Computational engineering of surface layer ground Al2O3‒TiC ceramic. Force analysis


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-7-67-71

Full Text:




Abstract

Regularities of changes in stress intensity in surface layer of ground Al2O3‒TiC ceramic under influence of power load are established with using basic provisions of computational engineering. Formation of microstructural stress concentrators at interface of plastic-deformed layer with original ceramics are revealed, which can cause origin of operational defects and subsequent degradation of ceramic structure.

About the Authors

V. V. Kuzin
ФГБОУ ВО «Московский государственный технологический университет «Станкин»
Russian Federation


S. N. Grigor'ev
ФГБОУ ВО «Московский государственный технологический университет «Станкин»
Russian Federation


M. A. Volosova
ФГБОУ ВО «Московский государственный технологический университет «Станкин»
Russian Federation


References

1. Волосова, М. А. Закономерности изнашивания режущих пластин из оксидной и нитридной керамики / М. А. Волосова, В. В. Кузин // Металловедение и термическая обработка. ― 2012. ― № 1. ― С. 40‒46.

2. Volosova, M. A. Regular features of wear of cutting plates from oxide and nitride ceramics / M. A. Volosova, V. V. Kuzin // Metal Science and Heat Treatment. ― 2012. ― Vol. 54, № 1/2. ― Р. 41‒46.

3. Yin, Zengbin. Friction and wear behaviors of Al2O3/TiC micro-nano-composite ceramic sliding against metals and hard materials / Zengbin Yin, Juntang Yuan, Chuanzhen Huang [et al.] // Ceram. Int. ― 2016. ― Vol. 42, № 1. ― P. 1982‒1989.

4. Xing, Youqiang. Fabrication and tribological properties of Al2O3/TiC ceramic with nano-textures and WS2/Zr soft-coatings / Youqiang Xing, Jianxin Deng, Yonghui Zhou [et al.] // Surface and Coatings Technology. ― 2014. ― Vol. 258. ― P. 699‒710.

5. Кузин, В. В. Инструментальное обеспечение высокоскоростной обработки резанием / В. В. Кузин, С. Ю. Федоров, М. Ю. Федоров [и др.] // Вестник машиностроения. ― 2005. ― № 9. ― С. 46‒50.

6. Kuzin, V. V. Tooling for high-speed cutting / V. V. Kuzin, S. I. Dos'ко, V. F. Popov [et al.] / Russian Engineering Research. ― 2005. ― Vol. 25, № 9. ― Р. 20‒25.

7. Zhao, Jun. Cutting performance and failure mechanisms of an Al2O3/WC/TiC micro-nano-composite ceramic tool / Jun Zhao, Xunliang Yuan, Yonghui Zhou // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. ― 2010. ― Vol. 28, № 3. ― P. 330‒337.

8. Григорьев, С. Н. Перспективы применения инструментов с керамическими режущими пластинами в современной металлообработке / С. Н. Григорьев, В. В. Кузин // Стекло и керамика. ― 2011. ― № 8. ― С. 17‒22.

9. Grigoriev, S. N. Prospects for tools with ceramic cutting plates in modern metal working / S. N. Grigoriev, V. V. Kuzin // Glass and Ceramics. ― 2011. ― Vol. 68, № 7/8. ― Р. 253‒257.

10. Kuzin, V. V. Effective use of high density ceramic for manufacture of cutting and working tools / V. V. Kuzin // Refract. Ind. Ceram. ― 2010. ― Vol. 51, № 6. ― Р. 421‒426.

11. Кузин, В. В. Эффективное применение высокоплотной керамики для изготовления режущих и деформирующих инструментов / В. В. Кузин // Новые огнеупоры. ― 2010. ― № 12. ― С. 13‒19.

12. Kuzin, V. V. Correlation of diamond grinding regimes with Al2O3–TiC-ceramic surface condition / V. V. Kuzin, S. Yu. Fedorov // Refract. Ind. Ceram. ― 2017. ― Vol. 57, № 5. ― P. 520‒525.

13. Кузин, В. В. Взаимосвязь режимов алмазного шлифования с состоянием поверхности Al2O3‒TiC-керамики / В. В. Кузин, С. Ю. Фёдоров // Новые огнеупоры. ― 2016. ― № 9. ― С. 63‒68.

14. Kuzin, V. V. Features of Al2O3–TiC-ceramic specimen edge morphology formation during diamond grinding / V. V. Kuzin, S. Yu. Fedorov, S. N. Grigor’ev // Refract. Ind. Ceram. ― 2017. ― Vol. 58, № 3. ― Р. 319‒323.

15. Кузин, В. В. Закономерности формирования морфологии кромок образцов Al2O3‒TiC-керамики при алмазном шлифовании / В. В. Кузин, С. Ю. Фёдоров, С. Н. Григорьев // Новые огнеупоры. ― 2017. ― № 5. ― С. 63‒67.

16. Кузин, В. В. Особенности изнашивания и разрушения керамических режущих пластин / В. В. Кузин, В. Н. Аникин, С. Ю. Федоров [и др.] // Вестник машиностроения. ― 2010. ― № 11. ― С. 50‒56.

17. Kuzin, V. V. Wear and failure of ceramic cutting plates / V. V. Kuzin, V. N. Anikin, S. Yu. Fedorov [et al.] // Russian Engineering Research. ― 2010. ― Vol. 30, № 11. ― Р. 1116‒1123.

18. Кузин, В. В. Работоспособность режущих инструментов из нитридной керамики при обработке чугунов / В. В. Кузин // Вестник машиностроения. ― 2004. ― № 5. ― С. 39‒43.

19. Kuzin, V. V. Effectiveness of the nitride ceramic cutting tools in machining the gray irons / V. V. Kuzin // Russian Engineering Research. ― 2004. ― Vol. 24, № 5. ― Р. 21‒27.

20. Кузин, В. В. Износ инструментов из нитридной керамики при обработке никелевых сплавов / В. В. Кузин, М. А. Волосова, М. Ю. Федоров // Трение и износ. ― 2013. ― Т. 34, № 3. ― С. 265‒271.

21. Kuzin, V. V. Wear of tools from nitride ceramics when machining nickel-based alloys / V. V. Kuzin, M. A. Volosova, M. Yu. Fedorov // Journal of Friction and Wear. ― 2013. ― Vol. 34, № 3. ― Р. 199‒203.

22. Григорьев, С. Н. Влияние силовых нагрузок на напряженно-деформированное состояние режущих пластин из оксидной керамики / С. Н. Григорьев, В. В. Кузин, А. Д. Батако [и др.] // Вестник машиностроения. ― 2012. ― № 1. ― С. 67‒71.

23. Grigor’ev, S. N. Influence of loads on the stressstrain state of aluminum-oxide ceramic cutting plates / S. N. Grigor’ev, V. V. Kuzin, A. D. Batako [et al.] // Russian Engineering Research. ― 2012. ― Vol. 32, № 1. ― Р. 61‒67.

24. Kuzin, V. V. Stress Inhomogeneity in a ceramic surface layer under action of an external load. Part 1. Effect of complex mechanical loading / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, V. N. Ermolin // Refract. Ind. Ceram. ― 2014. ― Vol. 54, № 5. ― Р. 416‒419.

25. Кузин, В. В. Неоднородность напряжений в поверхностном слое керамики под действием внешней нагрузки. Часть 1. Влияние сложного механического нагружения / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, В. Н. Ермолин // Новые огнеупоры. ― 2013. ― № 10. ― С. 47‒51.

26. Kuzin, V. V. Stress inhomogeneity in a ceramic surface layer under action of an external load. Part 3. Effect of a distributed force load / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, V. N. Ermolin // Refract. Ind. Ceram. ― 2014. ― Vol. 55, № 1. ― Р. 36‒39.

27. Кузин, В. В. Неоднородность напряжений в поверхностном слое керамики под действием внешней нагрузки. Часть 3. Влияние распределенной силовой нагрузки / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, В. Н. Ермолин // Новые огнеупоры. ― 2014. ― № 1. ― С. 42‒46.

28. Kuzin, V. V. The stressed state of the boundary between ceramic and a coating under the effect of power loads / V. V. Kuzin, M. Y. Fedorov // Refract. Ind. Ceram. ― 2016. ― Vol. 57, № 2. ― Р. 192‒198.

29. Кузин, В. В. Напряженное состояние границы между керамикой и покрытием под действием силовых нагрузок / В. В. Кузин, М. Ю. Фёдоров // Новые огнеупоры. ― 2016. ― № 4. ― С. 38‒44.

30. Kuzin, V. Designing of details taking into account degradation of structural ceramics at exploitation / V. Kuzin, S. Grigoriev, M. Volosova [et al.] // Applied Mechanics and Materials. ― 2015. ― Vol. 752/753. ― Р. 268‒271.

31. Kuzin, Valery V. A new generation of ceramic tools / Valery V. Kuzin, Sergey N. Grigor’ev, David R. Burton [et al.] // Proc. of the 10h International Conference on Manufacturing Research ICMR 2012. ― 2012. ― Р. 523‒528.

32. Кузин, В. В. Основы компьютерной инженерии поверхностного слоя шлифованной керамики / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, М. А. Волосова // Новые огнеупоры. ― 2020. ― № 6. ― С. 64‒69.

33. Kuzin, V. Method of investigation of the stress-strain state of surface layer of machine elements from a sintered nonuniform material / V. Kuzin, S. Grigoriev // Applied Mechanics and Materials. ― 2014. ― Vol. 486. ― P. 32‒35.


Supplementary files

For citation: Kuzin V.V., Grigor'ev S.N., Volosova M.A. Computational engineering of surface layer ground Al2O3‒TiC ceramic. Force analysis. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2020;(7):67-71. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-7-67-71

Views: 169

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


ISSN 1683-4518 (Print)