Изобретението се отнася до машиностроенето, главно за топла и студена обработка на метал, по-специално до методи за повишаване на износоустойчивостта на режещия инструмент. Целта - увеличаване на износоустойчивостта на твърди сплави. Продуктът се третира с електромагнитно лъчение с дължина на вълната в обхвата на доза в диапазона от 1 до 1.3 10 юли септември 10 рентгена. Таблица 4.
Изобретението се отнася до машиностроенето, главно за топла и студена обработка на метал, по-специално до методи за повишаване на износоустойчивостта на режещия инструмент.
Известен метод [1] увеличаване на износване устойчивост на инструменти карбид рязане на базата на волфрамов карбид чрез прилагане на износоустойчиво покритие, състоящо се, например, карбиди или нитриди титан. Методът позволява да се увеличи устойчивостта на износване на карбид режещи инструменти няколко пъти.
Друг известен метод за повишаване на износоустойчивостта на инструменти карбид рязане на базата на волфрамов карбид чрез имплантиране азотни или хелиеви йони с енергия на 150 КЕВ [2] Най-близък до предлагания метод е за лечение на карбид режещия инструмент на базата на волфрамов карбид чрез подлагане вид на електромагнитно излъчване на лазерно лъчение.
Недостатъците на известните методи са: малка дебелина на покритието е около 10 до 10 1 м, и влошаване на адхезия между твърд метален материал и покритието чрез увеличаване на дебелината на последната; необходимостта от използване на скъпо оборудване уникален импулсна йонен ускорител; малко увеличение в износоустойчивост (1.5-кратно).
Целта на изобретението е да се повиши износоустойчивостта на циментиран карбид е няколко пъти, в сравнение с предшестващото състояние на техниката.
Задачата се решава с това, че дължината на вълната на електромагнитното лъчение е избрано в диапазона от 1234 до 10 -3 24.5. доза в обхвата от 1 до 1.3 10 юли септември 10 рентгена.
Положителният ефект от настоящото изобретение е показано, че износоустойчиво покритие има перфектно прилепване, тъй като е част от матрица от карбид материал и неговата дебелина се определя от излъчване на енергия и може да бъде до около 10 10 cm 1; че е възможно да се използва прост оборудване, като естествени източници на радиация; по-специално 137. Co 60 Cs; че износоустойчивостта на карбид материал се увеличава до 5 пъти в сравнение с предшестващото състояние на техниката, чрез използването на фундаментално различен вид на електромагнитно лъчение.
Тя е създадена експериментално, че плочите, изработени от твърди метални класове T15K6 MS 111 и да увеличат своята устойчивост на износване и експлоатационния живот на 5-10 след излагане на радиация с енергия от 0.5 MeV и доза от 1 до 2,0 10 Юли Август 10 рентген ,
ПРИМЕР Пример 1. Люберци производство асоциация "Растителна кръстен Ukhtomsky" извършват тестове на живот на плочи от твърд метал T15K6. Плочките бяха изложени на радиация от естествен източник 137 в Cs енергия от приблизително 0.5 MeV и доза от 5 до 1,5 10 юли 10 август рентгена. Работете Материал Стомана 18HGT. Обработка беше проведена в магазина 18 N в машината 1 Н 713, етап 020, KRN 2,1.03.611A елемент. N180 брой вретено оборота / минута, скоростта на рязане V на 102 м / мин, фуражи и 0,1 мм / об, рязане дълбочина Т 0,22 мм. Резултатите от теста са показани в таблица. 1. Както се вижда от таблица 1, максимален ефект (Kc N деца / Nodet 7) чрез третиране лъч емисии постига чрез грубо най-тежката инструмента работни условия. В същото време, лесни условия на труд (за която печата и има за цел T15K6) ефект на радиацията е значително намалени. Нещо повече обратна връзка радиация крехкост е: живота на инструмента е била ограничена до не износване и разрушаване на вафлата. Последният резултат се потвърждава и от данните от изпитванията, проведени в "ЗИЛ" софтуер. Бяха тествани T15K6 плоча облъчва с две дози: 5 10 7 и 2.5 10 август рентгена. Облъчването кванти повишена издръжливост само с 30-40% при доза от 2.5 10 юли рентген трошливост наблюдава разрушаване настъпили плоча.
Пример 2. Пример Ljuberetsky производство асоциация "фабрика име Ukhtomskogo" тествани върху срока на експлоатация на плочите от твърд метал MS 111. Плаките бяха изложени на радиация от естествен източник 137 в Cs енергия от приблизително 0.5 MeV и дози 1 10 8 2,5 10 8 рентген. Заготовка Иван Krno 3604, предварително формовани материали: стомана 45, стомана 45г. Обработка беше проведена в магазина 20 в N gidrokopirovalny полуавтоматичен модел машина 473 4. шпиндела скорост п на 400 об / мин, скорост на рязане V от 70 м / мин, фуражи и 0,53 мм / об, дълбочина на рязане t2,5 мм. Резултатите са показани в таблица 2. Както се вижда от таблица 2, инструмент живота се увеличава значително (4-10 пъти) на най-ниските дози радиация.
ПРИМЕР Пример 3. твърди сплави Москва растения (MKTS) тествани за износване плочи на MC карбид 111. Плаките бяха изложени на радиация от естествен източник 137 Cs с енергия от около 0.5 MeV и доза 1 10 юли и 1 10 8 рентген. Работа Материал Стомана 50. Обработка извършва на 1M63 машина. Скоростта на шпиндела се варира в широк диапазон в зависимост от диаметъра на заготовката (п 380,5 981 об / мин), но скоростта на рязане през е постоянна и равна на V 215 м / мин канал е 0,20 мм / об, дълбочина на рязане t1, 0 мм. Резултатите от теста са представени в таблица 3. Както следва от таблица 3, устойчивостта на абразия намалява с намаляване на около два пъти дозата на лъчение от порядъка на (Kc 2.5 и 1.37, когато се използва методът на изчисляване приемат в MKTS, Kc 4.45 и 2.10 при използване на общоприети методи за изчисление ).
Използване на данните, представени в Примери 2 и 3, е възможно да се определи долни и горни граници на дози радиация. Ако приемем, че е приемливо за промишлено стойност Kc на 2.0, след това от таблица 2 и 3, че долната граница е Dout 1 рентген 10 юли (Таблица 3) и горната Dv 2 Август, 10 рентген (таблица. 2) , Установено е експериментално, че по-нататъшно намаляване на дозата лъчение намалява Kc. По този начин, когато D 1 юни коефициент съпротивление 10 рентген намалява около два пъти, и неговата величина е приблизително единство.
По този начин, в резултат на изпитването съпротивлението на износване и експлоатационен срок на плочите от твърд метал на базата на волфрамов карбид интервал следните дозирани граници намерени с лъчева енергия E от около 0.5 MeV ниски в рамките на 1 рентген 10 юли горната границата на 2 август 10 рентгена.
Установено е експериментално чрез примера на вложките на рязане и карбид материал на базата на волфрамов карбид, която работи на същия механизъм за повишаване на износоустойчивостта на йонизация под облъчване с протони и високи енергийни частици и кванти, празнина инсталация подчерта връзки в материала. От това следва, че в обхвата на настоящия процес обхваща не само твърди въз основа на волфрамов карбид сплави, но други твърди сплави, например борен нитрид, нитриди, титанови карбиди, керамика и други подобни. D. От тези материали имат различна елементен състав и различни физически, химични и механични свойства, увеличаване на тяхната устойчивост на износване може да се постигне под действието на други различни от тези, намерени на твърди сплави на базата на волфрамов карбид дължини на вълните (фотонни енергии) и доза радиация.
Тестове, проведени в твърди сплави Москва растения (MKTS) показват, че в случай на титанов карбид TIC максимална стойност Kc 1.74, и в случай на керамични Al2 3 + TIC максимална стойност Kc 1.76.
Долната граница на дължината на вълната (фотонна енергия на горната граница), определена от сравнение на излъчване на енергия прагове различни ефекти (фотоефект, Compton-ефект), което води йонизация (отстраняване на електрони от атомите на облъчени материал) и процеса на конкурентни на двойка (електрон и позитрон) радиация поради взаимодействието с ядрата на атомите, и без да се правят принос за отстраняване на електрони от черупки атом.
Горната граница на ефекта на Комптън надвишава горната граница на фотоелектричния ефект и е приблизително 360 MeV. Въпреки това, процесът на по-нисък праг на конкурентни двойка е 1.02 MeV, т.е. значително по-ниска енергия. Неговият принос за усвояването е равна на приноса на усвояването се дължи на ефекта на Комптън, като се започне с енергията на няколко MeV. Поради това по-висок коефициент на поглъщане на енергия или започне да се увеличава (тежки елементи), или по същество престане да намалява (леки елементи), е полезно като горна гранична стойност вземат енергия Дб. , в която приносът на разсейване ефект Комптън е максимална, а кривата на поглъщане има минимален. Тъй като тази стойност е по-малко тежък, и по-леки елементи за е избран за ИБ максимална стойност, равна на 10 MeV. Следователно по-ниска стойност на дължина на вълната = 1,234 10 п С подходящо оборудване може да се използва и MeV интервала 10-360 (= 3,44 10 -5 -1,234 10), но може да е необходимо да се увеличи дозата на облъчване, поради увеличаването на коефициента на поглъщане на тежки елементи и намаляване ефективност Комптън ефект.
излъчване на горната граница на дължината на вълната (енергийна граница нисш фотон) се определя от практически критерий: дебелината на получената износване покритие (.. дебелина Т.е., образуван от облъчване на повърхностния слой с променени свойства на висока устойчивост на износване) не трябва да бъде по-малко от 1 микрон, т.е. трябва .. да се сравни с минимална дебелина на износоустойчиви покрития, произведени специално [1] дълбочина на проникване радиация в твърда сплав трябва да бъде по-малко от 1 микрон. За фотонна енергия долна граница (горна граница на дължината на вълната) рентгенова получаване на енергия, при което дълбочината на проникване на лъчението в светлина карбид борен нитрид BN равно на 1 микрон. Използване на зависимостта на коефициента на поглъщане на радиацията в фотоелектричния ефект 5 3.5 Z. където Z е поредния номер на елемента; дължина на вълната, и вземайки като Z Z борен въглероден нитрид: ZBN = Zc = 6, и като стойността на плътност на плътността BN BN 2.84 гр / см 3 малко се различава от плътността на въглерод, е готов да се определи лесно уравнението BN BNBN А Zc 5 BN 3,5 Alal Zal Al 5 3.5 х 10 1 4 cm -1 (1) Определяне на стойността Al = 7.77 където Al 10 април cm -1 от групата на абсорбцията, са (1), че в този групата абсорбция на К BN = 24,5 или Yong 0.504 КЕВ. По този начин, горната граница на дължината на вълната B заема стойност, равна на 24,5.
Долната граница на дозата на облъчване се определя чрез екстраполиране на стойностите, получени от теста (1 при рентгенова 10 юли E около 0.5 MeV) при ниски енергии (Х-лъчи) и малки проникване дълбочина (10 -4 см -1 1 микрон). Определението на доза от излагане единица (доза облъчване) метод 1 рентгенова и размери лесно уравнение Nkv 3 часа D - 1 (2) cvyazyvayuschee между броя на радиация кванти (фотони) Nkv. инцидент на материал 1 cm 2 и се абсорбира в слой с дебелина от 3 до -1. тяхната енергия з доза излагане D, плътността на коефициента на вещество и абсорбция.
С използване на (2) се получава, че при условията на теста (Dn = D1 = 1 рентген 10 юли август 10 = 8/5 (1Н), 0.5 MeV cm -1 1 1 1 = 15/6 г / см 3 No1kv = 5 октомври 16 за същите условия прилагането на приблизително формулата, дадена в [4] 1р (3) за получаване на приблизително същия брой фотони N 4 октомври 16.
Използване Bouguer право (J JO ЕЗД (- х)), намерено, че оксо дебелина на слоя от 1 микрон на повърхността на материала по време на изпитването се абсорбира Jo Jo д о х о хо Jo 1 10 -4 Jo. (4) т.е. брой фотони абсорбира в повърхностния слой на 1 мм, а на 1 cm 2 е: Nkv (1 микрон) 10 -4 N01kv 5 октомври 12 кванти / cm 2 от енергията се абсорбира от 1 см 2 от слой 1 микрон дебелина, е Epogl 5 12 октомври з 5 10 12 1,6 10 12 хх 5 10 5 4 10 6 ерг. Ако приемем, че един слой от борен нитрид при дебелина от 1 микрон (з) 2 0.5 КЕВ абсорбира същото количество енергия и използване на уравнение (2) са
D2 2,23 10 август рентген> D1
Така D1 стойност Dout 1 рентген 10 юли намерени в условията на изпитване, долната граница е дозите на облъчване.
Горната граница на дозата на облъчване се определя чрез екстраполиране на стойностите, получени от теста (2 август 10 рентгена за E около 0.5 MeV) при по-високи енергии (твърди гама-лъчи) и високо проникване дълбочини (2 - 1 10 1 cm). Използване на формула (4), определяне на количеството на гама лъчи абсорбира в дебелината на слоя хо:
N Не Не е - х о оксо Не (5)
Разширяването (5) е валидно, ако хо <<1. Например, величина износа задней поверхности режущей пластины в опытах, представленных в табл.3, колебалась от 0,45 до 0,80 мм. Это означает, что при <1 cм -1. а это имело место в наших опытах, условие (5) выполняется.
С помощта на уравнението (2) за да се получи
N = х
Уравнение (6) определя чрез N абсорбира върху подготовката 3 -1 доза на гама лъчи. Така, до 5% (на празен 3 -1 абсорбира 95% от падащото лъчение) D във формула (6) и обща доза облъчване, равно на всеки друг. Енергията, освободена в слоя хо. е
Е Н N 3D хо (7)
Ако приемем, че във всички експерименти хо строителство, например, Ho 5 10 -2 см, и 1.0 (т. Е. (5) е изпълнено), получен от условието, че енергията се абсорбира в слоя хо различни hardmetals
D11 D22 D33 DNN (8)
Ако приемем, че D1 D2WC. 1WC са:
D = D2WC (9), и т.н.
Стойностите за Е 10 MeV за тоалетна, TIC, Al2 О3 и BN са открити, използвайки отношения свързване абсорбционни радиация коефициенти на ефекта Compton и в двойка с пореден номер Z елемент, атомно тегло А и плътност
Таблица 4 показва стойностите при 10 MeV, Е, В и D2b до тоалетна, TIC, Al2 О3 и BN.
Така с увеличаване на средните атомен номер Z и плътност стойности карбид радиация коефициента на поглъщане увеличава естествено и естествено намалява горната гранична стойност на дължината на вълната и дозата на електромагнитно лъчение, което осигурява положителен ефект.
Както се вижда от таблица 4, за D2v стойност трябва да заема стойност от 1.3 на 10 септември рентгена.
Тъй като енергията се абсорбира в слоя хо не се променя, се очаква, че съотношението на трайност също не се променя и стойността му е 2.0 за случая на BN (Emah 10 MeV, D2B 1,3 10 септември рентген). Освен това повишаване на дозата на облъчване в този случай ще доведе до рязко спадане Kc (сравни Силно 3 и 4 Таблица 2-ра линия).
минималната стойност на енергия (максимална дължина на вълната, равна на 24,5) рентгенови лъчи се получава теоретично за случая на борен нитрид облъчване BN. Поради причините, посочени по-горе, ние трябва да очакваме една и съща стойност Kc 2,0.
МЕТОД ЗА ПРЕРАБОТКА твърдосплавни чрез излагане на електромагнитна радиация, характеризираща се с това, че дължината на избрания в диапазона 1.234 10 електромагнитно излъчване - 3 - 24,5. доза - в диапазона от 1 юли 10 - 10 септември 1.3 P.
Свързани статии