Marganetsning uglerodli po'latning ishlov berish qobiliyatiga ijobiy ta'sirini tahlil qilish

Marganets uglerodli po'latning asosiy qotishma elementi bo'lmasa-da, uning materialning ishlov berish qobiliyatini optimallashtirishga ta'siri juda muhimdir. Ishlov berish qobiliyati asosan materialning kesish, burg‘ulash va frezalash kabi ishlov berish jarayonlarida yuqori-aniqlikdagi o‘lchamlarga va mukammal sirt sifatiga erishish qobiliyatini o‘lchaydi, shu bilan birga asbobning eskirishini va energiya sarfini kamaytiradi. Marganets uglerod po'latini kesish jarayonida uning mikro tuzilishini, mexanik xususiyatlarini va fizik-kimyoviy holatini o'zgartirib, ko'p o'lchamdagi uglerod po'latining ishlov berish qobiliyatini yaxshilaydi, xususan, quyidagi to'rtta asosiy jihat:

 

 

I. Donni tozalash va kesish qarshiligini pasaytirish

 

Marganets uglerod po'latida sezilarli donni tozalash ta'siriga ega. Bir tomondan, marganets isitish vaqtida ostenit donalarining o'sishini inhibe qilishi mumkin, ayniqsa normallashtirish va tavlanish kabi dastlabki ishlov berish jarayonlarida, nozik va bir xil ferrit-perlit tuzilishini shakllantirishga yordam beradi. Boshqa tomondan, kuchli karbid{3}}hosil qiluvchi element sifatida marganets poʻlatdagi uglerod bilan qoʻshilib, mayda Mn₃C karbidlarini hosil qiladi. Ushbu karbidlar matritsada tarqalib, donning qo'pollashishiga to'sqinlik qiladi.

 

Nozik don strukturasining kesish jarayoniga bevosita foyda-kesish qarshiligini pasaytirishdadir: asbob uglerodli po'latni kesganda, donni tozalash material ichidagi don chegaralari sonini oshiradi. Don chegaralaridagi atomik bog'lanish kuchlari nisbatan zaif bo'lib, asbobning material ichidagi atom aloqalarini uzishini osonlashtiradi, shuning uchun kesish jarayonida "material deformatsiyaga qarshilik" ni kamaytiradi. Haqiqiy ishlov berish ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, marganets miqdori 0,8%-1,2% bo'lgan 45Mn uglerodli po'latda marganetssiz sof ferrit karbonli po'latga nisbatan kesish kuchi taxminan 15% -20% ga kamayadi. Bu, ayniqsa, past tezlikda kesish stsenariylarida (burg'ulash va teginish kabi) sezilarli bo'ladi, dastgoh yukini sezilarli darajada kamaytiradi, haddan tashqari kesish kuchi tufayli ishlov beriladigan qismning deformatsiyasi xavfini kamaytiradi va ishlov berishning o'lchov aniqligini oshiradi.

 

II. Materialning plastisiyasini yaxshilash va chiplarning sinishini kamaytirish

 

Karbonli po'latni kesish jarayonida "chip morfologiyasi" to'g'ridan-to'g'ri ishlov berish barqarorligi va sirt sifatiga ta'sir qiladi: agar materialning plastisitivligi juda yomon bo'lsa, kesish jarayonida "chipping" osonlik bilan hosil bo'ladi, bu nafaqat ishlov beriladigan qismning sirtini chizish, balki zarba tebranishi tufayli asbobning sinishiga olib kelishi mumkin; agar plastisitivlik juda yuqori bo'lsa, asbob yoki ishlov beriladigan qismni o'rab, ishlov berishning uzluksizligiga ta'sir ko'rsatadigan "tasma-chinga o'xshash" osongina hosil bo'ladi.

Marganets uglerod po'latining plastisiya diapazonini tartibga solish orqali chip morfologiyasini optimallashtirishi mumkin. Bir tomondan, marganets ferritda erishi mumkin, uning plastisitivligi va pishiqligini yaxshilaydi, shuning uchun kesish paytida haddan tashqari mo'rtlik tufayli materialning sinishi oldini oladi. Boshqa tomondan, marganets va ugleroddan hosil bo'lgan Mn₃C karbid Fe₃C (sementit) dan past qattiqlikka ega va qattiq zarrachalarning kesish asbobiga ta'sirini kamaytiradigan bir xil taqsimlanadi. Bu, shuningdek, chiplarning singanida -chip morfologiyasi bo'lgan "segmentlangan chiplar" hosil bo'lishiga olib keladi, bu ishlov beriladigan qismga aralashib qolishning oldini oladi va kesish jarayonining silliqligini ta'minlaydi. Masalan, marganets miqdori 0,5% -0,8% bo'lgan 20Mn uglerodli po'latni qayta ishlashda segmentlangan chiplarning ulushi 80% dan oshishi mumkin, bu oddiy 20 # uglerodli po'lat (tarkibida 0,3% -0,6% marganets mavjud) bilan solishtirganda ishlov berish barqarorligini taxminan 30% ga oshiradi.

 

III. Sirt sifatini yaxshilash va sirt nuqsonlarini kamaytirish

 

Qayta ishlangan materiallarning sirt sifati (masalan, sirt pürüzlülüğü Ra, sirt qattiqligi va qoldiq stress) ishlov berish samaradorligini baholash uchun asosiy ko'rsatkichdir. Marganets uglerod po'latining kesish deformatsiyasi va ishqalanish holatini o'zgartirish orqali sirt sifatini sezilarli darajada yaxshilaydi. Sirt pürüzlülüğünü nazorat qilish nuqtai nazaridan, marganets don o'lchamini yaxshilaydi, kesish paytida plastik deformatsiyaning bir xilligini yaxshilaydi va qo'pol donalardan kelib chiqqan sirt yirtilishini yoki burmalarini oldini oladi. Masalan, frezalashda marganets miqdori 1,0%-1,3% bo'lgan 65Mn uglerodli po'latning Ra qiymati 1,6-3,2 mkm oralig'ida barqaror nazorat qilinishi mumkin, marganetssiz bir xil quvvatdagi uglerod po'latining Ra qiymati ko'pincha 6,3 mkm dan oshadi. Bundan tashqari, marganets uglerodli po'lat va kesish asboblari (masalan, yuqori tezlikda po'lat va sementlangan karbid) o'rtasidagi ishqalanish koeffitsientini kamaytirishi mumkin: Mn₃C karbidlarining mavjudligi asbob tirgak yuzasi va chiplari o'rtasidagi to'g'ridan-to'g'ri aloqani kamaytiradi, ishqalanish issiqlik hosil bo'lishini kamaytiradi va sirt oksidlanishini oldini oladi yoki asbobning yuqori haroratda yopishishi tufayli, ayniqsa, yuqori sifatli kesish nuqsonidir. stsenariylar (masalan, frezalash tezligi > 100 m / min), sirt mikro yoriqlari ehtimolini kamaytiradi.

Yuzaki mexanik xususiyatlar nuqtai nazaridan marganets uglerod po'latining ish qattiqlashuv qobiliyatini oshiradi: Kesish jarayonida plastik deformatsiya tufayli material yuzasida qotib qolgan qatlam hosil bo'ladi. Ushbu qotib qolgan qatlam odatda 5-10 mkm qalinlikda bo'ladi va uning sirt qattiqligi substratdan 20% -30% yuqori. Ushbu qotib qolgan qatlam ishlov beriladigan qism yuzasining aşınmaya bardoshliligi va charchoqqa chidamliligini oshiradi, bu uni doimiy xizmat ko'rsatishni talab qiladigan mexanik qismlarga (masalan, miller va tishli g'ildiraklar kabi) mos keladi va ishlov berishdan keyin sirtni qo'shimcha mustahkamlashga bo'lgan ehtiyojni kamaytiradi.

 

IV. Asbobning ishlash muddatini uzaytirish va ishlov berish xarajatlarini kamaytirish

 

Asbobning ishlash muddati ishlov berish iqtisodiga ta'sir qiluvchi asosiy omil bo'lib, marganets asboblarning aşınmasını kamaytirish va issiqlikni kesishdan zararni kamaytirish orqali asbobning ishlash muddatini sezilarli darajada uzaytiradi.

Bir tomondan, marganets kesish asboblarining abraziv aşınmasını kamaytiradi: oddiy uglerodli po'latdagi Fe₃C sementit yuqori qattiqlikka ega (taxminan 800 HV) va bloksimon shaklda tarqalishga moyil bo'lib, kesish paytida asbob chetida "silliqlash" ta'sirini keltirib chiqaradi, asbobning aşınmasını tezlashtiradi. Mn₃C karbidlari esa taxminan 600-700 HV qattiqlikka ega va nozik, dispers holda taqsimlanadi, bu esa asbob chetidagi zarba va silliqlash ta'sirini sezilarli darajada kamaytiradi. Haqiqiy sinovlar shuni ko'rsatadiki, marganets miqdori 0,8% bo'lgan 45Mn uglerodli po'latni qayta ishlashda karbid asboblarining ishlash muddati oddiy 45 # uglerodli po'latni (tarkibida 0,4% marganets bo'lgan) ishlov berish bilan solishtirganda taxminan 25% -35% ga uzaytiriladi.

Boshqa tomondan, marganets kesish asboblarining termokimyoviy aşınmasını kamaytiradi: kesish paytida hosil bo'ladigan ishqalanish issiqligi asbob sirtining harorati ko'tarilishiga olib keladi (800-1000 darajagacha). Yuqori haroratlarda asbob materiallari (masalan, WC-Co karbid) uglerod po'latidagi elementlar bilan kimyoviy reaktsiyalarga moyil bo'ladi (masalan, Co ning oksidlanishi va WC ning parchalanishi). Marganets kesuvchi asbobning tirgak yuzasida yupqa MnO oksidi plyonka hosil qilishi mumkin. Ushbu oksid plyonkasi ma'lum bir moylash ta'siriga ega bo'lib, yuqori haroratlarda elementlarning tarqalishini kamaytiradi va asbobning termokimyoviy aşınma tezligini pasaytiradi. Misol uchun, tornalashda, marganets miqdori 1,0% bo'lgan 50Mn uglerodli po'latdan ishlov berishda, asbobning termal eskirish darajasi oddiy 50 # uglerodli po'latdan ishlov berish bilan solishtirganda taxminan 20% ga kamayadi, natijada asboblar kamroq tez-tez o'zgaradi va bilvosita ishlov berish samaradorligini oshiradi.

 

Xulosa: Marganetsning sinergik optimallashtirish qiymati

 

Shuni ta'kidlash kerakki, marganetsning uglerodli po'latning ishlov berish qobiliyatiga ijobiy ta'siri izolyatsiya qilingan emas, balki uglerod tarkibi va issiqlik bilan ishlov berish sharoitlari bilan sinergikdir. Masalan, past-uglerodli po'latda (C < 0,25%) marganets, birinchi navbatda, chip morfologiyasini optimallashtirish uchun plastisiyani kuchaytiradi; o'rta{3}}uglerodli po'latda (0,25% < C < 0,6%) marganets donalarni tozalash va karbid taqsimotini tartibga solish orqali kesish qarshiligi va sirt sifatini muvozanatlashtiradi; va yuqori{6}}karbonli po'latda (C > 0,6%) marganets, birinchi navbatda, karbid qattiqligini kamaytirish orqali asboblarning eskirishini kamaytiradi.

Umuman olganda, uglerod po'latidagi marganets tarkibini oqilona nazorat qilish (odatda 0,3% -1,5% oralig'ida) to'rtta asosiy o'lchov bo'yicha ishlov berish qobiliyatini yaxshilashi mumkin: kesish kuchi, chip morfologiyasi, sirt sifati va asbobning ishlash muddati. Bu ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish bilan birga ishlov berishning aniqligi va samaradorligini ta'minlaydi, bu esa uglerodli po'latdan yasalgan material dizaynida ishlov berish qobiliyatini optimallashtirishning asosiy yondashuviga aylanadi.