zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2017-83-12-38-42zldm-600Research ArticleИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВSTRUCTURE AND PROPERTIES INVESTIGATIONТЕРМИЧЕСКОЕ УПРОЧНЕНИЕ ТВЕРДОГО СПЛАВА Т15К6THERMAL HARDENING OF HARD ALLOY T15K6БогодуховС. И.BogodukhovS. I.КозикЕ. С.KozikE. S.СвиденкоЕ. В.SvidenkoE. V.Оренбургский государственный университет, г. ОренбургRussian Federation20170112201783123842Copyright © Богодухов С.И., Козик Е.С., Свиденко Е.В., 20172017Богодухов С.И., Козик Е.С., Свиденко Е.В.Bogodukhov S.I., Kozik E.S., Svidenko E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/600

Рассмотрены процессы термического упрочнения и влияние лазерной импульсной обработки на структуру и эксплуатационные характеристики двухкарбидных твердых сплавов. Определены оптимальные режимы лазерного импульсного воздействия, при которых достигается наименьший износ режущей кромки упрочненного инструмента. Установлена взаимосвязь между длительностью лазерного воздействия и глубиной упрочненного слоя с измененной структурой, износом, структурно-фазовыми изменениями в зоне лазерной обработки, фрактографией излома, параметрами структуры упрочненного сплава. Проведенные исследования показали, что повышение микротвердости поверхностного слоя сплава Т15К6 после импульсно-лазерного воздействия составило в среднем 150 – 200 единиц. Упрочнение связано со структурными и фазовыми превращениями на этапе импульсно-лазерного воздействия: с образованием W2С, насыщением кобальтовой связки карбидами вольфрама и титана. Упрочняющий фактор — высокая скорость кристаллизации в оплавленной зоне, приводящая к образованию структуры, обладающей высокой твердостью. Лазерная термическая обработка повышает эксплуатационные характеристики твердого сплава Т15К6 в 2 – 3 раза.

 

The impact of thermal hardening and pulse laser treatment on the structure and operational characteristics two-carbide hard alloys is considered. The optimal regimes of laser pulse treatment which provided the lowest wear of the cutting edge of hardened tool are specified. Correlations between the duration of laser exposure and depth of structural changes in the hardened, wear and structural-phase changes attributed to laser treatment, fracture fractography and structural parameters of the hardened hard alloy are determined. An increase (on an average by 150 – 200 units) in the microhardness of the surface layer of T15K6 alloy is observed after pulsed laser treatment. The hardening trend is attributed to structural and phase transformations at the stage of pulse-laser exposure: formation of W2C carbide, saturation of the cobalt bond with tungsten and titanium carbides. A high rate of crystallization in the fused zone promotes formation of the structure with a high hardness. Laser heat treatment increases the performance of T15K6 hard alloy by 2 – 3 times

термическое упрочнениелазерная импульсная обработкатвердый сплавизносмикротвердостьмикроструктураthermal hardeninglaser pulse treatmenthard alloywearmicrohardnessmicrostructureReferencesБогодухов С. И., Козик Е. С. Материаловедение. — Старый Оскол: ТНТ, 2014. — 536 с.Bogodukhov S. I., Kozik E. S. Materials science. — Staryi Oskol: TNT, 2014. — 536 p. [in Russian].Бондаренко В. А., Богодухов С. И. Обеспечение качества и улучшение характеристик режущих инструментов. — М.: Машиностроение, 2000. — 144 с.Bondarenko V. A., Bogodukhov S. I. Quality assurance and improvement in performance of cutting tools. — Moscow: Mashinostroenie, 2000. — 144 p. [in Russian].Лошак М. Г. Прочность и долговечность твердых сплавов. — Киев: Наукова думка, 1984. — 326 с.Loshak M. G. The Strength and durability of tungsten carbide. — Kiev: Naukova dumka, 1984. — 326 p. [in Russian].Богодухов С. И., Гарипов В. С., Козик Е. С., Солосина Е. В. Термическая обработка твердого сплава Т14К8 / Заготовительные производства в машиностроении. 2012. № 12. С. 41 – 44.Bogodukhov S. I., Garipov V. S., Kozik E. S., Solosina E. V. Thermal treatment of hard alloys T14K8 / Zagotovit. Proizv. Mashinostr. 2012. N 12. P. 41 – 44 [in Russian].Пат. 2517093 РФ, МПК B22 F3/24. Способ термической обработки режущего инструмента с напаянной твердосплавной пластиной / Богодухов С. И., Проскурин А. Д., Козик Е. С., Шейнин Б. М., Солосина Е. В.; заявитель и патентообладатель Оренбургский государственный университет. — № 2013014370/02; заявл. 09.04.2013; опубл. 27.05.2014. Бюл. № 15.RF Pat. No. 2517093, MPK B22 F3/24. The method of heat treatment of cutting tools with soldered carbide plate: stalemate / Bogodukhov S. I., Proskurin A. D., Kozik E. S., Sheinin B. M., Solosina E. V.; applicant and owner Orenburg state university. — N 2013014370/02; appl. 09.04.2013; publ. 27.05.2014. Byull. Otkryt. Izobret. 2014. N 15 [in Russian].Панов В. С., Чувилин А. М. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. — М.: МИСИС, 2001. — 428 с.Panov V. S., Chuvilin A. M. Technology and properties of sintered hard alloys and products from them. — Moscow: Izd. MISIS, 2001. — 428 p. [in Russian].Лошак М. Г. Упрочнение твердых сплавов. — Киев: Наукова думка, 1997. — 148 с.Loshak M. G. Strengthening of hard alloys. — Kiev: Naukova dumka, 1997. — 148 p. [in Russian].Пат. 2294261 РФ, МПК B22 F 3/24, C22, C29/00. Способ закалки твердого сплава / Осколкова Т. Н.; заявитель и патентообладатель Сибирский государственный индустриальный университет. — № 2005118570/02; заявл. 15.06.2005; опубл. 27.02.2007. Бюл. № 6.RF Pat. No. 2294261, MPK B22 F 3/24, C22, C29/00. The process of hard alloy hardening / Oskolkova T. N.; applicant and owner Siberian state industrial university. — N 2005118570/02; appl. 15.06.2005; publ. 27.02.2007. Byull. Otkryt. Izobret. 2007. N 6 [in Russian].Пат. 2356693 РФ, МПК B22 F 3/ 24, C22, C29/00. Способ закалки твердого сплава / Осколкова Т. Н.; заявитель и патентообладатель Сибирский государственный индустриальный университет. — № 2007139225/02; заявл. 22.10.2007; опубл. 27.05.2009. Бюл № 15.RF Pat. No. 2356693, MPK B22 F 3/ 24, C22, C29/00. Method of carbide hardening / Oskolkova T. N.; applicant and owner Siberian state industrial university. — N 2007139225/02; appl. 22.10.2007; publ. 27.05.2009. Byull. Otkryt. Izobret. 2009. N 15 [in Russian].Пат. 2392342 РФ, МПК B22 F 3/24. Способ закалки твердого сплава на основе карбида вольфрама / Осколкова Т. Н.; заявитель и патентообладатель Сибирский государственный индустриальный университет. — № 2009116915/02; заявл. 04.05.2009; опубл. 20.05.2011. Бюл. № 17.RF Pat. No. 2392342, MPK B22 F 3/24. Method of hardening carbide based on tungsten carbide / Oskolkova T. N.; applicant and owner Siberian state industrial university. — N 2009116915/02; appl. 04.05.2009; publ. 20.05.2011. Byull. Otkryt. Izobret. 2011. N 17 [in Russian].Пат. 2355513 РФ, МПК B22 F 3/24, C22, C29/08. Способ закалки твердого сплава на основе карбида вольфрама / Осколкова Т. Н., Щеглова А. Б.; заявитель и патентообладатель Сибирский государственный индустриальный университет. — № 2007133961/02; заявл. 11.09.2007; опубл. 20.05.2009. Бюл. № 14.RF Pat. No. 2355513, MPK B22 F 3/24, C22, C29/08. A method of quenching carbide based on tungsten carbide / Oskolkova T. N., Shcheglova A. B.; applicant and owner Siberian state industrial university. — N 2007133961/02; appl. 11.09.2007; publ. 20.05.2009. Byull. Otkryt. Izobret. 2009. N 14 [in Russian].Пат. 2528539 РФ, МПК B22 F 3/24. Способ получения режущего инструмента из карбидосодержащих сплавов вольфрамовой (ВК) и титано-вольфрамовой (ТК) групп / Богодухов С. И. и др.; заявитель и патентообладатель Оренбургский государственный университет. — № 2013121411/02; заявл. 07.05.2013; опубл. 20.09.2014. Бюл. № 26.RF Pat. No. 2528539, MPK B22 F 3/24. A method for producing cutting tools made of tungsten alloys karbidosoderzhaschih (VC) and titanium-tungsten (TC) groups stalemate / Bogodukhov S. I. et al.; applicant and owner Orenbur state university. — N 2013121411/02; appl. 07.05.2013; publ. 20.09.2014. Byull. Otkryt. Izobret. 2014. N 26 [in Russian].ГОСТ 19052–80. Пластины режущие сменные многогранные твердосплавные квадратной формы с отверстием и стружколомающими канавками на одной стороне. — М.: Стандартинформ, 2006. — 11 с.State Standard GOST 19052–80. utting inserts, replaceable carbide faceted square shape with a hole and a chip breaking grooves on one side. — Moscow: Standartinform, 2006. — 11 p. [in Russian].ГОСТ 9391–80. Сплавы твердые спеченные. Методы определения пористости и микростуктуры. — М.: Госкомитет СССР по стандартам, 1985. — 30 с.State Standard GOST 9391–80. The sintered hard alloys. Methods of determination of porosity and microstructure. — Moscow: Goskomitet SSSR po standartam, 1985. — 30 p. [in Russian].ГОСТ 3647–71. Материалы шлифовальные. Классификация, зернистость и зерновой состав. Методы контроля. — М.: ИПК Изд-во стандартов, 2006. — 19 с.State Standard GOST 3647–71. Material grinding. Classification, gran size and grain composition. Control methods — Moscow: IPK Izd. standartov, 2006. — 19 p. [in Russian].ГОСТ 9206–80. Порошки алмазные. — М.: Госкомитет СССР по стандартам, 1981. — 15 с.State Standard GOST 9206–80. Diamond powders. — Moscow: Goskomitet SSSR po standartam, 1981. — 15 p. [in Russian].Горелик С. С., Расторгуев Л. Н., Скаков Ю. А. Рентгенографический и электронно-оптический анализ.. — М.: МИСИС, 1994. — 328 с.Gorelik S. S., Rastorguev L. N., Skakov Yu. A. Radiographic and electronoptical analysis. — Moscow: Izd. MISIS, 1994. — 328 p. [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.