и. В якості крихкого матеріалу використовували полікорунд 20х40. Товщина покриття при таких режимах нанесення склала 3-4 мкм. Для визначення збільшення мікротвердрсті після зміцнення в якості об'єкта дослідження були обрані зразки від стаціонарних ножів рубальних і стрігальних машин шкіряно-хутрового виробництва, а також зразки зі сталі У7А, 40х12, 12Х19Т. Далі визначали мікротвердість. У таблиці 4.3 вказані значення мікротвердості зразків до нанесення і після нанесення покриття.
Таблиця 4.3 - Мікротвердість зразків.
ОбразциБез покритіяС покриттям TiNДіа-метр отпе-чатка, мкмМікро-твердість кгс/мм 2 Середньо-арифмет-чеський значення мікро-твердостіДіа-метр отпе-чатка, мкмМікро-твердість кгс/мм 2 Середньо-арифмет-ческое значення мікро-твердостіОбразец 1 сталь У7А24,5 26 26,7310 278 26728518,1 20,1 21,3572 464 420485,3Образец 2 сталь 40Х1225 24,5 25,1302 311 292301,621 19,8 20420 514 464466Образец 3 сталь 12Х19 Т25,8 26,2 26,6281 268 263270,624,3 23,4 23,4322 351 351341,3Образец 4 від стаціонарного ножа рубальною машини РМ - 120018 17,1 17,7572 642 611608,316,5 14,1 15,3724 946 824831,3Образец 5 німецька сталь від стаціонарного ножа Оздерсан - 1250 16,5 16,2 16,8704 724 680702,612,9 13,8 13,21201 1030 10971109,3Образец 6 турецька сталь від стаціонарного ножа Оздерсан - 1250 17,7 15,9 17,1612 773 642675,614,7 16,2 14,4940 724 950871,3
Малюнок 4.7 - Діаграма мікротвердості зразків
Мікротвердість виміряли на Мікротвердоміри ПМТ - 3М з навантаженням на индентор 100г. З малюнка видно що, мікротвердість зразків після нанесення нітрідтітановим покриття зростає до 2 рази і залежить від вихідної твердості поверхні. Це пов'язано з тим, що при товщині 3-4 мкм і при навантаженні на індентор 100г алмазна пірамідка Мікротвердоміри ПМТ - 3М проходить крізь покриття. А при менших навантаженнях на індентор не вдалося виявити відбиток алмазної пірамідки на поверхні покриття. У зв'язку з цим, були проведені дослідження на твердомере НаноСкан3D .
Малюнок 4.8 - Графік залежності значення твердості від глибини впровадження індентора при вимірюванні методом динамічного наноіндентування
Фізичний аналіз плівок TiN на твердомере НаноСкан3D виявив багатофазний склад при різних умовах осадження. Це, ймовірно, пов'язано з конденсацією оксиду титану під час росту покриття. Структурні вакансії з монооксиду титану упрочняют нітрідтітановим матрицю і підвищує ефективність покриття. З малюнка 4.8 видно, що на глибині 60 нм покриття має твердість до 50 ГПа. Це говорить про те, що в цьому місці є фаза з монооксиду титану.
Для визначення стійкості покриття наносили на дискові ножі від мездрільних машини ДМ - 3М (малюнок 4.9). Випробування проходили на ВАТ Меліта у виробничих умовах.
Малюнок 4.9 - Дисковий ніж з нітрідтітановим покриттям.
Ножі з нітрідтітановим покриттям були передані в мездрільних та стругальні цеху ВАТ Меліта raquo ;, де мездріровалі і стругали шкурки норки і кролика. Акт випробування дискового ножа зазначений у додатку Г. Результати випробувань показані в таблиці 4.4
Таблиця 4.4 - Результати випробувань дискового ножа.
ОперацііЗатупленіе ножа, число шкурокБез покритіяС покритіемноркакролікноркакролікМездреніе. Після процесу отмокі 180? 205 206? 220 340? 380 350? 380 Стругання. Після процесу дублення 110? 120 115? 130 240? 250 260? 290 З даних наведених у таблиці 4.3 видно, що покриття захищає нож від зносу і підвищує його стійкість.
. 3 Техніко-економічне обгрунтування
У шкіряно-хутряному виробництві, в результаті зношування, ріжучакромка інструменту втрачає свою первинну форму і, як наслідок, ріжучу здатність. Для відновлення ріжучої здатності інструменту проводиться загострювання його робочих поверхонь. У процесі заточування інструменту з його робочої частини зрізаються досить більші верстви дорогого інструментального матеріалу. Крім того, на зміну затупившегося інструменту витрачається час, який збільшує тривалість операції механічної обробки, а отже і її вартість. У таблиці 4.4 зазначені основні техніко-економічні показники стругання шкурки норки.
Таблиця 4.4 - Техніко-економічні показники операції стругання
Найменування показателяОбозна-ченіеЕдініца ізмереніяЗначеніеСтоімость основного оборудованіяNруб.56000Амортізаціонние расходиАруб/мес.930Зар. плата рабочегоZруб/мес.14000Стоімость ножаМруб.3000Стоімость 1 заточкіPруб.50Проізводітельность ДМ3-30: стругання шкурки норкіКшт/мес.12000Расходи електроенергііJруб/мес.4400Колічество заточек ножа без покриття в месяцQ б шт/мес.80Колічество струганих шкур норки на 1 нож без упрочненіяшт/ н...
