КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер 23-29-00393

НазваниеНаучные принципы и инновационные технологии повышения работоспособности металлорежущего инструмента при обработке труднообрабатываемых нержавеющих сталей

РуководительМокрицкий Борис Яковлевич, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет", Хабаровский край

Период выполнения при поддержке РНФ

2023 г. - 2024 г.

Конкурс№78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки, 09-102 - Механика технологических процессов

Ключевые слованаучные принципы проектирования покрытий, прирост периода стойкости инструмента, повышение качества обработки

Код ГРНТИ55.01.00

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
В проекте рассматривается необходимость повышения работоспособности отечественного типового токарного инструмента за счёт разработки новых принципов проектирования инструментальных материалов. К их разработке применён подход, базирующийся на анализе проблемной ситуации и на выдвинутой гипотезе. Поставлен вопрос: возможно ли достичь необходимого повышения работоспособности за счёт применения покрытий на твёрдосплавном субстрате? Если да, то каким образом необходимо проектировать такие инструментальные материалы под конкретные условия эксплуатации инструмента? По каким критериям выбирать наиболее рациональные инструментальные материалы? Ответом на этот вопрос формулирована следующая гипотеза: повышение работоспособности инструмента при обработке специализированных нержавеющих сталей можно обеспечить покрытиями на твёрдосплавном отечественном инструменте, для проектирования таких новых покрытий под требующиеся условия эксплуатации можно применить виртуальное компьютерное проектирование в программной среде Deform. Разработку проекта предполагается выполнить применительно к точению сталей 09Х17Н7Ю(ЭИ973), 12Х18Н10Т и 13Х15Н5 АМ-3(ЭП310Ш). Все эти три стали являются коррозионностойкими специализированными труднообрабатываемыми. Именно эти марки нержавеющих сталей выбраны в силу близких у них физико-механических характеристик. Наиболее сложна обработка стали 09Х17Н7Ю. За рубежом нет ей аналогов. Она разработана в середине прошлого века для ряда деталей судов, работающих в морской воде. Но имевшиеся рекомендации по её обработке устарели. Научная новизна предлагаемого проекта состоит в разработке научных принципов и инновационных технологий на основе плазменных процессов нанесения покрытий методом конденсации с ионной бомбардировкой с прогнозированием адаптивной реакции на внешние воздействия с целью применения в механической обработке труднообрабатываемых нержавеющих сталей. В частности, новизна состоит в разработке методики (концепции) архитектурирования покрытия под заданные условия эксплуатации инструмента, сущность которой заключается в целенаправленном проектировании конкутентных многослойных композиционных наноструктурированных покрытий, которые позволяют наиболее эффективно вести обработку указанных труднообрабатываемых нержавеющих сталей. В том числе, научная новизна состоит в установлении зависимостей износостойкости новых разработанных инструментальных материалов от свойств (марки) нержавеющей стали, из которой изготовлены заготовки обрабатываемых деталей, от параметров режима резания. Заявляемый проект ориентирован на машиностроительные предприятия, связанные с обработкой указанных сталей. Для них результаты выполнения проекта будут полезны и позволят: - повысить работоспособность инструмента в 2 – 4 раза по периоду работы до износа 0,5 мм, - выбирать наиболее рациональные инструментальные материалы для заданных или предполагаемых условий их эксплуатации, - оптимизировать параметры режима резания, - повысить производительность обработки без снижения качества обработанной поверхности, - обоснованно заказывать количество необходимого режущего инструмента.

Ожидаемые результаты
В качестве результатов проекта ожидается следующее: 1. Разработка научных принципов и инновационных технологий на основе плазменных процессов нанесения покрытий методом конденсации с ионной бомбардировкой с прогнозированием адаптивной реакции на внешние воздействия с целью применения в механической обработке труднообрабатываемых нержавеющих сталей. 2. Разработка рекомендаций, обеспечивающих а) повышение работоспособности отечественного типового твёрдосплавного инструмента в 2 – 4 раза по периоду работы до износа 0,5 мм, б) возможность выбора наиболее рациональных инструментальных материалов для заданных или предполагаемых условий их эксплуатации, в) оптимизацию параметров режима резания, г) повышение производительность обработки без снижения качества обработанной поверхности, д) возможность обоснованно заказывать необходимого режущего инструмента. 3. Разработка методики проектирования новых инструментов под заданные или предполагаемые условия их эксплуатации. Методика проектирования предусматривает управление работоспособностью инструмента на обеспечение нужного уровня работоспособности инструмента, необходимое качество обработанной поверхности и необходимую производительность обработки. Методика основана на виртуальном компьютерном имитационном моделировании с учётом сложно-напряжённого состояния инструментального материала. Значимость для развития новой научной тематике состоит в том, что уже частично созданные и подлежащие разработке новые методики имитационного моделирования: а) позволят проектировать новые инструментальные материалы с покрытиями для иных марок обрабатываемых материалов; б) позволят проектировать новые инструментальные материалы с покрытиями для новых создаваемых обрабатываемых материалов; в) позволят проектировать новые инструментальные материалы с покрытиями в более совершенных программных средах, например, в ANSYS.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---