Повреждаемость режущих инструментов из кермета TiCN при сухом высокоскоростном резании низкогированной стали AISI 4340

Аннотация

Аннотация: В данной статье рассматривается эффективность применения керамикометаллических (керметных) режущих инструментов на основе TiCN при высокоскоростной сухой обработке сталей. Также присутствует анализ современных исследований, в которых отмечаются высокая износостойкость и стабильность режущих характеристик керметов по сравнению с традиционными инструментами из твёрдого сплава и керамики. Основное внимание уделено термической стойкости, химической инертности и способности сохранять геометрию режущей кромки при повышенных температурах. С использованием программных комплексов Autodesk Nastran и Deform 3D выполнено численное моделирование напряжённо-деформированного состояния и температурного поля в инструменте и обрабатываемой заготовке из стали AISI 4340 при скорости резания 450 м/мин. Максимальное значение эквивалентных напряжений по Мизесу в инструменте составило 769,2 МПа, температура достигала 1130 °C, что находится в пределах допустимых для TiCN. В зоне резания заготовки зафиксированы температуры до 934 °C и напряжения до 1350 МПа. Полученные результаты подтверждают возможность применения керметных инструментов для высокоскоростной чистовой обработки. Расчёт износа на основе модели Усуи позволяет оценивать срок службы инструмента с учётом фактических термомеханических нагрузок. Проведённый анализ способствует уточнению представлений о рабочих характеристиках керметов и подтверждает целесообразность их использования в современных технологиях резания металлов.