4. Ý nghĩa của đề tài
4.4. Thảo luận kết quả nghiên cứu khi tiện cứng thép 9XC bằng mảnh
PCBN.
Qua các kết quả nghiên cứu tối ưu hóa chế độ cắt khi tiện cứng thép 9XC bằng mảnh dao PCBN để đạt được chất lượng bề mặt mài cần phải quan tâm đến một số vấn đề sau:
Kết quả phân tích cho thấy, các mảnh dao đều bị mòn cả mặt trước và mặt sau. Khi gia công ở tốc độ cắt cao, quá trình mòn dụng cụ cắt được phát triển đều trên lưỡi cắt chính. Nguyên nhân là do các hạt cứng của vật liệu gia công cào xước vào bề mặt tiếp xúc của dụng cụ. Khi tăng vận tốc cắt V lớn hơn ta thấy bắt đầu có hiện tượng dính bám, nứt tách vật liệu gia công và gây mòn nhiều ở mặt sau rồi phát triển mạnh về phía mũi dao. Hiện tượng nứt tách, rạn vỡ lưỡi cắt và dính bám vật liệu gia công do nhiệt cắt kết hợp với ôxi hoá lớp bề mặt đã làm một phần vật liệu bị khuếch tán lẫn nhau, gây mòn nhiều và tiến tới phá huỷ lưỡi dao. Do đó, tác động này đã làm giảm tuổi bền của dụng cụ cắt và tăng nhám bề mặt gia công.
Tại chế độ cắt t = 0,08 (mm); Sn = 0,045 (mm/vg); v = 150 (m/ph), với các chiều dài cắt và thời gian khác nhau, ta thấy dọc theo lưỡi cắt chính xuất hiện vòng cung mòn với chiều rộng xấp xỉ 10μm. Trên vùng mòn mặt trước này đã nhìn thấy hình ảnh các hạt CBN, đó là hiện tượng dính của VLDC trên bề mặt vùng mòn, ta thấy rằng những mảnh vật liệu dụng cụ bong ra khỏi bề mặt theo cơ chế mòn dính hoặc dính kết hợp với mỏi (hình 4.5).
Trên vùng mòn nhiều hạt CBN bị tách khỏi bề mặt do tương tác của VLDC, là cơ chế mòn do khuếch tán kết hợp với cào xước (hình 4.6 và hình 4.7).
Tại t = 0,06 (mm); Sn = 0,09 (mm/vg); v = 180 (m/ph). Với chiều dài cắt L = 80mm (hình 4.8) có thể thấy mòn mặt trước phát triển trên hầu hết diện tích tiếp xúc giữa phoi và mặt trước thí cơ chế mòn do bóc tách các mảnh vật liệu tỏe nên chiếm ưu thê, thay cho cơ chế mòn do cào xước làm cho mòn mặt trước phát triển với tốc độ cao hơn. Bề mặt mòn trở lên ghồ ghề và không nhẵn như bề mặt vùng mòn mặt trước thông thường. Điều này có thể giải thích do cơ tính của
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
PCBN ít bị suy giảm bởi nhiệt độ cao trong vùng cắt, tuy nhiên tác dụng có chu kỳ của các hạt cứng trong thép lên bề mặt kết hợp với dính đã làm cho bề mặt của dụng cụ bị phá hủy theo cơ chế dính mỏi kết hợp sau một thời gian gia công nhất định.
Khi cắt với L=160mm và L=240mm (hình 4.9 và 4.10), mòn phát triển dần vào phía trong vùng mặt trước theo hướng thoát phoi, ứng suất pháp giảm đi nhanh chóng, hiện tượng dính trở nên phổ biến ở vùng phoi thoát khỏi mặt trước thì cơ chế mòn do mỏi kết hợp với dính là nguyên nhân của mòn ở vùng này gây bóc tách từng mảnh.
Từ các kết quả nghiên cứu ta thấy các thông số (t,S,V) đều ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công nhưng ở các mức độ khác nhau: vận tốc có ảnh hưởng nhiều nhất, còn chiều sâu cắt t có ảnh hưởng không đáng kể. Từ các kết quả tối ưu ta thấy rằng để đạt được độ nhẵn bề mặt cao, khi tiện cứng thép 9XC bằng mảnh PCBN cần tiện với giá trị nhỏ của các thông số khảo sát. Trong ba thông số thì vận tốc cắt và chiều sâu cắt có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng bề mặt hơn.
Khi khảo sát tối ưu hoá bằng các đồ thị cho phép mở rộng khả năng lựa chọn các bộ thông số hợp lý với mục tiêu cụ thể khi tiện cứng thép 9XC bằng mảnh dao PCBN.
Ảnh SEM cho thấy rằng khi tiện cứng thép 9XC bằng mảnh dao PCBN thì hiện tượng vật liệu mảnh dao bị nén giãn sang hai bên đường cắt xảy ra mạnh hơn khi tăng chiều sâu cắt t và lượng chạy dao ngang S, đồng thời gây ra ứng suất tập trung trên mảnh dao ảnh hưởng tới tuổi bền của mảnh dao.
Nhiệt cắt khi tiện cứng rất cao lại truyền phần lớn vào mảnh dao và phoi làm cho lớp bề mặt mảnh dao bị nung nóng sau đó được làm nguội nhanh, đây chính là nguyên nhân làm thay đổi cấu trúc lớp bề mặt. Kết quả kiểm tra kim tương lớp bề mặt tại Viện Khoa học vật liệu Hà Nội cho thấy: Lớp bề mặt đã bị tôi lại khi cắt ở chiều sâu cắt lớn và vận tốc nhỏ. Điều đó chứng tỏ nhiệt cắt trong trường hợp này khá cao vì lớp bề mặt đã được nung nóng tới nhiệt độ của điểm AC3. Lớp bề mặt mảnh dao bị tôi lại sẽ bị giảm độ cứng so với ban đầu do đó làm giảm khả năng chịu mài mòn khi làm việc.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
PHẦN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI.