Повышение работоспособности быстрорежущей стали методами лазерной и криогенной обработки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, кандидат наук Барабонова, Инна Александровна

• Барабонова, Инна Александровна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Барабонова, Инна Александровна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Характеристика быстрорежущих сталей и пути повышения работоспособности за счет совершенствования их структурного состояния

1.2. Виды лазерной обработки и строение зоны лазерного воздействия

1.3. Закономерности процесса газолазерной резки стали

1.4. Распределение температуры в зоне термического влияния при газолазерной резке

1.5. Перспективы применения обработки холодом после газолазерной

резки быстрорежущей стали

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ОБЗОРУ И ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Получение образцов

2.2. Макроструктура наплавленной быстрорежущей стали

2.3. Структурные и фазовые исследования

2.3.1. Оптическая микроскопия и принципы цифровой обработки изображений микроструктур

2.3.2. Растровая электронная микроскопия и рентгено-спектральный микроанализ быстрорежущей стали

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ МИКРОСТРУКТУРЫ, ФАЗОВОГО СОСТАВА, РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОТВЕРДОСТИ В ЗОНЕ ТЕРМИЧЕСКОГО ВЛИЯНИЯ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ ПОСЛЕ ГАЗОЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ, КРИОГЕННОЙ ОБРАБОТКИ И ЛАЗЕРНОГО ОТПУСКА

3.1. Строение зоны термического влияния при газолазерной резке быстрорежущей стали

3.2. Распределение микротвердости быстрорежущей стали в зоне

лазерного воздействия

3.3. Качество поверхности газолазерного реза быстрорежущей стали

3.4. Влияние криогенной обработки на структуру и микротвердость быстрорежущей стали после ГЛР

3.5. Упрочнение быстрорежущей стали с помощью лазерного отпуска

Выводы по главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И УПРОЧНЕНИЯ ПУАНСОНОВ И МАТРИЦ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ШТАМПОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЛАЗЕРНОЙ И КРИОГЕННОЙ ОБРАБОТКИ

4.1. Условия работы вырубных штампов, пути повышения работоспособности штампового инструмента

4.2. Эффективность применения наплавки и газолазерной резки при изготовлении биметаллического инструмента

4.2.1. Обоснование выбора материала для изготовления штампового инструмента

4.2.2. Преимущества ГЛР при разделении быстрорежущих сталей

4.2.3. Расчет распределения температуры в зоне термического влияния при газолазерной резке

4.3. Технология изготовления и упрочнения пуансонов и матриц разделительных штампов

Выводы по главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение работоспособности быстрорежущей стали методами лазерной и криогенной обработки»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Повышение работоспособности быстрорежущих сталей и разработка новых ресурсосберегающих технологий изготовления инструмента относится к числу актуальных и практически важных проблем, изучению которых уделяется большое внимание во всех промышленно развитых странах. Решение возникающих при этом задач возможно за счет совершенствования структурного состояния быстрорежущих сталей - достижения двухфазной структуры закаленной стали, растворения карбидов, увеличения концентрации углерода и легирующих компонентов в твердом растворе, упрочнения мартенсита высокодисперсными карбидами при термической обработке.

Одним из способов экономного использования быстрорежущих сталей является изготовление биметаллического инструмента с применением наплавки. Однако широкое применение наплавки при производстве инструмента сдерживается высокой трудоемкостью механической обработки наплавленного металла с твердостью 62 ... 65 НЯС. Припуски на механическую обработку при изготовлении инструмента можно удалять с помощью газолазерной резки, которая сочетает высокие показатели производительности процесса с точностью и высоким качеством реза. При газолазерной резке образуется зона термического влияния, в которой происходит высокоскоростная закалка поверхностных слоев. В зоне оплавления и зоне закалки из твердой фазы возможно пересыщение аустенита углеродом и легирующими компонентами за счет полного или частичного растворения карбидов. В результате в структуре может содержаться повышенное (до 80 %) количество остаточного аустенита. В переходной зоне, где нагрев ниже точки Ас1, в предварительно закаленной и отпущенной стали происходит снижение микротвердости и разупрочнение мартенсита, связанное с образованием структур отпуска.

Снижение содержания остаточного аустенита при высокотемпературном отпуске приводит к дальнейшему разупрочнению переходной зоны. Кроме того, высокотемпературный отпуск приводит к уменьшению концентрации углерода и

легирующих компонентов в мартенсите, что вызывает его разупрочнение. В представленной работе выполнены исследования по повышению работоспособности наплавленной быстрорежущей стали после газолазерной резки за счет совершенствования структурного и фазового состояния, повышения концентрации легирующих компонентов в твердом растворе, снижения количества остаточного аустенита в зоне закалки и минимизации процессов разупрочнения переходной зоны.

Эффективным способом превращения остаточного аустенита в мартенсит при сохранении легирующих компонентов в твердом растворе является криогенная обработка. Этот вид обработки представляет собой продолжение процессов закалки за счет возобновления мартенситного превращения остаточного аустенита при охлаждении стали ниже температур Мк.

Высокую теплостойкость быстрорежущие стали приобретают за счет дисперсионного твердения при многократном отпуске при температуре 560 °С. Проведение отпуска на вторичную твердость без разупрочнения переходной зоны может быть осуществлено с помощью лазерного отпуска. Лазерное излучение является энергетическим инструментом, способным обеспечить стабильные предсказуемые энергетические параметры для термической обработки материалов. При лазерном упрочнении необходимо обеспечить равномерный подвод тепла в зону обработки для получения упрочнённого поверхностного слоя требуемой глубины с однородной структурой и микротвердостью. В работе для этой цели предлагается использовать многоканальный (40 лучей) СО2 лазер.

Таким образом, тема диссертационной работы - повышение работоспособности быстрорежущей стали методами лазерной и криогенной обработки является актуальной как в научном, так и в практическом отношении.

Основанием для выполнения работы являлось выполнение ГК № Ю027р /16821 «Разработка способа изготовления разделительного штампа с применением высокоскоростной кристаллизации при лазерной обработке» по программе «Участник Молодежного Научно-Инновационного Конкурса» («У.М.Н.И.К.») Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической

сфере» (2010-2011 гг.); соглашения № 14.В37.21.1278 «Структурно-фазовые превращения в инструментальных сплавах и функциональных материалах при лазерной обработке поверхности» и соглашения № 14.132.21.1394 «Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ градиентно-упрочненной инструментальной стали» по ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.» (2011-2013 гг.).

Цель работы. Теоретически и экспериментально обосновать повышение работоспособности быстрорежущей стали за счет совершенствования структурного состояния методами лазерной и криогенной обработки. Основные задачи работы

1. Выполнить анализ литературных источников в области повышения работоспособности быстрорежущей стали за счет совершенствования структурного состояния методами лазерной и криогенной обработки.

2. Рассчитать изменение температуры в зоне термического влияния при газолазерной резке и выяснить роль технологических условий резки на формирование зоны термического влияния в быстрорежущих сталях. Исследовать микроструктуру, фазовый состав, распределение микротвердости в зоне термического влияния быстрорежущих сталей после газолазерной резки и криогенной обработки.

3. Исследовать влияние режимов лазерного отпуска на упрочнение мартенсита закаленной стали при исключении разупрочнения стали в переходной зоне.

4. Научно обосновать новую технологию упрочнения наплавленных быстрорежущей сталью режущих кромок разделительных штампов координатно-револьверных прессов с применением газолазерной резки как разделительной и упрочняющей обработки, криогенной обработки и лазерного отпуска. Изготовить опытно-промышленную партию пуансонов и матриц разделительных штампов координатно-револьверных прессов и провести производственные испытания. Научная новизна и положения, выносимые на защиту

1. Теоретически обоснован метод совершенствования структурного состояния быстрорежущих сталей после газолазерной резки, основанный на криогенной

обработке и лазерном отпуске, обеспечивающий повышение работоспособности и уровня эксплуатационных свойств быстрорежущих сталей и приводящий к увеличению ресурса работы штампов координатно-револьверных прессов в 1,51,6 раз.

2. Установлены закономерности формирования микроструктуры и распределения микротвердости в зоне термического влияния при газолазерной резке, криогенной обработке и лазерном отпуске. Криогенная обработка позволяет сохранить в быстрорежущей стали высоколегированный твердый раствор при снижении количества остаточного аустенита с 50-60% до 7-9%. Сталь приобретает повышенные значения микротвердости до 10000-10200 МПа.

3. Теоретически обосновано и практически реализовано выполнение после криогенной обработки лазерного отпуска. Расчет максимально достижимой глубины отпуска в интервале температур 600-550 °С совпадает с экспериментальными результатами с погрешностью менее 10 %.

4. Обобщены и развиты представления о влиянии технологических параметров газолазерной резки быстрорежущих сталей на качество поверхности реза. Экспериментально найдены критические скорости газолазерной резки, при которых шероховатость поверхности реза минимизирована (Ка = 0,6...1,2 мкм), что позволяет отказаться от операции шлифования рабочих поверхностей пуансонов и матриц координатно-револьверных прессов.

Практическая значимость работы

1. Разработана новая ресурсосберегающая технология упрочнения наплавленных быстрорежущей сталью режущих кромок разделительных штампов координатно-револьверных прессов с применением газолазерной резки как разделительной и упрочняющей обработки, криогенной обработки и лазерного отпуска.

2. Разработанная технология обеспечивает повышение микротвердости НУ0>2 наплавленной быстрорежущей стали в зоне закалки до 10000... 10200 МПа. Шероховатость рабочей поверхности пуансонов и матриц составила Яа = 0,6.. .1,2

мкм, что позволило отказаться от дальнейшей механической обработки упрочненной поверхности.

3. Эксплуатационная стойкость экспериментальной партии разделительных штампов повышена в 1,5-1,6 раз по сравнению с типовой технологией.

4. Разработанная технология упрочнения быстрорежущих сталей передана на ОАО «Электромеханика» (г. Ржев Тверской области) и в обособленное подразделение предприятия ООО «Центр лазерных технологий» (г. Владимир) для внедрения в производство.

5. Результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе по дисциплинам «Материаловедение», «Технологические процессы в машиностроении» и «Технология конструкционных материалов» при подготовке бакалавров по техническим направлениям в Тверском государственном техническом университете.

Методы исследований. Основные задачи работы решались на основе экспериментальных и теоретических методов исследования. Газолазерную резку, криогенную обработку и лазерный отпуск выполняли в производственных условиях. В лабораторных условиях выполняли механические испытания, металлографические исследования, электронно-микроскопический и спектрометрический и фазовый анализ. При обработке экспериментальных данных использовали статистические методы. Расчеты распределения температуры выполнялись с использованием системы компьютерной математики Maple.

Достоверность результатов исследований, основных положений и выводов

Достоверность результатов обеспечена применением стандартных и современных методов металлографических исследований, апробированных методов механических испытаний, а также большим объемом экспериментального материала с использованием статистической обработки результатов измерений. Все теоретические расчеты неоднократно проверялись экспериментально. Погрешность расчетов не превышала 10 %. Научные

положения и выводы по работе имеют теоретическое обоснование и не противоречат известным научным представлениям и результатам.

Соответствие диссертации паспорту специальности научных работников

Диссертация соответствует пунктам 2,3,4,6,7,8 паспорта специальности 05.16.01 Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов. Личный вклад автора. Автор участвовала в планировании и постановке экспериментов, обработке и анализе полученных результатов. Выполняла подготовку образцов, количественный и качественный металлографический анализ микроструктуры, исследовала механические свойства быстрорежущих сталей. Автором предложена для внедрения в производство новая технология упрочнения наплавленных быстрорежущей сталью режущих кромок разделительных штампов координатно-револьверных прессов с применением газолазерной резки как разделительной и упрочняющей обработки, криогенной обработки и лазерного отпуска. Стойкость экспериментальной партии разделительных штампов, упрочненных по новой технологии, повышена в 1,5-1,6 раз по сравнению с типовой технологией.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на: Х-ой, ХП-ой международной научно-практической конференции «Технология ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки» (Санкт-Петербург, 2008, 2010); У1-ой международной научно-технической конференции «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации» (Курск, 2008); студенческой научно-технической конференции «Проблемы машиностроения» (Тверь, ТГТУ, 2009); областной научно-технической конференции молодых ученых «Физика, химия и новые технологии» (Тверь, 2009, 2010); 1Х-ой, XIV международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (Санкт-Петербург, 2010; 2012); II Всероссийском Форуме «Умное производство: высокотехнологичная промышленность в России. Задачи и

перспективы» (Завидово, Тверская обл, 2011); VII Международной конференции «Лучевые технологии и применение лазеров» (Санкт-Петербург, 2012); Всероссийской молодежной научной конференции с международным участием «Инновации в материаловедении» (Москва, 2013); XIII-й международной научно-технической конференции «Инженерия поверхности и реновация изделий» (Крым, Ялта, 2013).

- По теме диссертации автор награждена дипломом за участие в смене Зворыкинского проекта «Инновации и техническое творчество» форума «Селигер-2010»; ректоратом ГОУ ВПО «ТГТУ» грамотой за достигнутые успехи в научной работе и учебе (Тверь, 2011 г.); удостоена гранта по программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («У.М.Н.И.К.») (Тверь, 2010-2011 гг.); награждена медалью «За лучшую научную студенческую работу» по итогам открытого конкурса на лучшую научную работу студентов по естественным, техническим и гуманитарным наукам в ВУЗах Российской Федерации (2010 г.).

- «Способ изготовления разделительного штампа с применением лазерной размерной и упрочняющей обработки» отмечен дипломом и бронзовой медалью на XV Юбилейном международном Салоне изобретений и инновационных технологий «АРХИМЕД-2012» г. Москва. Автор работы является лауреатом стипендии Президента Российской Федерации, направленной на проведение перспективных научных исследований и разработок по приоритетному направлению модернизации российской экономики (2012-2014 г.). Публикации. Основные научные результаты диссертации опубликованы в 23 печатных работах, включая 5 статей в рецензируемых журналах и изданиях, рекомендованных к размещению Высшей аттестационной комиссией (ВАК). Получен 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и общих выводов. Общий объем работы составляет 148 страниц машинописного текста, включая 59 рисунков и 16 таблиц. Список литературы содержит 128 наименований.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Характеристика быстрорежущих сталей и пути повышения работоспособности за счет совершенствования их структурного состояния

Быстрорежущими сталями называют теплостойкие стали, используемые для изготовления инструментов высокой производительности. Они сочетают теплостойкость 600-700 °С с высокой твердостью 63-70 HRC и повышенным сопротивлением пластической деформации [3, 30, 46, 58]. Теплостойкость быстрорежущих сталей обеспечивается легированием вольфрамом совместно с другими карбидообразующими элементами - молибденом, хромом, ванадием, закалкой с высоких температур 1200-1300 °С и трехкратным отпуском. Вольфрам и молибден в присутствии хрома связывают углерод в специальный трудно коагулируемый при отпуске карбид типа Ме6С и задерживают распад мартенсита. Увеличению теплостойкости способствует также кобальт. Он не образует карбидов, но, повышая энергию межатомных сил связи, затрудняет коагуляцию карбидов [3, 58].

При отпуске при температуре 560 °С мартенсит сохраняется, но из него выпадают очень мелкие (10 нм) карбиды VC [56]. Происходит вторичное твердение. В сталях с 6-10 % кобальта самых теплостойких и дорогих, применяемых для резания нержавеющих сталей и титана - при вторичном твердении выделяется также интерметаллид C07W6. Отпуск на вторичную твердость вызывает также превращение остаточного аустенита в мартенсит. Поэтому в структуре быстрорежущих сталей аустенит не сохраняется, что обеспечивает высокое сопротивление пластической деформации.

ГОСТ 19265-73 предусматривает 14 марок быстрорежущих сталей, которые по эксплуатационным свойствам делятся на две группы: нормальной и повышенной производительности [34]. Группу сталей нормальной производительности образуют вольфрамовые (Р18, Р12, Р9, Р9Ф5) и вольфрамомолибденовые (Р6МЗ, Р6М5) стали, сохраняющие твердость не ниже

58 ЕШС до 620 °С. К группе сталей повышенной производительности относятся стали, содержащие кобальт и повышенное количество ванадия (Р6М5К5, Р9М4К8, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18К5Ф2). Они превосходят стали первой группы по теплостойкости (630... 640°С), твердости (> 64 НЯС) и износостойкости, но уступают им по прочности и пластичности. Стали повышенной производительности предназначены для обработки высокопрочных сталей, коррозионно-стойких и жаропрочных сталей с аустенитной структурой и других труднообрабатываемых материалов.

Быстрорежущие стали, особенно второй группы, отличаются высокой стоимостью. Для уменьшения расхода дорогих и дефицитных элементов, особенно вольфрама, преимущественно используют экономно-легированные стали [3]. Из них наиболее широкое применение имеет сталь Р6М5. Разрабатываются безвольфрамовые быстрорежущие стали.

При изготовлении и упрочнении быстрорежущих сталей по стандартной технологии - литьё, ковка и отжиг, закалка, трехкратный отпуск часть легирующих компонентов, таких как Мо, V остается в крупных (до 10-15 мкм) карбидах типа МС, МбС, МгзСб- В состоянии поставки они занимают до 30 % объема, а после закалки и трехкратного отпуска 10-15 %. Эти карбиды обеспечивают износостойкость, но по слишком крупным карбидам лезвие выкрашивается, особенно если вследствие ликвации в прокате есть карбидные строчки [3, 30, 89]. Скопление карбидов и их полосчатость отрицательно влияют на эксплуатационную стойкость инструментов. Одним из эффективных способов устранения такого структурного дефекта - изготовление быстрорежущих сталей порошковой технологией.

Порошковые быстрорежущие стали (ГОСТ 28393-89) получают распылением жидкой быстрорежущей стали в азоте или аргоне и последующим горячим компактированием [2, 35, 96]. Металл приобретает высокую плотность и отличается равномерным распределением дисперсных (1 мкм и менее) частиц карбидов. Повышение структурной однородности сопровождается улучшением шлифуемости, ударной вязкости, прочности при изгибе. Порошковые

быстрорежущие стали (Р6М5ФЗ-МП, Р7М2Ф6-МП, Р12МФ5-МП и др.) имеют повышенное количество углерода (1,20 - 1,75%) и ванадия (2,3 - 3,7%). Благодаря этому они содержат больше высокотвердых дисперсных карбидов типа МеС и, как следствие, имеют высокую вторичную твердость (65 - 67 НЯС) и износостойкость). Инструмент из порошковых быстрорежущих сталей также подвергают закалке и трехкратному отпуску [3,89, 69]. При изготовлении порошковых быстрорежущих сталей должна быть высокая технологическая дисциплина, так как убытки от внезапной поломки инструмента из-за загрязнения металла оксидами обычно много больше, чем цена металла в нем. В работе [2] показано негативное влияние остатков оксидной пленки порошковых частиц на прочность быстрорежущей стали в состоянии высокой твердости.

К основным свойствам инструментальных сталей относятся механические, тепловые, некоторые физические и химические свойства, которые сталь имеет после окончательной обработки, т.е. свойства готового инструмента. В большинстве случаев не удается получить у одной стали максимальные значения всех основных свойств. Улучшение одних свойств часто неизбежно сопровождается ухудшением других. Поэтому задача состоит в правильном выборе оптимальных значений тех свойств, которые в данных конкретных условиях эксплуатации наиболее важны. Потребитель для изготовления определенного инструмента должен делать выбор оптимальных свойств в треугольнике: теплостойкость - износостойкость - хрупкость [30, 89].

Работоспособность инструмента из быстрорежущих сталей определяется ее свойствами, важнейшими из которых являются твердость, прочность, теплостойкость и износостойкость. Твердость определяет сопротивление контактным напряжениям, возникающим в рабочей кромке инструмента. С увеличением твердости возрастают износостойкость и предел выносливости [2729]. Инструменты, имеющие недостаточную твердость, не могут резать или деформировать, так как быстро теряют форму и размеры. Твердость быстрорежущих сталей зависит главным образом от дисперсности и количества карбидов (или интерметаллидов), выделившихся при отпуске, концентрации

углерода в мартенсите, а также от количества остаточного аустенита как более мягкой структурной составляющей стали [13, 30, 46, 89,]. Твердость не зависит от других структурных факторов - размера зерна, распределения карбидов, напряжений. Высокая твердость быстрорежущей стали - не единственный критерий качества изготовленного из нее инструмента.

При значительном повышении твердости снижается прочность. Прямо пропорциональная зависимость между прочностью и твердостью сув ~ 0,3 4НВ (ов -предел прочности на растяжение; HB - твердость по Бринеллю), установленная для конструкционных сталей, не сохраняется для быстрорежущих сталей [3, 30]. В них увеличение твердости наоборот приводит к снижению прочности. Сопротивление пластической деформации определяет устойчивость рабочих поверхностей инструментов против смятия в условиях высоких давлений, возникающих в процессе эксплуатации инструмента. Оно характеризуется пределом текучести при сжатии и зависит от тех же факторов, что и твердость: количества и дисперсности карбидов (интерметаллидов), количества остаточного аустенита, концентрации углерода в мартенсите.

Твердость и вязкость чаще всего изменяются противоположным образом. Повышение твердости стали при закалке неизбежно ведет к резкому снижению вязкости. Необходимо подчеркнуть, что для успешной работы инструментов высокую твердость достаточно создать лишь в рабочей кромке. Высокая вязкость необходима в нижележащих слоях, и сердцевине, поскольку ударные нагрузки инструмент воспринимает всем своим сечением [3, 13, 30].

Основное свойство быстрорежущих сталей — теплостойкость, под которой понимают способность стали сохранять при нагреве в процессе эксплуатации твердость рабочей кромки. При снижении твердости развивается интенсивное течение металла в рабочей кромке и изменяется ее форма. Снижение твердости при нагреве до 550 °С составляет 30...40HV на каждые 100°С. В связи с этим абсолютная величина твердости, которую быстрорежущая сталь сохраняет при 500 °С, достаточно высокая: 750 HV (60 HRC) для стали PI8 [30]. Теплостойкость характеризуют температурой, до которой сталь после нагрева сохраняет твердость

60 НЯС. Повышение теплостойкости достигается значительным легированием стали, созданием достаточного количества фаз-упрочнителей и значительным повышением температур закалки с целью получения более насыщенного твердого раствора. Теплостойкость — важное технологическое свойство, определяющее способность стали сохранять свою структуру в процессе нагрева при шлифовании (заточке).

Износостойкость - очень сложное свойство. Оно зависит от структуры и свойств инструментальной стали, но в большей степени от свойств обрабатываемого материала. Уровень износостойкости зависит, прежде всего, от твердости стали, количества и типа карбидных фаз в структуре. Необходимо получение мелких, равномерно распределенных в мартенсите карбидов. Крупные карбидные частицы или скопления карбидов, выходящие на поверхность трения, могут выкрашиваться, играя роль дополнительного абразива и ускоряя износ [3032,42,45].

Из способов изготовления, упрочнения и получаемых свойств быстрорежущих сталей можно выделить направления их дальнейшего структурного совершенствования с целью повышения механических и эксплуатационных свойств [3, 30, 75, 88]:

- измельчение зерна, эвтектических карбидов;

- упрочнение мартенсита за счет повышения в нём концентрации углерода и легирующих компонентов;

- снижение количества остаточного аустенита после закалки;

- упрочнение мартенсита за счет процессов дисперсионного твердения;

Рассмотрим, как решаются эти задачи при стандартном способе

упрочнения.

Размер зерна аустенита, полученного при нагреве и называемого действительным зерном, сильно влияет на прочность и вязкость, в том числе и на температурный порог хладноломкости быстрорежущих сталей.

Границы зерна сохраняются как в закаленной, так и в отпущенной стали, имеющей мартенситную структуру. Это вызвано тем, что в процессе охлаждения

при закалке кристаллы мартенсита образуются в пределах зерна аустенита и карбиды (интерметаллиды) частично выделяются по границам этих зерен. Кроме того, некоторое количество частиц упрочняющих фаз выделяется по границам зерна при дисперсионном твердении в процессе отпуска [30]. При мелком зерне (и соответственно большом периметре границ) таких частиц меньше в пограничных слоях, а, следовательно, больше сопротивление распространению трещины и ниже температурный порог хладноломкости.

Рост зерна у сталей с мартенситной структурой снижает прочность и вязкость сильнее, чем увеличение концентрации углерода в мартенсите. Рост зерна задерживается:

- карбидами (интерметаллидами), вследствие чего быстрорежущие стали сохраняют мелкое зерно при высоких температурах нагрева, если еще не наступает растворения большой части карбидов [3];

- при повышенной концентрации легирующих компонентов в аустените; наиболее сильно влияют вольфрам и никель (при содержании более 4...5% каждого); легированные ими стали с интерметаллидным упрочнением сохраняют мелкое зерно при высоком нагреве. Хром и молибден влияют слабее и задерживают рост зерна при нагреве на 50... 100 °С выше критической точки Ас1 [3, 30].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Барабонова, Инна Александровна, 2014 год

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абильсиитов, Г.А. Технологические лазеры : Справочник. Т.1. / Г.А. Абильсиитов, B.C. Голубев и др. - М.: Машиностроение, 1991. - 432 с.

2. Абрамов, A.A. Порошковые инструментальные стали с дисперсной структурой / A.A. Абрамов, JI.C. Самойленко, B.JI. Гиршов // Металлообработка. - 2008. - № 4 (46). - С. 31-35.

3. Арзамасов, Б.Н. Материаловедение : учебник - 3-е изд. / Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 648 с.

4. A.c. №1764924 СССР, МПК В23Р 15/28; В23К 9/04. Способ изготовления режущего инструмента / Шнейдер Е.А. (СССР). Опубл. 30.09.92, Бюллетень № 36. Зс.

5. A.c. №485161 СССР, МКл C21d 9/22; С22с 41/04 Способ термической обработки инструмента / Е.С. Жмудь; № 1839057/22-1; Заявл. 27.10.72. Опубл. 25.09.75, Бюл. №35.

6. Астапчик, С.А. Лазерные технологии в машиностроении и металлообработке / С.А. Астапчик, B.C. Голубев, А.Г. Маклаков. - Минск: Белорус. Наука, 2008. - 252 с.

7. Афанасьева, Л.Е. Влияние газолазерной резки на структуру и свойства машиностроительных сталей / Л.Е. Афанасьева, И.А. Барабонова, Н.С. Зубков, В.Н. Гадалов, В.Г. Сальников, Д.Н. Романенко // Заготовительные производства в машиностроении. - 2012. - №3. - С. 37-39.

8. Афанасьева, Л.Е. Об особенностях поверхности инструментальной стали после газолазерной резки / Л.Е. Афанасьева, И.А. Барабонова, П.О. Зоренко, Н.С. Зубков, P.M. Гречишкин // Металлургия машиностроения. - 2011. - №6. - С. 3739.

9. Афанасьева, Л.Е. Структурное состояние инструментальной стали после лазерной закалки с оплавлением поверхности / Л.Е. Афанасьева, И.А. Яковлев, Н.С. Зубков, П.О. Зоренко, P.M. Гречишкин // Металлургия машиностроения. -2010.-№4.-С. 17-20.

10. Афанасьева, Л.Е. Структурные фазовые превращения в быстрорежущей

стали при лазерной закалке с оплавлением поверхности многоканальным СОг лазером / Л.Е. Афанасьева, И.А. Барабонова, Е.В. Ботянов, Г.В. Раткевич, Р.М. Гречишкин // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2013. - № 8 (104). - С. 1013.

11. Афанасьева, Л.Е. Технологическая прочность наплавленной быстрорежущей стали при газолазерной резке / Л.Е. Афанасьева, И.А. Барабонова, Н.С. Зубков, М.С. Разумов // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2009. - №7. - С. 36-38.

12. Барабонова, И.А. Градиентное упрочнение наплавленной быстрорежущей стали газолазерной резкой / И.А. Барабонова, Л.Е. Афанасьева, Е.В. Ботянов, Г.В. Раткевич // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2013. - № 9. - С. 13-16.

13. Барабонова, И.А. Закономерности формирования структуры и распределения микротвердости наплавленной быстрорежущей стали при газолазерной резке и обработке холодом / И.А. Барабонова, Е.В. Ботянов, Г.В. Раткевич, Л.Е. Афанасьева // Сборник статей четырнадцатой международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности и экономике». - Санкт-Петербург. - 2012. - С. 136-139.

14. Барабонова, И.А. Исследование шероховатости поверхности при лазерной резке металлов / И.А. Барабонова, Д.А. Макозюба, Т.М. Ступина // Материалы студенческой научно-технической конференции «Проблемы машиностроения». -Тверь. ТГТУ. - 2009. - С. 157-162.

15. Барабонова, И.А. Морфология поверхности, структура и свойства наплавленной быстрорежущей стали при газолазерной резке / И.А. Барабонова, Л.Е. Афанасьева // Материалы 13-й международной научно-технической конференции «Инженерия поверхности и реновация изделий». -Крым. г. Ялта. -2013.-С. 29-31.

16. Барабонова, И.А. Способ изготовления разделительного штампа с применением лазерной размерной и упрочняющей обработки / И.А. Барабонова // Умное производство. - 2012. - №1 (17). - С. 15-18.

17. Барабонова, И.А. Технологическая прочность быстрорежущей стали при газолазерной резке / И.А. Барабонова, М.Н. Елицкий, JI.E. Афанасьева, Н.С. Зубков // Материалы 10-ой Международной научно-практической конференции «Технология ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки». - Санкт-Петербург. -

2008.-С. 37-41.

18. Барабонова, И.А. Фазовые превращения в быстрорежущей стали при газолазерной резке, криогенной обработке и лазерном отпуске / И.А. Барабонова // Вестник ТвГУ. Серия «Физика». - 2013. - Выпуск 21. - С. 94-104.

19. Барчуков, Д.А. Повышение работоспособности быстрорежущих сталей за счет совершенствования их структурного состояния: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.01 / Барчуков Дмитрий Анатольевич. - Тверь., 2013. - 154 с.

20. Барчуков, Д.А. Эффективность гибкого регулирования состава порошковых проволок для наплавки штампового и режущего инструмента / Д.А. Барчуков, A.A. Золотов // Новые материалы и технологии в машиностроении : Сборник научных трудов. - Брянск, БГИТА, - Выпуск 5. - 2006. - С. 52-55.

21. Безъязычный, В. Ф. Расчет режимов резания: Учебно-методическое пособие / В.Ф. Безъязычный, И.Н. Аверьянов, A.B. Кордюков, Р.Н. Фоменко, А.Н. Сутягин. - М.: Машиностроение, 2010. - 270 с.

22. Безъязычный, В.Ф. Расчетное определение температуры в поверхностном слое детали при лазерной резке / В.Ф. Безъязычный, A.A. Семенов // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2013. - № 7. - С. 35-40.

23. Бородий, Ю.П. Повышение стойкости режущих элементов разделительных штампов поверхностным упрочнением / Ю.П. Бородий // Вестник национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт». -

2009.-№60.-С. 60-63.

24. Брандон, Д. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля / Д. Брандон, У. Каплан. - М.: Техносфера, 2004. - 384 с.

25. Бровер A.B. Особенности структурообразования в зонах лазерного оплавления металлов и сплавов / А.В Бровер, Л.Д. Дьяченко // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2009 - №6. - С. 29-33.

26. Гадалов, В.Н. Применение тонкопленочных покрытий для повышения стойкости режущего инструмента / В.Н. Гадалов // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2007. - №5. - С.22-25.

27. Гадалов, В.Н. Локальное электроискровое нанесение покрытий на металлорежущие инструменты из быстрорежущих сталей / В.Н. Гадалов // Станки и инструменты. - 2009. - №1. - С. 20-25.

28. Гадалов, В.Н. Инструмент, приспособления и новые способы для поверхностно-пластического деформирования / В.Н. Гадалов // Материалы и упрочняющие технологии: сб. матер. XVI Росс, науч.-техн. конф. с междунар. уч-ем. - Курск. - 2009. - 4.2. - С. 6-19.

29. Гадалов, В.Н. Инструмент для отделочно-упрочняющей обработки выглаживанием / В.Н. Гадалов // Технология металлов. - 2010. - № 4. - С. 41-44.

30. Геллер, Ю.А. Инструментальные стали / Ю.А. Геллер. - М.: Металлургия, 1983.-525 с.

31. Геллер, Ю.А. Термическая обработка быстрорежущей стали для улучшения распределения карбидов / Ю.А. Геллер // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1967. - №9. - С. 18-23.

32. Гладкий, Я.М. Повышение работоспособности режущего инструмента при его обработке холодом / Я.М. Гладкий // Проблемы трибологии. - 1996. - №2. -С. 17-22.

33. Голубев B.C. О механизмах удаления расплава при газолазерной резке материалов / B.C. Голубев. - Е-принт ИПЛИТ РАН. - 2004. - №3.

34. ГОСТ 19265-73 Прутки и полосы из быстрорежущей стали. Технические условия. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. - 21 с.

35. ГОСТ 28393-89 Прутки и полосы из быстрорежущей стали, полученной методом порошковой металлургии. Общие технические условия. - М. : Стандартинформ, 2003. - 21 с.

36. ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики. — М.: Стандартинформ, 2006. - 7 с.

37. ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. - 21 с.

38. Григорьянц, А.Г. Технологические процессы лазерной обработки / А.Г. Григорьянц, И.Н. Шиганов, А.И. Мисюров. - М.: МГТУ, 2006. - 664 с.

39. Гуляев, А.П. Обработка стали холодом / А.П. Гуляев // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1998. - № 11. - С. 19-26.

40. Деев, Г.Ф. Выбор и обоснование способа наплавки резцов теплостойкими сталями высокой твердости в защитно - легирующей среде азота / Г.Ф. Деев, E.H. Зубкова // Изготовление, восстановление и упрочнение металлорежущего инструмента: Тр. Тверского государственного технического университета. — Тверь. - 1997. - Вып. 2. - С. 39-43.

41. Деев, Г.Ф. Ресурсосберегающая технология изготовления наплавленного металлорежущего инструмента / Г.Ф. Деев, E.H. Зубкова // Современные технологии в машиностроении. - Пенза, 1998. - С. 48-52.

42. Демкин, Н.Б. Качество поверхности и контакт деталей машин / Н.Б.Демкин, Э.В.Рыжов. - М.: Машиностроение, 1981. - 244 с.

43. Дунин-Барковский, ИВ. Измерение и анализ шероховатости, волнистости и некруглости поверхности / И.В.Дунин-Барковский, А.Н.Карташова. - М. : Машиностроение, 1978. - 232 с.

44. Журавлев, П.В. Эффективность внедрения наплавки режущего инструмента быстрорежущей сталью. Прогрессивные технологические процессы изготовления режущего инструмента / П.В. Журавлев, B.C. Ильин // Материалы семинара МДНТП. М. - 1998. - С. 79 - 83.

45. Зеленцов, Н.Ф. Комбинированная упрочняющая обработка инструментов из быстрорежущей стали / Н.Ф. Зеленцев // Станки и инструменты. - 2005. - № 1. — С. 25-27.

46. Зубков, Н.С. Изготовление наплавленного металлорежущего инструмента / Н.С. Зубков, В.А. Тютяев, E.H. Зубкова. - Тверь: Изд-во ТГТУ, 1998. - 124 с.

47. Зубкова, E.H. Изготовление металлорежущего инструмента методом наплавки / E.H. Зубкова // Сварочное производство. - 2002. - №7. - С. 33-35.

48. Зубкова, E.H. Наплавленная инструментальная штамповал сталь повышенной износостойкости / E.H. Зубкова, Д.В. Булкин, A.A. Золотов // Вестник Тверского государственного технического университета. - 2004. - Вып. 5.

49. Изготовление, восстановление и упрочнение металлорежущего инструмента: Сборник научных трудов. - Тверь: ТГТУ, 1997.

50. Ковалев, О.Б. Моделирование формы свободной поверхности при лазерной резке металлов. 1. Влияние поляризации Гауссова пучка на форму образующейся поверхности / О.Б. Ковалев, A.B. Зайцев // Прикладная механика и техническая физика. - 2004. - Т. 45. - №6. - С. 169-177.

51. Коваленко, B.C. Технология лазерной обработки / B.C. Коваленко, А.Х Каримов. - Казань, Казан.гос.техн.ун-т, 1999. - 126 с.

52. Коваленко, B.C. Упрочнение и легирование деталей машин лучом лазера / В. С. Коваленко, JI. Ф. Головко, В. С. Черненко. - Киев : Тэхника, 1990 . - 192 с.

53. Ковка и штамповка: Справочник. В 4-х т. Т.4 Листовая штамповка / Под ред. А.Д. Матвеева; Ред. совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. - М.: Машиностроение, 1985-1987-544 с.

54. Кортес, А.Р. Сварка, резка, пайка металлов / А.Р. Кортес. - М. : Изд-во Аделант, 2007. - 192 с.

55. Крашенинников, В.В. Исследование технологической возможности изготовления режущего инструмента методом лазерной наплавки / В.В. Крашенинников, A.M. Оришин, А.О. Токарев, B.C. Демин // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1998. - №6. - С. 5-8.

56. Кремнев, Л.С. Особенности превращений, структуры и свойств молибденовых быстрорежущих сталей / Л.С. Кремнев, А.К. Онегина, Л.А. Виноградова // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2009. — №12.-С. 13-19.

57. Кремнев, JI.C. Особенности состава, структуры и свойств быстрорежущих сталей для металлорежущего инструмента с ионно-плазменными покрытиями на основе нитрида титана / JI.C. Кремнев, JI.A. Виноградова, А.К. Онегина, И.Ю. Сапронов // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2012. — №1(679).-С. 4-9.

58. Кремнев, JI.C. Теория легирования и создание на ее основе теплостойких инструментальных сталей и сплавов оптимального состава / JI.C. Кремнев // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2008. - № 11.- С.18-28.

59. Криштал, М.М. Сканирующая электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ в примерах практического применения / М.М. Криштал, И.С. Ясников, В.И. Полунин, A.M. Филатов, А.Г. Ульяненков. -М : Техносфера, 2009. - 208 с.

60. Лаборатория металлографии: Учеб. пособие для металлургич. вузов и фак. / Е. В. Панченко, Ю. А. Скаков, Б. И. Кример и др. ; Под ред. Б. Г. Лившица. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Металлургия, 1965. - 439 с.

61. Лаврентьев, А.Ю. Разработка технологии наплавки металлорежущего инструмента повышенной производительности с применением упрочнения наплавленного металла поверхностным пластическим деформированием: дис. ... канд. техн. наук: 05.03.06 / Алексей Юрьевич Лаврентьев. - Тверь., 2000. - 193 с.

62. Лазерные технологии обработки материалов: современные проблемы фундаментальных исследований и прикладных разработок. Под ред. В.Я. Панченко. - М.: Физматлит, 2009. - 664 с.

63. Лисовский, А.Л. Лазерное упрочнение штампового инструмента / А.Л. Лисовский, И.В. Плетенев // Вестник Белорусско-Российского университета. -2008. - №3 (20). - С.90-99.

64. Новиков, В.В. Модификация и упрочнение трущихся поверхностей лазерной обработкой / В.В. Новиков, В.Н. Латышев. - ИвГУ, 2000. - 119 с.

65. Новиков, И.И. Теория термической обработки металлов: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. / И.И. Новиков. - М. : Металлургия, 1986. - 480 с.

66. Павеле, JI.A. Влияние энергетических и газогидродинамических параметров лазерной резки на формирование реза / JI.A. Павеле // Сварочное производство. -2005. - № 11.-С. 18-23.

67. Пат. 2059000 Российская Федерация, МПК C21D 9/22. Способ термической обработки быстрорежущей стали / Макаров A.B., Коршунов Л.Г. Опубл. 27.04.1996. 3 с.

68. Пат. 2279956 Российская Федерация, МПК В23Р 31/02, В23Р 35/32, В23Р 9/04, C21D 9/50. Способ изготовления штампа / Зубкова E.H., Зубков Н.С., Золотов A.A., Булкин Д.В. Опубл. 20.07.06, Бюл №20. 8с.

69. Пат. 2342445 Российская Федерация, МПК C21D 1/09, C21D 9/22. Способ упрочнения разделительного штампа / Зубкова E.H., Елицкий М.Н., Зубков Н.С., Водопьянова В.П., Булавкин C.B. Опубл. 27.12.08, Бюл №36. 5с.

70. Пат. 2347822 Российская Федерация, МПК C21D 1/09, C21D 9/22. Способ упрочнения разделительного штампа / Зубкова E.H., Барабонов A.A.., Зубков Н.С., Водопьянова В.П., Булавкин C.B. Опубл. 27.02.09, Бюл №6. 6с.

71. Пат. 2354718 Российская Федерация, МПК C21D 9/22, C21D 6/04. Способ упрочнения инструмента из быстрорежущей стали / Галиахметов Т.Ш., Фадеев В .В., Кургузов С.А. Опубл. 10.05.09, Бюл №13. 4с.

72. Пат. 2361712 Российская Федерация, МПК В23Р 15/00. Способ изготовления разделительного штампа / Зубков Н.С., Водопьянова В.П., Разумов М.С., Барабонова И.А. Опубл. 20.07.08, Бюл №20. 5с.:

73. Пат. 2367555 Российская Федерация, МПК В23Р 15/30. Способ изготовления рабочих частей отрезного резца / Разумов М.С., Зубков Н.С., Елицкий М.Н., Афанасьева Л.Е. Опубл. 20.09.09, Бюл №26. 5с.

74. Переплетчиков, Е.Ф. Плазменно-порошковая наплавка режущего инструмента / Е.Ф. Переплетчиков, И.Я. Рябев // Сварочное производство. - 2008. -№11. - С.28-31.

75. Петрова, Л.Г. Применение методологии управления структурообразованием для разработки упрочняющих технологий / Л.Г. Петрова, О.В. Чудина // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2010. - №5. - С. 19-21.

76. Попов, E.B. Технология и автоматизация листовой штамповки / Е.В. Попов, В.Г. Ковалев, И.И. Шубин. - М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2003. - 480 с.

77. Прэтт, У. Цифровая обработка изображений. Пер. с англ. В двух книгах / У. Прэтт. - М.: Мир, 1982.

78. Разумов, М.С. Влияние поверхностного пластического деформирования на микротвердость наплавленного металла в зоне лазерного влияния / М.С. Разумов, Н.С. Зубков, Л.Е.Афанасьева // Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки: сб. мат. X межд. науч.-практ. конф. - СПб. - 2008. -4.1.-С. 329-334.

79. Разумов, М.С. Применение газолазерной резки при формировании рабочих поверхностей пуансонов и матриц штампов для координатно-револьверного пресса / М.С. Разумов, Л.Е. Афанасьева, Н.С. Зубков, И.А. Яковлев // Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях: сб. мат. IX межд. пром. конф. - Киев. - 2009. - С. 369371.

80. Разумов, М.С. Разработка высокоэффективной ресурсосберегающей технологии упрочнения наплавленных режущих кромок / М.С. Разумов // Наука и инновации в технических университетах: материалы III всероссийского форума студентов, аспирантов и молодых ученых. - СПб. - 2009. - С. 100-101.

81. Разумов, М.С. Разработка ресурсосберегающей технологии упрочнения наплавленной быстрорежущей стали на режущих кромках вырубных штампов: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.01 / Михаил Сергеевич Разумов. - Тверь, 2010. -141 с.

82. Рыкалин, H.H. Лазерная обработка материалов / H.H. Рыкалин, A.A. Углов, А.Н. Кокора. - М.: Машиностроение, 1975. - 296 с.

83. Рыкалин, H.H. Расчеты тепловых процессов при сварке / H.H. Рыкалин. -М.: Машгиз, 1951. - 296 с.

84. Салтыков, С.А. Стереометрическая металлография / С.А. Салтыков. - М. : Металлургия, 1976. - 270 с.

85. Смольников, Е.А. Обработка холодом режущего инструмента / Е.А. Смольников, Г.А. Коссович // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1980. -№ 10.-С. 5-7.

86. Сойфер, В. А. Компьютерная обработка изображений. Часть 1. Математические модели. СОЖ / В.А. Сойфер. - Самарский государственный аэрокосмический университет, 1996. - №2. - С. 118-124.

87. Солоненко, В.Г. Криогенная обработка режущих инструментов / В.Г. Солоненко // Технология металлов. - 2009. - №4. - С. 7-14.

88. Солоненко, В.Г. Современные методы повышения работоспособности режущих инструментов / В.Г. Солоненко // Технология металлов. - 2009. - № 1. -С. 17-23.

89. Сталь на рубеже столетий / Под научной редакцией Ю.С. Карабасова. -М. : МИСИС, 2001.-664 с.

90. Тарасов, А.Н. Лазерная обработка порошковых быстрорежущих сталей с предварительной лазерной закалкой и химико-термической обработкой / А.Н. Тарасов // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2000. - №2. - С. 28-34.

91. Терегулов, Н.Г. Качество обрабатываемой поверхности при лазерной резке и его контроль / Н.Г. Терегулов, Б.К. Соколов, B.C. Матвеева // Дефектоскопия. -2007. - №2. - С.62-72.

92. Чаус, A.C. Влияние ванадия, титана и ниобия на формирование структуры литой вольфрамомолибденовой быстрорежущей стали / A.C. Чаус, И.В. Латышев // Физика металлов и металловедение. - 1999. - №5. - С.50-57.

93. Чаус, A.C. Особенности микроструктуры W-Мо-быстрорежущей стали, модифицированной диборидом титана / A.C. Чаус, Ф.И. Рудницкий, М.О. Богачик., Г.Ю. Урадник // Металловедение и термическая обработка металлов. -2010. -№12. - С.3-8.

94. Чаус, A.C. Структура и свойства литой цементуемой быстрорежущей стали, легированной Ti, Nb и V / A.C. Чаус, И.В. Мургаш, И.В. Латышев // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2001. - №6. - С.8-11.

95. Чернявский, К.С. Стереология в металловедении / К.С. Чернявский. - М.: Металлургия, 1977. - 280 с.

96. Швец, В.В. Механические свойства литых теплостойких сталей, полученных расплавлением порошковой проволоки дугой косвенного действия / В.В. Швец, А.В. Беляков // Литейное производство. - 1998. - № 8. - С. 18-22.

97. Шнейдер, Е.А. Биметаллический наплавленный режущий инструмент: монография / Е.А. Шнейдер. - Омск: ПЦ КАН, 2009. - 190 с.

98. Шнейдер, Е.А. Влияние режима термообработки на морфологию структурных составляющих наплавленной быстрорежущей стали / Е.А. Шнейдер // Сварочное производство. - 2009. - №11.- С. 28-31.

99. Шнейдер, Е.А. Восстановление изношенного режущего инструмента из быстрорежущих сталей методом наплавки / Е.А. Шнейдер // Сварочное производство. - 2009. - №2. - С. 31-32.

100. Шнейдер, Е.А. Оптимизация технологического процесса изготовления наплавленного биметаллического режущего инструмента / Е.А. Шнейдер // Станки и инструмент. - 2009. - №6. - С. 24-26.

101. Шнейдер, Е.А. Технологические и структурные особенности наплавленной быстрорежущей стали / Е.А. Шнейдер, Д.Г. Созонтов // Станки и инструмент. -1991.-№3.-С. 35-37.

102. Югов, В.И. Лазерное термоупрочнение - высокоэффективная технология ресурсосбережения / В.И. Югов // Лазер-Информ. - 2008. - № 23 (398). - С. 1-8.

103. Юлмаз, А. Микроструктурный анализ новой литой быстрорежущей стали, легированной ниобием / А. Юлмаз // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2012. - №7. - С.28-32.

104. Dasa, D. Correlation of microstructure with wear behavior of deep cryogenically treated AISID2 steel / D. Dasa, A.K. Duttab, K.K. Rayc // Wear. -2009. - V. 267. - P. 1371-1380.

105. Dasa, D. Influence of temperature of sub-zero treatments on the wear behaviour of die steel / D. Dasa, K.K. Rayb, A.K. Dutta // Wear. - 2009. - V. 267. - P. 13611370.

106. Dowden, J. The Theory of Laser Materials Processing./ J. Dowden. Springer, Canopus Acad. Publ. Ltd, 2009. - 387 p.

107. Ermolaev, G.V. Mathematical modelling of striation formation in oxygen laser cutting of mild steel / G.V. Ermolaev, O.B. Kovalev, A.M. Orishich, V.M. Fomin // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2006. - V. 39. - P. 4236-4244.

108. Ermolaev, G.V. Simulation of surface profile formation in oxygen laser cutting of mild steel due to combustion cycles / G.V. Ermolaev, O.B. Kovalev // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2009. - V. 42 (18). - P. 4236-4244.

109. Gross, M.S. Determination of the lower complexity limit for laser cut quality modelling /M.S. Gross, I. Black, W.H. Muller // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering/ - 2004. - V. 12 (6). - P. 1237-1249.

110. Hoshi, Y. Pulse striations in glow discharge generated by a laser ablation plume / Y. Hoshi, H. Yoshida, Y. Tsutsui // Journal of Applied Physics. - 2002. - V. 92 (10). -P. 5668-5672.

111. Karatas, C. Laser cutting of steel sheets: Influence of workpiece thickness and beam waist position on kerf size and stria formation / C. Karatas, O. Keles, I. Uslan, Y. Usta // Journal of Materials Processing Technology. - 2006. - V. 172 (1). - P. 22-29.

112. Kobasko, N. Deep cold treatment of steel parts and tools / N. Kobasko // Proceedings of the 3rd Int. Conf. on Heat transfer, thermal engineering and environment, Corfu, Greece, August 20-22. - 2005. - P. 435-438.

113. Kovalev, O.B. Modeling of flow separation of assist gas as applied to laser cutting of thick sheet metal / O.B. Kovalev, P.V. Yudin, A.V. Zaitsev // Applied Mathematical Modelling. - 2009. - V. 33 (9). - P. 3730-3745.

114. Li, L. Striation-free Laser Cutting of Mild Steel Sheets / L. Li, M, Sobih, P.L. Crouse // CIRP Annals - Manufacturing Technology. - 2007. - V.56 (1). - P. 193-196.

115. Mohan Lai, D. Cryogenic treatment to augment wear resistance of tool and die steels / D. Mohan Lai, S. Renganarayanan, A. Kalanidhi // Cryogenics. - 2001. -V.41. -P.149-155.

116. Molinari, A. Effect of deep cryogenic treatment on the mechanical properties of tool steels / A. Molinari, M. Pellizzari, S. Gialanella, G. Straffelini, K.H. Stiasny // Journal of Materials Processing Technology. - 2001. - V.l 18. - P.350-355.

117. Niziev,V.G. Influence of beam polarization on laser cutting efficiency / V.G. Niziev, A.V. Nesterov //J. Phys.D:Applied Physics. - 1999. - V. 32. - P. 1455-1461.

118. Rajaram, N. CO2 laser cut quality of 4130 steel / N. Rajaram, J. Sheikh-Ahmad, S.H. Cheraghi // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2003. - V. 43 (4).-P. 351-358.

119. Russ, J.C. Practical Stereology / J.C. Russ. - New York : Plenum Press, 1999. -307 p.

120. Scheel, H.J. Theoretical and technological solutions of the striationproblem // Journal of Crystal Growth. - 2006. - V. 287 (2). - P. 214-223.

121. Schulz, W. Heat conduction losses in laser cutting of metals / W Schulz, D. Beckert, J. Fanke, R. Kemmerling and G. Herziger // J. Phys. D: Appl. Phys. - 1993. -V. 26.-P. 1357-1363.

122. Sobih, M. Elimination of striation in laser cutting of mild steel / M. Sobih, P.L. Crouse, L. Li // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2007. - V. 40 (22). - P. 69086916.

123. Sobih, M. Striation-free fibre laser cutting of mild steel sheets / M. Sobih, P.L. Crouse, L. Li // Applied Physics A: Materials Science and Processing. - 2008. - V. 90 (l).-P. 171-174.

124. Tani, G. Quality factors assessed by analytical modelling in laser cutting / G. Tani, L. Tomesani, G. Campana, A. Fortunato // Thin Solid Films. - 2004. - V. 453-454.-P. 486-491.

125. Tsay, L.W. T he u se of laser surface-annealed treatment tor etard fatigue c rack growth of austenitic stainless steel / L.W. Tsay, Y.C. Liu, D.-Y. Lin, M.C. Young // Materials Science and Engineering. - 2004. - V. 384 (1-2). - P. 177-183.

126. Vicanek, M. Hydrodynamical instability of melt flow in laser cutting / M. Vicanek, G. Simon, H.M. Urbassek, I. Decker // J. Phys.D:Appl. Phys. - 1987. - V. 20. -P. 140-145.

127. Wee, L.M. An analytical model for striation formation in laser cutting / L.M. Wee, L. Li // Applied Surface Science. - 2005. - V. 247 (1-4). - P. 277-284.

128. Yudin, P. O. Visualization of events inside kerfs during laser cutting of fusible metal / P. Yudin, O. Kovalev // Journal of Laser Applications. - 2009. - V. 21 (1). - P. 39-45.

ЛЯ- (Ц".> . чч -л"*»

' 4й|*г. >г ,.»**•* г»Я»/«-/ л »1»|

>1», леи*»»» .

Я** й--' *•

<■*V .-л »у'.-» ' '

V -Г.."-•!><*■•«> Т> I Г'-»< "И

«УПШРЖДЛКЪ 1'лаемый коиаруктор, ¿схничсскиП директор

^генкого тодраъчеленто ^стр/шсрииЕх гехнолотй» мшррит.п., профессор •жУ_В.И. Юга»

А К Г

о кксирсмш* резудъгагов кандидатской диссертационной работа БарабшовоЙ Ишш Ллсксашровии

НасгохшШ акг гоегшшм о том, чю рсуулыигы доиашешшй Бнришновой Иттгюй Ллскшмрошой на кафедре «Технология металлоп и ттериатотиухеше» ФГ1ЮУ ШЮ рекой I осу ларе п«?шшй дехшшескшЪ ушшсрсигар»

дисссртшцюциой работы, а именно, попах технология упрочнения наплаплентах бысгрорежугцей содыо режущих кромок раздешиедшнык шшшов коордашпно-револьпериих прессов с применением газгстагсрипП рент, криогенной обработки И лазерного отпуска, внелрён е оОосиблсниом дадривделении предприятия ООО «Цешр жифных. технологий» в г. Владимир.

Разработанная технология щготовлшюг и упрочнения мшмши» шяюшет зкачшеаьно, до 90% зкуномшь расход бистрорсасушей стали за счет пашапш» а также исключает операции галифопапи* рабочих попгрхчостей штампа.

Ииедреттое яояой кхиашпш уирсишсжш ишвшило попыеитг. 'жаиуашционлую стоЙкоа ь разделительных гпташтоп кпордтпгаттто-реиояькерных прессов в 1,?. ра».

Ияуенер-техноаог

Н.С. Шишкин

«УТВЕРЖДАЮ»

:й директор ^юомеуаликш»

m

\щ В,В, Дьяков

открытое акционерное общество «ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА» {ОАО «ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА»)

*72336. iMpùUMC&rРжм.3иашв*к1.2

Ш tm&i 2-0ЯМ. ««*C Hâ232} 2-A3-3Î

'êpé^LJOÎA r,

е-тл-fe ivw.v

инн «r-wo-^ott с<пс ofôcsw /

АКТ

о кнелрешш результатои кандидатской ди cccpiaimoraio» рабегш ВарабоповоП Инны Алсхсандротши

Настоящий акт ихпввлен о том, <гго результаты выполненной Варабоиовой Инной Длсксанлршшой на кафедре «Технология металлов н материшюисяснас» ФГКОУ ВНО «Тверской государственный технический университет» кандидатской диссертационной работы, а именно нова* технология упрочнения ндатлааташых бысгрорежушсй спиью режуших кромок разделитединых штампов коордшш-н^реьодьверпих прессой с применением nntviîuepiioîi резш гак разделительной н упрочплющей обработки, криогенной обрабочш! и лазерного отпуска используются m ОАО «Элеюромехйника» при пршясгиршания и изготовлении шгампов.

На данный момент период использования предложения достиг 4-х месяаеп. Экономический эффект доспимся м счет повышенна в 1,6 раза экснлуатационяоП стойкосiи шт&мш.

Заместитель генерального директора по производству

УЛШОЬРНЛУКИ ИХ*СИИ

Федералыг&е гасударстастшое бюджстасс образогдаа^чоз >чреж,|снис висшсго арэфссеаздшшшш обршотнии «Тверской государствеишлй технический уииисрсшсо» (ТвГГУ)

з учебный процесс

Настоящим подтверждается использование в учетном процессе результатов диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук, выполненной БарабоиовоН Ниной Алекса»,чрошшй но 1сме: «Повышение работоспособности быстрорежущей стали методами лазерной и кришенной обрабо1Кш>,

Результаш диссертационной работы внедрены в курс лекций по дисциплинам «Материалопсдснис» и «Тсхиалотя конструкционных металлов» в основных профессиональных обрагюшггельных пршрамиах технических направлений подготовки йакалацрои и еиециальноасй (130400.65; 140100.62; 151000.62; 151900.62; 190100,62; 190109.65; 190600.62).

В учебпо-методических комплексах вышеперечисленных основных образовательных программ содержание диссертационной работы раскрывайся в моду шг* .диспиплик «Тершгческляг обработка материапон», «Способы поверхностного упрочнения деталей машин», «Классификация ииструментальных материалов» посредством выполнения лабораторных работ «Микроструктура быстрорежущей стали», «Лазерная закаисо быстрорежущей стали», а также выполнения практических заданий а рамках кон {рольной (расчетно-графической. курсовой) работы.

Начальник у > 1сбн о-мстоди ческого управления

КЛЛ1., ДОЦС1ГГ

Заведущий кафедрой «Технология металлов и материаловедение», д.тди профессор

''Ъ»* /Коротко» М.А./ {пс>ш(ск фшизиа)

,_/Зубков Н.С./

(подпив фамилия)