Siberian Federal University

Issue

Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies. 2020 13 (2)

Authors

Vostrikov, Yaroslav A.; Sleptsova, Sardana A.

Contact information

Vostrikov, Yaroslav A.: Far Eastern State Transport University 47 Serysheva Str., Khabarovsk, 680021, Russia; ; Sleptsova, Sardana A.: M.K. Ammosov North-Eastern Federal University Yakutsk, Russian Federation;

Keywords

hard alloy; electrospark alloying; multilayer coating; heat sink; thermogram; thermal imager

Abstract

В работе выполнены исследования влияния защитного покрытия на теплоотводящие свойства режущей пластины из вольфрамсодержащего твердого сплава марки ВК8. В статье приведена последовательность измерений температуры тепловизором и термографом для установления механизма отвода тепла защитным покрытием. Описаны факторы, влияющие на погрешность измерений температуры в статичном эксперименте при помощи тепловизора. Получено время достижения максимума температуры, передаваемой от нагретого контртела твердому сплаву с покрытием и без покрытия. Установлена длительность выдержки максимальной температуры, передаваемой от контртела к исследуемым сплавам. Показано, что многослойное электроискровое покрытие на основе Ni, Cu, Fe, Cr, W снижает значение максимальной температуры при одинаковых условиях испытаний на 42 %, при этом скорость остывания поверхности в точке, близкой к режущей кромке, увеличилась на 53 %. Полученные данные показывают влияние защитного покрытия на теплоотводящее свойство твердого сплава. Исследования времени распространения тепла по всей поверхности образца, а также время остывания проводили на термографе. Установлена разница в 103 °С у сплава без покрытия, в одно и то же время, между точками на режущей кромке и на расстоянии 2 мм ниже по передней поверхности, при этом для сплава с защитным покрытием такая разница составила 79 °С, что на 24 % ниже. Наглядно показаны термограммы сплавов с покрытием и без в момент времени достижения максимального значения температуры на их поверхности. Работа покрытия по отведению тепла из точки контакта с нагретым контртелом доказана в ходе исследований, а теплоотводящее свойство объясняется составом покрытия, полученного электроискровым легированием электродами на основе Cu, Ni, Fe, W, и Cr.

The effect of a protective coating on the heat removal properties of a cutting plate made of VK8 tungsten-containing hard alloy has been studied. The article provides a sequence of measurements made by a thermal imager and a thermograph to install a mechanism for heat removal by a protective coating. The factors affecting the fault in temperature measurements in a static experiment by means of a thermal imager are described. The time to maximum temperature transferred from the heated counterbody to the hard alloy with and without coating has been obtained. The exposure time of the maximum temperature transmitted from the counterbody to the alloys under study has been fixed. It has been demonstrated that a multilayer electrospark coating based on Ni, Cu, Fe, Cr, W reduces the maximum temperature under the same test conditions by 42%, while the surface cooling rate at the point close to the cutting edge increases by 53%. The data obtained show the effect of the protective coating on the heat removal property of the hard alloy. The time of heat propagation over the entire surface of the test sample and the cooling time have been studied by means of a thermograph. There is a temperature difference of 103°С for the alloy without coating that has been calculated simultaneously between the points on the cutting edge and at a distance of 2 mm lower along the front surface, while for the alloy with a protective coating the difference was 79°С, it is less by 24%. The thermograms of alloys with and without coating are clearly shown at time to maximum temperature on the surface. The work of the coating to remove heat from the point of contact with the heated counterbody has been proven, and the heat removal property is explained by the composition of the coating obtained by electrospark alloying with electrodes based on Cu, Ni, Fe, W, and Cr

Pages

133-143

DOI

10.17516/1999-494X-0209

Paper at repository of SibFU

https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/135147

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).