Application of chemography for evaluating the workability of hard alloy cutting plates

Abstract: An approach to assessing the performance of carbide cutting inserts based on fixing changes in the defectiveness of its structure is proposed. The assessment is based on the phenomenon of activation of inhomogeneous chemical processes at extremely low concentrations of substances that occur in places of excessive surface activity in the structure of the material. The effect is determined by the initial imperfection of the structure of the surface layer of the material and the increase in the defectiveness of the carbide material under the influence of thermobaric loading during the operation of the tool. It is proposed to use the black index of the chemographic image of the studied object as a criterion for the array of structural defects, the value of which indicates the level of structural violations and internal defects in the material

Application of chemography for evaluating the workability of hard alloy cutting plates

Abstract. An approach to assessing the performance of carbide cutting inserts based on fixing changes in the defectiveness of its structure is proposed. The assessment is based on the phenomenon of activation of inhomogeneous chemical processes at extremely low concentrations of substances that occur in places of excessive surface activity in the structure of the material. The effect is determined by the initial imperfection of the structure of the surface layer of the material and the increase in the defectiveness of the carbide material under the influence of thermobaric loading during the operation of the tool. It is proposed to use the black index of the chemographic image of the studied object as a criterion for the array of structural defects, the value of which indicates the level of structural violations and internal defects in the material.Abstract: An approach to assessing the performance of carbide cutting inserts based on fixing changes in the defectiveness of its structure is proposed. The assessment is based on the phenomenon of activation of inhomogeneous chemical processes at extremely low concentrations of substances that occur in places of excessive surface activity in the structure of the material. The effect is determined by the initial imperfection of the structure of the surface layer of the material and the increase in the defectiveness of the carbide material under the influence of thermobaric loading during the operation of the tool. It is proposed to use the black index of the chemographic image of the studied object as a criterion for the array of structural defects, the value of which indicates the level of structural violations and internal defects in the material

Оцінка розвитку ушкоджень і часу настання відмови різальних пластин із твердих сплавів і надтвердих композитів методами хемографіі

The results of theoretical and experimental studies aimed at identifying hidden defects in the structure of hard alloys and superhard composites used in the manufacture of cutting tools in order to control and predict gradual and sudden failures of cutting inserts.Damage control of cutting inserts is carried out by microscopic analysis. Deeper damage to the structure can be detected using the method of chemographic imaging. The proposed method is based on obtaining photographs of the oxidative reactions of materials of ultra-low concentrations occurring on the surface of solids under thermobaric loading.Before the moment of a sharp release of the energy of destruction, chemical processes of ultra-low concentrations are activated. Chemography allows to fix the zones where the incipient microcracks and microdefects are ready to actively develop, which can lead to the onset of macrodamage and failure to work.The chemographic image of the plate obtained as a result of the study is compared with the reference sample, as a result of which it is possible to assess the initial defect state of the material and predict the further period of the plate’s operation.The criterion for the existing defects and imperfections in the structure is the change in the blackness index of the chemographic image, the minimum value of which indicates a minimum of structural defects and internal defects in the material under study.The results allow to propose a new method for controlling the surface of cutting plates, which can be easily implemented in any machine shop, which makes its application very promisingПредставлены результаты теоретико-экспериментальных исследований, направленных на установление скрытых дефектов в структуре  твердых сплавов и сверхтвердых композитов, применяемых при изготовлении режущих инструментов с целью контроля и прогнозирования постепенных и внезапных отказов режущих пластин.Контроль повреждений режущих пластин осуществляется путем микроскопического анализа. Выявление более глубоких повреждений структуры может быть осуществлено с помощью метода хемографической сьемки. Предложенный метод основан на получении фотоснимков окислительных реакций материалов сверхмалых концентраций, протекающих на поверхности твердых тел при термобарическом нагружении.Перед наступлением момента резкого высвобождения энергии разрушения, активизируются  химические процессы сверхмалых концентраций. Хемография позволяет фиксировать зоны, где зародившиеся микротрещины и микродефекты готовы активно развиваться, что может привести к  наступлению макроповреждения и отказав в работе.Полученные в результате исследования хемографические изображение пластины сравниваются с эталонным образцом, в результате чего можно дать оценку начальному дефектному состоянию материала и спрогнозировать дальнейший период эксплуатации пластины.Критерием имеющихся дефектов и несовершенств структуры, является изменение индекса черноты хемографического изображения, минимальное значение которого свидетельствует о минимуме структурных нарушений и внутренних дефектов в исследуемом материале.Полученные результаты позволяют предложить новый метод контроля поверхности режущих пластин, который может быть легко реализован в любом механическом цеху, что делает его применение весьма перспективным.Представлені результати теоретико-експериментальних досліджень, основаних на діагностиці структурних дефектів твердих сплавів та надтвердих композитів, які використовуються при виготовленні ріжучих інструментів, з метою контролю та прогнозування поступових та раптових відмов ріжучих пластин.Контроль поверхні ріжучої пластини здійснюється, як правило, за допомогою мікроскопічного аналізу. Виявлення більш глибоких пошкоджених структур може бути виконано за допомогою методу хемографічної зйомки. Запропонований метод заснований на отриманні фотознімків окислювальних реакцій матеріалів надмалих концентрацій, що протікають на поверхні твердого тіла при термобаричному навантаженні.Хемографія дозволяє фіксувати зони, де мікротріщини та мікродефекти, що зароджуються, готові активно розвиватися, що неодмінно призводить у майбутньому до макропошкодження та відмови в роботі.Отримані в результаті дослідження хемографічні зображення пластини порівнюються з еталонним зображенням, що дає можливість дати оцінку початковому дефектному стану матеріалу та спрогнозувати подальший період експлуатації пластин.Критерієм наявних дефектів та недосконалостей структур є зміна індексів чорноти хемографічного зображення, мінімальне значення якого свідчить про мінімум структурних порушень та внутрішніх дефектів у досліджуваних матеріалах.Отримані результати дозволяють запропонувати новий оригінальний метод контролю поверхні ріжучих пластин, який може бути легко реалізований у будь-якому механічному цеху, що робить його застосування цілком перспективни

Estimation of Damage Development and the TIME of Failure of Cutting Inserts Made of Hard Alloys and Superhard Composites by Chemography Methods

The results of theoretical and experimental studies aimed at identifying hidden defects in the structure of hard alloys and superhard composites used in the manufacture of cutting tools in order to control and predict gradual and sudden failures of cutting inserts.Damage control of cutting inserts is carried out by microscopic analysis. Deeper damage to the structure can be detected using the method of chemographic imaging. The proposed method is based on obtaining photographs of the oxidative reactions of materials of ultra-low concentrations occurring on the surface of solids under thermobaric loading.Before the moment of a sharp release of the energy of destruction, chemical processes of ultra-low concentrations are activated. Chemography allows to fix the zones where the incipient microcracks and microdefects are ready to actively develop, which can lead to the onset of macrodamage and failure to work.The chemographic image of the plate obtained as a result of the study is compared with the reference sample, as a result of which it is possible to assess the initial defect state of the material and predict the further period of the plate's operation.The criterion for the existing defects and imperfections in the structure is the change in the blackness index of the chemographic image, the minimum value of which indicates a minimum of structural defects and internal defects in the material under study.The results allow to propose a new method for controlling the surface of cutting plates, which can be easily implemented in any machine shop, which makes its application very promisin