Математична оцінка неоднорідності структури ріжучого інструмента, зміцненого покриттям CrN
DOI:
https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2018.80.0.74Ключові слова:
нітрид хрому, структурна неоднорідність, покриття, ефекти, зображенняАнотація
Подрібнення горіхів у переробному виробництві здійснюється сталевими дисковими ножами, довговічність яких є недостатньою і становить 1–2 зміни. Для підвищення експлуатаційної стійкості ріжучого інструмента доцільно проводити зміцнення. Промислові випробування показали, що термін служби зміцненого різними способами інструмента відрізняється. Одним з факторів відмінної експлуатаційної стійкості є структурна неоднорідність і нерівноважний стан фаз нанесених плівкових покриттів. Використання нового математичного підходу для оцінки ступеня неоднорідності різних структурних складових зміцненої покриттям CrN поверхні ріжучого інструмента, що працює в умовах локального впливу абразивних частинок. Оцінку ступеня структурної неоднорідності зміцнювальних покриттів проводили з використанням розробленого оптико-математичного методу. Виконано порівняльний аналіз особливостей структуроутворення зміцненої поверхні інструмента з вихідним станом ножа. Запропоновано новий метод циклічного нанесення покриття, який дозволив встановити, що ступінь структурної неоднорідності на 47 % нижче в інструмента з покриттям CrN (товщиною 3 мкм). Визначено вплив технології зміцнення інструмента на його структуроутворення. Встановлено, що циклічне нанесення покриттів на поверхню ножа перешкоджає дифузії хімічних елементів з основи, зменшує схильність до структурних змін при експлуатації порівняно з вихідним станом. Методом опису структуроформування навколо відбитків при наноіндентуванні покриттів оцінено характер деформації циклічно зміцненого шару, який є важливим при оцінюванні поведінки покриття у процесі експлуатації. Детальний аналіз сформованих структур нанесеного шару з використанням оптико-математичного методу дозволяє прогнозувати зміну фазових складових та розвиток пошкоджуваності зміцненого інструмента з різною товщиною покриття CrN.Посилання
Romaniuk, S.P. (2015). Sposib nanesennia nanozmitsniuiuchoho pokryttia dlia tonkostinnykh dyskovykh nozhiv [Method of applying a nano-strengthening coating for thin-walled disk knives]. Patent №98218 Ukrainа [in Ukrainian].
Romaniuk, S.P. (2015). Sposib nanesennia bahatosharovykh nanopokryttiv [Method of applying multilayer nanocoatings]. Patent №100201 Ukraina [in Ukrainian].
Vekilova, G.V., Ivanov, A.N., Yagod-
kin, Yu.D. (2009). Difraktsionnyie i mikroskopicheskie metodyi i priboryi dlya analiza nanochastits i nanomaterialov. [Diffraction and microscopic methods and instruments for the analysis of nanoparticles and nanomaterials]. Moscow: MISiS [in Russian].
Oliver, W., Pharr, G. (2004). Measurement of hardness and elastic modulus by instrumented indentation: Advances in understanding and refinements to methodology. J. Mater. Res. 19, 1, 3-20.
Skoblo, T.S., Romaniuk, S.P., Sidashen-
ko A.I. (2017). Primenenie optiko-matema-ticheskogo metoda dlya opisaniya neodnorodnosti strukturyi rezhuschego instrumenta [Application of the optical-mathematical method for inhomogeneity description of the cutting tool structure]. Tekhnichnyi servis ahropromyslovoho, lisovoho ta transport-noho kompleksiv - Technical service of agroindustrial, forestry and transport complexes, 8, 159-166 [in Russian].
Belkin, E.L., Romaniuk, S.P. (2014). Metodika matematicheskoy otsenki fazovogo sostava stali [Technique of mathematical estimation of the steel phase composition]. Visnyk KhNTUSH - Bulletin KhPVNTUA, 146, 8-24 [in Russian].
Matematicheskaya otsenka strukturoobrazovaniya pri ekspluatatsii nozhey, ispolzuemyih v konditerskom proizvodstve [Mathematical estimation of structure formation at operation of knives used in the confectionery industry]. Sovremennyie problemyi osvoeniya novoy tehniki, tehnologii, organizatsii tehnicheskogo servisa v APK - Modern problems of development of new equipment, technology, organization of technical service in the agro-industrial complex, 41, 225-234 [in Russian].
Romanyuk, S.P. Metodika opredeleniya haraktera deformatsii i stepeni uprochneniya poverhnosti s nanopokryitiem [Technique of determining the character of deformation and degree of hardening of the nanocoating]. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov - Factory laboratory. Diagnostics of materials, 9, 81, 71-74 [in Russian].
