By means of chemicothermal treatment of WC3 grade wood-working tool when cutting laminated wood chip plate materials the enhancement of tools wear-resistance by 20 % was obtained. The surface layer with high contents of carbon and sulfur was formed by chemicothermal treatment.Промышленные испытания модифицированного сульфацианированием инструмента из сплава ВК3 показали повышение периода его стойкости (20 %) при фрезеровании ламинированных древесностружечных плит. При сульфацианировании на поверхности сплава формируется слой, обогащенный серой и углеродом

Гришкевич, А. А.

Кулешов, А. К.

Русальский, Д. П.

Углов, В. В.

Чаевский, В. В.

Electronic archive of the Ural State Forest Engineering University

   288Отсюда искомая высота профиля фрезы 229,62104,113563,1251 h  мм. По формуле  (1)   высота профиля фрезы  171,62086,5498,0498,0 25,025,01  дhh  мм. Относительная погрешность при определении высоты профиля по эмпирической формуле в данном случае составила 0,93 %.      В.В. Углов, А.К. Кулешов, Д.П. Русальский  БГУ, Минск, РБ В.В. Чаевский, А.А. Гришкевич  БГТУ, Минск, РБ uglov@bsu.by  ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ТВЕРДОСПЛАВНОГО  ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА  С ПОМОЩЬЮ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ (WEAR-RESISTANCE ENHANCEMENT OF HARD-ALLOY  WOOD-WORKING TOOL BY CHEMICOTHERMAL TREATMENT)  Промышленные испытания модифицированного сульфацианированием инстру-мента из сплава ВК3 показали повышение периода его стойкости (20 %) при фрезеро-вании ламинированных древесностружечных  плит. При сульфацианировании на по-верхности сплава формируется слой, обогащенный серой и углеродом. By means of chemicothermal treatment of WC3 grade wood-working tool when cutting laminated wood chip plate materials  the enhancement of tools wear-resistance by 20 % was obtained. The surface layer with high contents of carbon and sulfur was formed by chemi-cothermal treatment.  В настоящее время в Республике Беларусь из-за расширения ассортимента обра-батываемых материалов на основе древесины (слоистые ламинаты, ДСтП, ЦСП), ин-тенсификации работы серийного оборудования назрела необходимость в разработке недорогих эффективных технологий, направленных на увеличение стойкости и долго-вечности твердосплавного деревообрабатывающего инструмента. Современные исследования [1-3] показали, что химические механизмы износа при деревообработке, такие как коррозия и окисление, играют значительную роль в разрушении режущей кромки твердосплавного инструмента. По мере роста температу-ры в режущем контакте инструмента продукты дерева разлагаются во множество хи-мических соединений (до 213). Машинная обработка средней плотности ДВП и ДСП, ламината производит дополнительно к соединениям распада древесины формальдегид, восковые и клеевые наполнители. Формирующиеся при резании химически активные продукты распада взаимодействуют с кобальтом, инициируя процесс выкрашивания зерен карбидов сплава, происходят окислительные процессы в зернах карбидов и ко-бальтовой связке. В результате режущая кромка быстро теряет свою остроту и режу-щую способность.  Электронный архив УГЛТУ   289Для снижения износа, инициируемого химическим взаимодействием, в данной работе исследовалось влияние химико-термической обработки на свойства твердо-сплавного деревообрабатывающего инструмента с целью формирования поверхност-ных слоев, обладающих высокими антифрикционными свойствами и содержащих ад-сорбционно активные к фазовым составляющим сплава атомы. Объектами исследова-ния в данной работе являлись образцы режущих пластин из твердого сплава Т15К6 и  из твердого сплава марки «FABA» (Германия), имеющего отечественный аналог типа ВК3, фрезерного инструмента, подвергшиеся химико-термической обработке (ХТО) в порошке тиомочевины (сульфацианирование) (NH2-CS-NH2) в течение 6 часов при по-стоянной температуре. Образцы твердого сплава Т15К6 после воздействия ХТО были исследованы с помощью сканирующей электронной микроскопии. На рис. 1 и 2 представлены фото-графии поверхности и интенсивность характеристического рентгеновского излучения элементов при сканировании по поверхности образца сплава Т15К6 без обработки и после ХТО соответственно.    а) б) Рис. 1. СЭМ-фотографии микроструктуры поверхности образца сплава  без обработки (а), после ХТО (б)      Рис. 2. Интенсивность характеристического рентгеновского излучения  элементов (W, S, Ti, Co) с поверхности сплава Т15К6 после ХТО  при сканировании вдоль линии (изображена на вставке)  Электронный архив УГЛТУ   290Микроструктура поверхности сплава (рис. 1, 2) представляет собой смесь частиц карбидов вольфрама (ограненные светлые включения) и титана (серые включения), которые скреплены распределенной по границам карбидов кобальтовой связкой (темно-серые изломанные линии и включения). Изменение вида картины СЭМ (рис. 1) после ХТО означает формирование на поверхности пленки из более легких элементов, чем элементы, из которых состоит исходный сплав. Кроме того, как видно из результатов рентгеновского энергодисперсионного анализа, представленного на рис. 2, на поверхностни образца присутствует сера. Количественный анализ этих данных (с использованиенм эталонов) показал значение в 3-4 атомные доли усредненной концентрации серы для слоя 3-4 мкм. Толщина слоя соответствует количественной оценке средней глубины проникновения электронов в сплав. В состав тиомочевины помимо серы также входят азот и углерод. При нагреве и разложении тиомочевины эти элементы также могут проникать в обрабатываемый материал по границам карбидных зерен и порам при воздействии ХТО. Однако ввиду того, что линия характеристического излучения азота совпадают с титаном, а углерод присутствует в твердом сплаве изначально, выделить эти внедренные при ХТО элементы не представилось возможным. Для иследования распределения элементов в сплаве по глубине в результате воздействия ХТО были сделаны поперечные шлифы образцов сплава и проведены исследования распределения интенсивности характеристического рентгеновского излуче-ния элементов (C, O, W, S, Ti, Co) по поверхности поперечного шлифа сплава. Фотографии поперечного сечения и интенсивность характеристического рентгеновского излучения указанных элементов при сканировании по поперечному шлифу образца сплава Т15К6 после ХТО представлены на рис. 3 и 4 соответственно.    Рис. 3.  СЭМ-фотография поперечного шлифа образца сплава Т15К6 после ХТО  Из рис. 4 видно, что на поверхности образца сера распределена неравномерно. На поверхности образца наблюдается увеличенное содержание серы и углерода, т.е. в результате ХТО на поверхности образца образуется пленка с повышенным содержани-ем серы, углерода толщиной порядка 0,5 мкм. Кроме того, в глубине образца твердого сплава (1 - 2 мкм) также наблюдается неравномерное увеличенное распределение серы, превышающее фон на тех глубинах, где содержание кобальта наиболее значительно по отношению к вольфраму и титану. Это свидетельствует о проникновении серы в глубь сплава по границам карбидов, где располагается кобальт. шлиф поверхность Электронный архив УГЛТУ   291  а)      б) Рис. 4. Интенсивность характеристического рентгеновского излучения  элементов (C, O, W, S, Ti, Co) с поверхности поперечного шлифа сплава Т15К6 после ХТО при сканировании вдоль линии (изображена на вставке).  Рисунок (б) является увеличенной областью 0...2 мкм из рисунка (а)   Для установления влияния химико-термической обработки твердого сплава на его стойкость при резании деревосодержащих материалов были проведены промыш-ленные испытания модифицированных режущих пластин из сплава ВК3 на предпри-ятии ЧПУП «БЕЛДАРМЕБЕЛЬ». Испытания проводили фрезерованием древесностру-жечных двусторонне ламинированных плит толщиной 16 мм на фрезере Makita 3612C с двумя режущими ножами из сплава ВК3. Результаты испытания показали повышение эксплуатационной стойкости режущих пластин на 20 % (рис. 5).   Рис. 5. Эксплуатационная стойкость исходных и обработанных режущих пластин из сплава ВК3    Электронный архив УГЛТУ   292Выводы 1  Длительное сульфацианирование твердого сплава Т15К6 в порошке тиомоче-вины позволяет формировать на его поверхности покрытие с повышенным содержани-ем серы, углерода толщиной 0,5 мкм. Атомы серы проникают в сплав на глубину до 2 мкм, располагаясь по границам карбидных зерен сплава.  2  Промышленные испытания модифицированного сульфацианированием инст-румента с двумя режущими ножами из сплава ВК3 показали повышение периода его стойкости (20 %) при фрезеровании ламинированных древесностружечных плит тол-щиной 16 мм на станке Makita 3612C.  Библиографический список  1. Aronson R. Современные материалы в машиностроении: их особенности и об-ласть применения // Manufacturing Engineering.  V. 127.  № 3, 2002.  2. Рыжкин А.А и др. Трибохимический аспект влияния износостойких покрытий на износ при резании / Рыжкин А.А., Зотов В.В., Глоба Д.П., Висторопская Ф.А. // Вестник Донского государственного технического университет.  Т. 10.  № 6., 2010. 3. United States Patent, 6241799, Corrosion resistant cemented carbide – Junе 5, 2001.    М.А. Хвиюзов, А.Н. Галашев  С(А)ФУ, Архангельск, РФ  mik5512@yandex.ru   ПРИМЕНЕНИЕ ПИРОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ НАГРЕВА РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА КРУГЛОПИЛЬНОГО СТАНКА (THE USE OF PYROMETRIC METHOD OF HEATING CONTROL  OF THE CUTTING TOOL CIRCULAR SAW MACHINE)  Рассматриваются общие принципы и особенности применения пирометриче-ского метода при измерении температуры круглой пилы для продольной распиловки. Discusses general principles and features of application of pyrometric method for measuring the temperature of a circular saw blades for longitudinal sawing.   Во многих технологических процессах температура является контролируемым параметром, для этого используются различные температурные датчики и устройства. Известно, что тип средства и способ измерения определяются исходя из свойств объек-та измерения. Конструкция и сущность работы режущего инструмента в реальном про-цессе пиления круглопильного станка не позволяют определять нагрев контактным способом. В связи с этим предполагается логичным примение пирометрического мето-да  [1], основанного на применении инфракрасного термометра (пирометра), позво-ляющего измерять температуру поверхности удаленных и движущихся тел.  Но оказалось, что при использовании пирометра в качестве средства измерения следует учитывать две группы факторов, влияющих на результаты измерений. Первая группа факторов определяется устройством и принципом действия средства измерения. Электронный архив УГЛТУ

Wear-resistance enhancement of hard-alloy wood-working tool by chemicothermal treatment

https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/3821/1/Uglov.pdf

Wear-resistance enhancement of hard-alloy wood-working tool by chemicothermal treatment

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of the Ural State Forest Engineering University