THE INFLUENCE OF CHEMICAL COMPOSITION OF HIGH-CHROMIUM CAST IRONS ON THE MACHINABILITY

Autor: Netrebko, V. V.
Jazyk: ruština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport; № 1(61) (2016); 122-130
Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта; № 1(61) (2016); 122-130
Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту; № 1(61) (2016); 122-130
ISSN: 2307-3489
2307-6666
Popis: Цель. Данное исследование направлено на получение регрессионной зависимости обрабатываемости резанием от химического состава чугуна (C, Cr, Mn и Ni) в литом состоянии. Методика. Для построения математической модели использовали метод активного планирования эксперимента. Исследовали чугуны состава: 1,09−3,91 % С; 11,43−25,57 % Cr; 0,6−5,4 % Mn; 0,19−3,01 % Ni. Для точения использовали резцы с пластинами 10х10 мм из ВК8 по ГОСТ 19051–80. Режимы резания: глубина резания – 0,8 мм, продольная подача – 0,15 мм/об, частота вращения шпинделя 200−630 об/мин. СОЖ (смазочно-охлаждающие жидкости) не применяли. Оценка обрабатываемости чугунов производилась путем определения линейного износа задней поверхности резца на единицу длины пути резания. Результаты. Получено математически вероятностное уравнение регрессионной зависимости износа резца от содержания в обрабатываемом чугуне C, Cr, Mn и Ni. Установлено, что с ростом содержания Cr в чугуне до 14,8 % износ резца снижался в результате образования карбидной эвтектики, которая разрушала сплошной каркас легированного ледебурита. Дальнейшее повышение содержания хрома способствовало появлению хромистых карбидов с высокой микротвердостью, что значительно увеличивало износ инструмента. Проведенные исследования показали, что минимальный износ резца 0,18 мкм/м наблюдался при обработке чугуна состава: 1,09 % C, 14,8 % Cr, 2,3 % Mn и 1,2 % Ni, а максимальный – 48,96 мкм/м при содержании: 3,91 % C, 11,43 % Cr, 5,4 % Mn и 0,19 % Ni. Износ резца, при обработке чугуна содержащего 3,91 % C, 25,57 % Cr, 5,4 % Mn и 0,19 % Ni, составил 47,61 мкм/м. Научная новизна. Автором разработана математически вероятностная модель зависимости износа резца от содержания в обрабатываемом чугуне C, Cr, Mn и Ni. Практическая значимость. Модель позволяет оптимизировать составы износостойких чугунов для отливок, требующих значительного объема механической обработки резанием. Рекомендованы составы чугунов для различных условий эксплуатации.
Мета. Дане дослідження спрямоване на визначення регресійної залежності оброблюваності різанням від хімічного складу чавуну (C, Cr, Mn та Ni) в стані литва. Методика. Для побудови математичної моделі було застосовано метод активного планування експерименту. Досліджували чавуни наступного складу: 1,09…3,91 % С; 11,43…25,57 % Cr; 0,6…5,4 % Mn; 0,19…3,01 % Ni. При обробці різанням використовували різці з пластинами 10х10 мм зі сплаву ВК8 по ГОСТ 19051–80. Параметри обробки: глибина різання – 0,8 мм, подача – 0,15 мм/об, частота обертання шпинделю – 200…630 об/хв. МОР (мастильно-охолоджуючі рідини) не застосовували. Оцінювання оброблюваності різанням визначали за розміром зносу різця на одиницю довжини різання. Результати. Отримано математично вірогідне регресивне рівняння зносу різця в залежності від вмісту в оброблюваному чавуні C, Cr, Mn та Ni . Встановлено, що збільшення вмісту Cr в чавуні до 14,8 % зменшує знос різця внаслідок утворення карбідної евтектики, яка руйнувала суцільний каркас легованого ледебуриту. Подальше збільшення вмісту хрому сприяло появі карбідів із високою мікротвердістю, що значно збільшувало знос інструменту. Проведені дослідження виявили, що найменший знос різця 0,18 мкм/м був при обробці чавуну, якій містив: 1,09 % C, 14,8 % Cr, 2,3 % Mn та 1,2 % Ni, а найбільший знос – 48,96 мкм/м при вмісту: 3,91 % C, 11,43 % Cr, 5,4 % Mn та 0,19 % Ni. Знос різця при вмісту в чавуні 3,91 % C, 25,57 % Cr, 5,4 % Mn, 0,19 % Ni склав 47,61 мкм/м. Наукова новизна. Автором розроблена математично вірогідна модель залежності зносу різця від вмісту в оброблюваному чавуні C, Cr, Mn та Ni. Практична значимість. Рекомендована модель дозволяє оптимізувати склади зносостійких чавунів для виливок, що потребують значного об’єму механічної обробки різанням. Рекомендовані склади чавунів для різних умов експлуатації.
Purpose. This research is aimed to obtain the regression dependence of the machinability on the chemical composition of pig iron (C, Cr, Mn and Ni) in cast state. Methodology. The method of active experiment planning was used to build a mathematical model. Cast irons of composition 1.09…3.91 % С; 11.43…25.57 % Cr; 0.6…5.4 % Mn; 0.19…3.01 % Ni were studied. Cutting tools with plates 10х10 mm out of ВК8 according to State Standard 19051-80 were used for turning. Cutting modes: cutting depth – 0.8 mm, longitudinal feed – 0.15 mm/rot., spindle’s rotation frequency during turning – 200…360 rot./min. Lubricating and cooling liquids were not applied. Evaluation of iron workability was produced by determining the linear tool flank wear per unit length of the cutting path. Findings. Mathematically probabilistic equation of the regression dependence of the cutting tool’s wear on the C, Cr, Mn and Ni content in the machined cast iron were obtained. It was established that with the increase of Cr content in the cast iron to 14.8 % the cutting tool’s wear decreased as a result of formation of carbide eutectic which destroyed the doped ledeburite continuous frame. Further increase of chromium content promoted appearing of chromic carbides with high microhardness which considerably increased the tool’s wear. The conducted research shown that the minimum cutting tool’s wear 0,18 mkm/m was observed during the machining of cast iron containing: 1.09 % C, 14.8 % Cr, 2.3 % Mn and 1.2 % Ni; and the maximum wear is 48,96 mkm/m – when the content was: 3.91 % C, 11.43 % Cr, 5.4 % Mn and 0.19 % Ni. The tool’s wear reached 47.61 mkm/m during the treatment of cast iron containing 3.91 % C, 25.57 % Cr, 5.4 % Mn and 0.19 % Ni. Originality. Mathematically probabilistic model of the dependence of the cutting tool’s wear on the C, Cr, Mn and Ni content in the machined cast iron has been elaborated by the author. Practical value. The model allows optimizing the compositions of wear-resistant cast irons for castings which require the significant mechanical machining. Cast irons compositions were recommended for different exploitation conditions.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: