4193.

116. Shin, J.H. Fabrication and properties of reduced graphene oxide reinforced yttria-stabilized zirconia composite ceramics / J.H. Shin and S.H. Hong // Journal of the European Ceramic Society - 2014 - Vol. 34(5). - pp. 1297-1302.

117. Porwal, H. Graphene reinforced alumina nano-composites / H. Porwal , P. Tatarko , S. Grasso , J. Khaliq , I. Dlouhy , and M.J. Reece // Carbon - 2013 - Vol. 64. - pp. 359-369.

118. Ahmad, I. Toughening mechanisms and mechanical properties of graphene nanosheet-reinforced alumina / I. Ahmad , M. Islam , H.S. Abdo , T. Subhani , K.A. Khalil , A.a. Almajid , B. Yazdani , and Y. Zhu // Materials & Design - 2015 -Vol. 88. - pp. 1234-1243.

119. Kvetková, L. Fracture toughness and toughening mechanisms in graphene platelet reinforced Si3N4 composites / L. Kvetková , A. Duszová , P. Hvizdos , J. Dusza , P. Kun , and C. Balázsi // Scripta Materialia - 2012 - Vol. 66(10). - pp. 793-796.

120. Chen, Y.F. Microstructure and fracture toughness of graphene nanosheets/alumina composites/ Y.F. Chen , J.Q. Bi , C.L. Yin , and G.L. You // Ceramics International - 2014- Vol. 40(9). - pp. 13883.

121. Walker , L.S. Toughening in graphene ceramic composites / L.S. Walker , V.R. Marotto , M.a. Rafiee , N. Koratkar , and E.L. Corral // ACS Nano - 2011 - Vol. 5(4). - pp. 3182-3190.

122. Porwal, H. Review of graphene-ceramic matrix composites / H. Porwal , S. Grasso , and M.J. Reece // Advances in Applied Ceramics - 2013 - Vol. 112(8). -pp. 443-454.

123. Michálková, M. Effect of homogenization treatment on the fracture behaviour of silicon nitride/graphene nanoplatelets composites / M. Michálková , M. Kasiarová , P. Tatarko , J. Dusza , and P. Sajgalík // Journal of the European Ceramic Society -2014 - Vol. 34(14). - pp. 3291-3299.

124. Berman, D. Extraordinary macroscale wear resistance of one atom thick graphene layer / D. Berman , S.A. Deshmukh , S.K.R.S. Sankaranarayanan , A. Erdemir , and A.V. Sumant // Advanced Functional Materials - 2014- Vol. 24(42).-pp. 6640-6646.

125. Kim, H. Unoxidized graphene/alumina nanocomposite: Fracture-and wear-resistance effects of graphene on alumina matrix / H. Kim , S. Lee , Y. Oh , Y. Yang , and Y. Lim // Scientific Reports - 2014 - Vol. 4. -5176.

126. Hvizdos , P. Tribological properties of Si3N4-graphene nanocomposites / P. Hvizdos , J. Dusza , and C. Balázsi // Journal of the European Ceramic Society -2013 - Vol. 33(12). - pp. 2359-2364.

127. Ahmad, I. Toughening mechanisms and mechanical properties of graphene nanosheet-reinforced alumina / I. Ahmad , M. Islam , H.S. Abdo , T. Subhani , K.A. Khalil , A.a. Almajid , B. Yazdani , and Y. Zhu // Materials & Design - 2015 -Vol. 88. - pp. 1234-1243.

128. Belmonte , M. The beneficial effect of graphene nanofillers on the tribological performance of ceramics / M. Belmonte , C. Ramírez , J. González-Julián , J. Schneider , P. Miranzo , and M.I. Osendi // Carbon - 2013 - Vol. 61. - pp. 431435.

129. Li, H Microstructure and wear behavior of graphene nanosheets-reinforced zirconia coating / H. Li , Y. Xie , K. Li , L. Huang , S. Huang , B. Zhao , and X. Zheng // Ceramics International - 2014 - Vol. 40(8). - pp. 12821-12829.

130. Hvizdos, P. Tribological properties of Si3N4-graphene nanocomposites I P. Hvizdos , J. Dusza , and C. Balázsi // Journal of the European Ceramic Society -2012 - Vol. 43(б). - pp. 2697-2705.

131. Balko, J. Wear damage of Si3N4-graphene nanocomposites at room and elevated temperatures / J. Balko , P. Hvizdos , J. Dusza , C. Balázsi , and J. Gamcová II Journal of the European Ceramic Society - 2014 - Vol. 34(14). - pp. 3309-3317.

132. Belmonte, M. The beneficial effect of graphene nanofillers on the tribological performance of ceramics. / M. Belmonte , C. Ramírez , J. González-Julián , J. Schneider , P. Miranzo , and M.I. Osendi II Carbon- 2013 - Vol. б1. - pp. 431435.

133. Yazdani, B. Graphene and carbon nanotube (GNT)-reinforced alumina nanocomposites I B. Yazdani , Y. Xia , I. Ahmad , and Y. Zhu II Journal of the European Ceramic Society - 2015 - Vol. 35(1). - pp. 179 - 186.

134. Fan, Y. Preparation and electrical properties of graphene nanosheetIAkO3 composites I Y. Fan , L. Wang , J. Li , J. Li , S. Sun , F. Chen , L. Chen , and W. Jiang II Carbon - 2010 - Vol. 4S(6). - pp. 1743-1749.

135. Fan, Y. Highly conductive few-layer grapheneIAl2O3 nanocomposites with tunable charge carrier type I Y. Fan , W. Jiang , and A. Kawasaki II Advanced Functional Materials - 2012 - Vol. 22(1S). - pp. 3882-3889.

136. Çelik, Y. Anisotropic mechanical and functional properties of graphene-based alumina matrix nanocomposites / Y. Çelik , A. Çelik , E. Flahaut , and E. Suvaci II Journal of the European Ceramic Society - 201б - Vol. 36(S). - pp. 2075-2086.

137. Ceramtuff technical datasheet II URL: http:IIhaydale-technologies.com/siteIuserIfilesI1IHTI-HA9S-PRODUCT-DATASHEET-Nov-20^.pdf

13S. Hummers, W.S. Preparation of graphitic oxide I W.S. Hummers, Hummers Jr., R.E. Offeman II Journal American Chemical Society - 195S - Vol. S0 - pp. 13391040.

139. Botas, C. Optimization of the size and yield of graphene oxide sheets in the exfoliation step / C. Botas, A.M. Pérez-Mas, P. Álvarez, R. Santamaría, M. Granda, C. Blanco, R. Menéndez // Carbon - 2013 - Vol. 63. - pp. 576-578.

140. Елецкий , А.В. Графен: методы получения и теплофизические свойства / А.В. Елецкий, И.М. Искандарова, А.А. Книжник, Д.Н. Красиков // УФН - 2011 - том 81(3) - с. 233-268.

141. Dimiev, Ayrat M. Mechanism of Graphene Oxide Formation /Ayrat M. Dimiev, James M. Tour // Journal American Chemical Society - 2014 - Vol. 8(3). -pp. 3060-3068.

142. Eigler, S. Chemistry with Graphene and Graphene Oxide - Challenges for Synthetic Chemists / Siegfried Eigler, Andreas Hirsch // Angewandte Chemie International Edition - 2014 - Vol. 53. - pp. 2-21.

143. Chabot, V. A. review of grapheme and grapheme oxide sponge: material synthesis and applications to energy and environment / Victor Chabot, Drew Higgins, Aiping Yu, Xingcheng Xiao, Zhongwei Chen, Jiujun Zhang // Energy and Enviromental Science - 2014 - Vol. 7(5) - pp. 1564- 1596.

144. Стандарт ASTM B962 - 17 Standart Test Methods for Density of Compacted or Sintering Powder Metallurgy (PM) Products Using Archimedes Principle // Дата публикации 01.01.2017.

145. Стандарт ASTM C1327 - 082008 Standard Test Method for Vickers Indentation Hardness of Advanced Ceramics // Дата публикации 01.01.2015.

146. Стандарт ASTM C1161-13 Standard Test Method for Flexural Strength of Advanced Ceramics at Ambient Temperature // Дата публикации 08.01.2013.

147. Smirnov, A. Microstructure and mechanical properties of ZrO2 ceramics toughened by 5-20 vol.% Ta metallic particles fabricated by pressureless sintering / A. Smirnov, J.F. Bartolomé // Ceramics International - 2014 - Vol. 40(1) - pp. 18291834.

148. Standart ASTM C1421-01b Standard Test Methods for Determination of Fracture Toughness of Advanced Ceramics at Ambient Temperature // Дата публикации - 01.01.2016.

149. Smirnov, A. Mechanical properties and fatigue life of ZrO2-Ta composites prepared by hot pressing / A. Smirnov, J.F. Bartolomé // Journal European Ceramic Society - 2012 - Vol. 32(15) - pp. 3899-3904.

150. Standart ASTM G99-95a // Reapproved 01.05.2000.

151. ГОСТ 5632 - 72 // переизд. 01.10.1993 с изменениями № 1, 2, 3, 4, 5.

152. Аверков, К.В. Высокоскоростное шлифование жаропрочных и жаростойких сплавов / Аверков К.В., Веселкова Е.В. // Бюллетень результатов научных исследований - 2014 - №1 - С. 190-196.

153. Sandvik Coromant site collection documents // URL : http://www.sandvik.coromant.com/sitecollectiondocuments/downloads/global/brochu res/ru-ru/c-2929-61 .pdf

154. Hodkiewicz, J. Characterizing Graphene with Raman Spectroscopy / Joe Hodkiewicz // Thermo FisherScientific -2010 - Application Note: 51946 - pp. 114118.

155. Wall, M. The Raman Spectroscopy of Graphene and the Determination of Layer Thickness / Mark Wall, Ph.D. // Thermo Fisher Scientific - 2010 -Application Note: 52252 - pp. 99 - 103.

156. Harshit, P. Effect of lateral size of graphene nano-sheets on the mechanical properties and machinability of alumina nano-composites / H. Porwal, R. Saggar, P. Tatarko, S. Grasso, T. Saunders, I. Dlouhy, M. Reece // Ceramics International - 2016 - Vol. 42 (6) - pp. 7533 - 7542.

157. Kudin, K. N. Raman Spectra of Graphite Oxide and Functionalized Graphene Sheets / Konstantin N. Kudin, Bulent Ozbas, Hannes C. Schniepp, Robert K. Prude, Ilhan A. Aksay , Roberto Car. // Nano Letters - 2008 - Vol. 8(1) - pp 36-41.

158. Kaniyoor, A. Raman spectroscopic investigation of graphite oxide derived graphene / Adarsh Kaniyoor and Sundara Ramaprabhu // AIP Advances - 2012 - Vol. 2 - pp. 90 - 104.

159. Sobon, G. Graphene Oxide vs. Reduced Graphene Oxide as saturable absorbers for Er-doped passively mode-locked fiber laser / Grzegorz Sobon, Jaroslaw Sotor, Joanna Jagiello, Rafal Kozinski, Mariusz Zdrojek, Marcin Holdynski, Piotr

Paletko, Jakub Boguslawski, Ludwika Lipinska, Krzysztof M. Abramski // Optics Express - 2012 - Vol. 20(17) - pp. 19463 - 19473.

160. Maizza, G. Relation between microstructure, properties and spark plasma sintering (SPS) parameters of pure ultrafine WC powder / G. Maizza // Science and Technology of Advanced Materials - 2007 - Vol. 8(7) - pp. 644 - 654.

161. Sairam, K. Influence of spark plasma sintering parameters on densification and mechanical properties of boron carbide / K. Sairam // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials - 2014 - Vol. 42 - pp. 185 -192.

162. Chaim, R. Densification mechanisms in spark plasma sintering of nanocrystalline ceramics / R. Chaim //Material Science and Engineering - 2007 - Vol. 443(1) - pp. 25 - 32.

163. Zhao, L.D. Effect of process parameters on electrical properties of n-type Bi2Te3 prepared by mechanical alloying and spark plasma sintering / L.D. Zhao // Physica B: Condensed Matter - 2007 - Vol. 400(1) - pp. 11 - 15.

164. Olevsky, E. Consolidation enhancement in spark-plasma sintering: Impact of high heating rates / E. Olevsky // Journal of Applied Physics - 2007 - Vol. 102(11) - pp. 1132 - 1136.

165. Alvarez, I. Microstructural design of АЪОз-SiC nanocomposites by Spark Plasma Sintering / I. Alvarez // Ceramics International - 2016 - Vol. 42(15) - pp. 17248 -17253.

166. Горелов, В.А. Разработка методов и средств эффективного выбора режимов резания труднообрабатываемых материалов на основе термосиловых характеристик процессов. Дисс. На соиск. Учен. Степени д-ра техн. наук. М.: МГТУ «Станкин», 2007. - 387 с.: ил.

167. Кузин, В.В. Особенности эксплуатации канавочных резцов с керамическими пластинами при обработке деталей из закаленных сталей / В.В. Кузин, С.Н. Григорьев, М.Ю. Федоров, С.Ю. Федоров // Вестник машиностроения. - 2012. - №8. - С. 73 - 77.

168. H.-L. Guo, X.-F. Wang, Q.-Y. Qian, F.-B. Wang, X.-H. Xia, A green approach to the synthesis of graphene nanosheets, ACS Nano 3 (2009) 2653-2659.

169. A.C. Ferrari, J.C. Meyer, V. Scardaci, C. Casiraghi, M. Lazzeri, F. Mauri, S. Piscanec, D. Jiang, K.S. Novoselov, S. Roth, A.K. Geim, Raman spectrum of graphene and graphene layers, Phys. Rev. Lett. 97 (2006) 187401.

170. J.C. Wurst, J.A. Nelson, Lineal intercept technique for measuring grain size in two-phase polycrystalline ceramics, J. Am. Ceram. Soc. 55 (1972) 109-111.

171. Celik, Y. Anisotropic mechanical and functional properties of graphene-based alumina matrix nanocomposite / Y. Celik, A. Celik, E. Flahaut, E. Suvaci // Journal of the European Ceramic Society. - 2013. - Vol. 36 (8). - 2075 - 2086.

172. T. Rodriguez-Suarez, J.F. Bartolomé, A. Smirnov, S. Lopez-Esteban, L.A. Díaz, R. Torrecillas, J.S. Moya, Electroconductive Alumina-TiC-Ni nanocomposites obtained by Spark Plasma Sintering, Ceram. Int. 5 (2011) 1631-1636.

173. K. Bonny, P. De Baets, J. Vleugels, S. Huang, B. Lauwers, Dry reciprocating sliding friction and wear response of WC-Ni cemented carbides, Tribol. Letters 31(2008) 199-209.

174. T. Rodriguez-Suarez, J.F. Bartolomé, A. Smirnov, S. Lopez-Esteban, R. Torrecillas, J.S. Moya, Sliding wear behaviour of alumina/nickel nanocomposites processed by a conventional sintering route, J. Eur. Ceram. Soc. 31 (2011) 1389-1395.

175. H. Shioyama, T.Akira, A new route to carbon nanotubes, Carbon 41 (2003) 179-181.

176. J.L .Li, Q.S. Peng, G.Z. Bai, W. Jiang, Carbon scrolls produced by high energy ball milling of graphite, Carbon 43 (2005) 2830-2833.

177. C.F. Gutierrez-Gonzalez, A. Smirnov, A. Centeno, A. Fernandez, B. Alonso, V.G. Rocha, R. Torrecillas, A. Zurutuza, J.F. Bartolome Wear behavior of graphene/alumina composite. Ceramics International, Vol. 41, Issue 6, 2016, pp. 7434 - 7438.

178. Каблов, Е.Н. Литейные жаропрочные никелевые сплвы для перспективных ГТД / Е.Н. Каблов, Н.В. Петрушина, И. Л. Светлов, И.М. Демонис // Технология легких сплавов. - 2007. №2. - С. 6 - 16.

179. Анташов, В.Г. Жаропрочные титановые сплавы / В.Г. Анташов, Н.А. Ночовная, Т.В. Павлова, В.И. Иванов // Все материалы. Энцеклопедический справочник. - 2007. - №3. - С. 7 - 8.

180. Iosif Gershman,, Eugeniy I. Gershman, Alexander E. Mironov, German S. Fox-Rabinovich and Stephen C. Veldhuis. Application of the Self-Organization Phenomenon in the Development of Wear Resistant Materials—A Review. Entropy 2016, 18, 385. 13 pp. doi: 10.3390/e18110385.

181. I.S. Gershman, N.A.Bushe "Elements of Thermodynamics and Self-Organization during Friction" в книге "Self-Organization During Friction. Advanced Surface Engineered Materials and Systems Designed" Taylor & Francis Group. Boca Raton. London New York. 2006. Ch. 2. pp. 13-58

182. Nicolis, G., Prigogine I.,"Self-Organization in Nonequilibrium Systems" John Wiley & Sons: New York, 1977

183. I.S. Gershman, Eu.I. Gershman, G.S. Fox-Rabinovich, S.C. Veldhaus Description of Seizure Process for Gas Dynamic Spray of Metal Powders from Non-Equilibrium Thermodynamics Standpoint. Entropy 2016, 18, 315

184. Горячева И.Г., Добычин М.Н. Контактные задачи в трибологии. Монография, Москва, Машиностроение, 1988, 253 с.

185. I.S. Gershman, N.A.Bushe "Elements of Thermodynamics and Self-Organization during Friction" в книге "Self-Organization During Friction. Advanced Surface Engineered Materials and Systems Designed" Taylor & Francis Group. Boca Raton. London New York. 2006. Ch. 2. pp. 13-58