Обработка закаленных сталей

Знания для обработки закаленных сталей

Знание влияния операции обработки, параметров резания и состояния инструмента на целостность поверхности твердых металлических сплавов имеет первостепенное значение для производительности готовой детали. В дополнение к геометрическим неровностям (текстуре поверхности и допускам) необходимо оценивать и контролировать изменения в поверхностных и подповерхностных слоях обрабатываемой детали.

Выделяются следующие аспекты:

Чистота поверхности

Чистота поверхности, сравнимая со шлифованием, разумно достижима при обработке закаленных сталей. В дополнение к факторам, которые традиционно влияют на шероховатость поверхности, т.е. скорость подачи и радиус наконечника инструмента, особое внимание следует уделять износу режущей кромки при жесткой обработке, поскольку наблюдается ускоренный износ, особенно при неправильном выборе марки инструмента, что ухудшает чистоту поверхности детали. В конкретном случае фрезерования использование твердосплавных фрез обеспечивает лучшую шероховатость поверхности по сравнению с индексируемыми пластинами. Обработка закаленных сталей при резке никелевых сплавов получаются более низкие значения шероховатости поверхности. Подготовка кромок, по-видимому, существенно влияет на текстуру поверхности никелевых сплавов, наилучшие результаты достигаются при использовании заточенной кромки.

Отклонения в размерах и геометрии

Что касается отклонений в размерах и геометрии, то конструкция станка и жесткость имеют решающее значение для достижения жестких допусков. Диапазон допусков, близкий к тому, который обеспечивается шлифованием, иногда достигается при точении труднообрабатываемых материалов, тем не менее он вряд ли достигается при операциях фрезерования.

Пластическая деформация

Пластическая деформация, нетвердый мартенсит (белый слой) и перегретый мартенсит (темный слой) — это изменения микроструктуры, наиболее часто наблюдаемые после обработки закаленных сталей резанием путем сдвига и шлифования. Возникновение пластической деформации и белого слоя тесно связано с подготовкой режущей кромки и износом инструмента и, как правило, более интенсивно, когда используются инструменты с большим радиусом заточки или сильно изношенные инструменты. Трещины, восстановленный слой и зона термического воздействия — это изменения микроструктуры, часто наблюдаемые после электроэрозионной обработки закаленных сталей.

Обработка закаленных сталей и метод измерения

Обработка закаленных сталей на профиль микротвердости по глубине под обрабатываемой поверхностью в некоторой степени влияет метод измерения (геометрия индентора и приложенная нагрузка). Наличие оборудования, позволяющего использовать нагрузки в диапазоне миллиньютонов (измерение нанотвердости), позволило более точно оценить профиль твердости. Поведение твердости, обычно наблюдаемое в закаленных сталях, состоит из пикового значения на поверхности (предполагающего наличие нетвердого слоя мартенсита), за которым следует резкое снижение до значений, ниже объемной твердости (слой мартенсита с повышенной температурой), прежде чем вернуться к исходному значению твердости.

Механических и тепловых воздействий

Обработка закаленных сталей и результирующее остаточное напряжение обрабатываемого компонента зависит от сочетания механических (пластическая деформация) и тепловых воздействий (изменения микроструктуры), которые происходят во время обработки. Что касается эксплуатации, то грубое шлифование и электроэрозионная обработка, как правило, создают остаточные напряжения при растяжении на деталях из закаленной стали, в то время как токарная обработка, фрезерование, мягкое шлифование и высокоскоростная обработка обычно вызывают сжимающие напряжения.

Режущие инструменты, обладающие заточенной кромкой, как правило, вызывают сжимающие напряжения; однако влияние параметров резания и износа инструмента не является согласованным. В целом увеличение скорости резания приводит к растягивающим напряжениям, в то время как увеличение скорости подачи способствует возникновению сжимающих напряжений, а влияние глубины резания считается незначительным.

Сопротивление усталости

Сопротивление усталости обработанного компонента зависит как от отделки поверхности, так и от остаточных напряжений, вызванных операцией: чем лучше отделка поверхности и чем больше остаточное напряжение при сжатии, тем дольше срок службы при усталости. Обработка закаленных сталей и радиус выступа инструмента, по-видимому, является основным параметром, влияющим на усталостную долговечность, и, что интересно, наилучшие результаты достигаются, когда усталостные образцы изготавливаются с использованием инструментов с малым радиусом выступа.

Обработка закаленных сталей

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Пролистать наверх