STRESS CONDITION OF THE CERAMICS-COATING INTERFACE UNDER THE POWER LOAD


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2016-4-38-44

Full Text:




Abstract

The method is developed for the stress condition investigation in the interface between ceramics and coating, the method is used to discover the basic regularities of the stress condition formation in the nitride ceramics boundary layers and titanium nitride coating under the action of both concentrated and distributed forces. As it is shown it is necessary to take into account the ceramics‒coating interface's stress condition when analyzing the ceramic details wear and distraction, and when designing, manufacturing and during the use of the ceramic products.

About the Authors

V. V. Kuzin
Московский государственный технологический университет «Станкин», Москва
Russian Federation


M. Yu. Fedorov
Московский государственный технологический университет «Станкин», Москва
Russian Federation


References

1. Верещака, А. С. Методология и примеры проектирования эффективного технологического процесса изготовления инструментального материала / А. С. Верещака, С. Н. Григорьев, В. А. Ким [и др.] // СТИН. ― 2014. ― № 1. ― С. 5‒12. Vereshchaka, A. S. Design of an effective manufacturing process for tool materials / A. S. Vereshchaka, S. N. Grigorev, V. A. Kim [et al.] // Russian Engineering Research. ― 2014. ― Vol. 34. ― С. 516‒521.

2. Miao, H. Z. Investigation on the modification methods to ceramic cutting tools / H. Z. Miao, Z. J. Peng, W. J. Si [et al.] // Key Engineering Materials. ― 2005 ― Vols. 280‒283. ― Р. 1197‒1202.

3. Pakuła, D. Structure and properties of the Si3N4 nitride ceramics with hard wear resistant coatings / D. Pakuła, L. A. Dobrzański, K. Gołombek [et al.] // J. Materials Processing Technology. ― 2004. ― Vol. 157/158. ― P. 388‒393.

4. Кузин, В. В. Эффективное применение высокоплотной керамики для изготовления режущих и деформирующих инструментов / В. В. Кузин // Новые огнеупоры. ― 2010. ― № 12. ― С. 13‒19. Kuzin, V. V. Effective use of high density ceramic for manufacture of cutting and working tools / V. V. Kuzin // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2010. ― Vol. 51, № 6. ― Р. 421‒426.

5. Zhijian, P. Hard and wear-resistant titanium nitride films for ceramic cutting tools by pulsed high energy density plasma / P. Zhijian. M. Hezhuo, W. Wei [et al.] // Surface and Coatings Technology. ― 2003 ― Vol. 166, № 2. ― P. 183‒188.

6. Long, Y. Cutting performance and wear mechanism of Ti‒ Al‒N/Al‒Cr‒O coated silicon nitride ceramic cutting inserts / Y. Long, J. Zeng, W. Shanghua // Ceramics International.― 2014. ― Vol. 40, № 7. Part A. ― Р. 9615‒9620.

7. Кузин, В. В. Эффективное применение высокоплотной керамики для изготовления режущих и деформирующих инструментов / В. В. Кузин // Новые огнеупоры. ― 2010. ― № 12. ― С. 13‒19. Kuzin, V. V. Effective use of high density ceramic for manufacture of cutting and working tools / V. V. Kuzin // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2010. ― Vol. 51, № 6. ― Р. 421‒426.

8. Кузин, В. В. Инструментальное обеспечение высокоскоростной обработки резанием / В. В. Кузин, С. И. Досько, В. Ф. Попов [и др.] // Вестник машиностроения. ― 2005. ― № 9. ― С. 46‒50. 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.

9. Kuzin, V. Tool life and wear mechanism of coated Si3N4 ceramic tools in turning grey cast iron / V. Kuzin, S. Grigoriev // Key Engineering Materials. ― 2014. ― Vol. 581. ― Р. 14‒17.

10. Grigoriev, S. The stress-strained state of ceramic tools with coating / S. Grigoriev, V. Kuzin, D. Burton, D. Batako // Proceedings of the 37th International Conference MATADOR. ― 2012‒2013. ― Р. 181‒184.

11. Григорьев, С. Н. Напряженно-деформированное состояние инструментов из нитридной керамики с покрытием / С. Н. Григорьев, В. В. Кузин, М. А. Волосова // Вестник машиностроения. ― 2012. ― № 6. ― С. 64‒69. Grigor'ev, S. N. Stress-Strain State of a Coated Nitride-Ceramic Tool / S. N. Grigor'ev, V. V. Kuzin, M. A. Volosova // Russian Engineering Research. ― 2012. ― Vol. 32, № 7/8. ― Р. 561‒566.

12. Фиников, С. П. Теория поверхностей : изд. 4, перераб., испр. / С. П. Фиников. ― М. : Изд. группа URSS, Ленанд, 2016. ― 304 с.

13. Кузин, В. В. Микроструктурная модель керамической режущей пластины / В. В. Кузин // Вестник машиностроения. ― 2011. ― № 5. ― С. 72‒76. Kuzin, V. V. Microstructural model of ceramic cutting plate / V. V. Kuzin // Russian Engineering Research. ― 2011. ― Vol. 31, № 5. ― Р. 479‒483.

14. Кузин, В. В. Математическая модель напряженнодеформированного состояния керамической режущей пластины / В. В. Кузин, В. И. Мяченков // Вестник машиностроения. ― 2011. ― № 10. ― С. 75‒80. Kuzin, V. V. Stress–strain state of ceramic cutting plate / V. V. Kuzin, V. I. Myachenkov // Russian Engineering Research. ― 2011. ― Vol. 31, № 10. ― Р. 994‒1000.

15. Волосова, М. А. Влияние покрытия из нитрида титана на структурную неоднородность напряжений в оксидно-карбидной керамике. Часть 1. Методика исследования / М. А. Волосова, С. Н. Григорьев, В. В. Кузин // Новые огнеупоры. ― 2014. ― № 8. ― С. 28‒31. Volosova, M. A. Effect of tinaium nitride coatings on stress structural inhomogeneity in oxide-carbide ceramic. Part 1. Research procedure / M. A. Volosova, S. N. Grigor’ev, V. V. Kuzin // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2014. ― Vol. 55, № 4. ― Р. 338‒340.

16. 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. ― Р. 32‒35.

17. Волосова, М. А. Влияние покрытия из нитрида титана на структурную неоднородность напряжений в оксидно-карбидной керамике. Часть 2. Действует сосредоточенная сила / М. А. Волосова, С. Н. Григорьев, В. В. Кузин // Новые огнеупоры. ― 2014. ― № 10. ― С. 77‒82. Volosova, M. A. Effect of tinaium nitride coatings on stress structural inhomogeneity in oxide-carbide ceramic. Part 2. Concentrated force action / M. A. Volosova, S. N. Grigor’ev, V. V. Kuzin // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2015. ― Vol. 55, № 5. ― Р. 487‒491.

18. Волосова, М. А. Влияние покрытия из нитрида титана на структурную неоднородность напряжений в оксидно-карбидной керамике. Часть 3. Действует распределенная силовая нагрузка / М. А. Волосова, С. Н. Григорьев, В. В. Кузин // Новые огнеупоры. ― 2014. ― № 12. ― С. 35‒40. Volosova, M. A. Effect of titanium nitride coating on stress structural inhomogeneity in oxide-carbide ceramic. Part 3. Action of distributed force load / M. A. Volosova, S. N. Grigor’ev, V. V. Kuzin // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2015. ― Vol. 55, № 6. ― Р. 565‒569.

19. Волосова, М. А. Влияние покрытия из нитрида титана на структурную неоднородность напряжений в оксидно-карбидной керамике. Часть 4. Действует тепловой поток / М. А. Волосова, С. Н. Григорьев, В. В. Кузин // Новые огнеупоры. ― 2015. ― № 2. ― С. 47‒52. Volosova, M. A. Effect of titanium nitride coating on stress structural inhomogeneity in oxide-carbide ceramic. Part 4. Action of heat flow / M. A. Volosova, S. N. Grigor’ev, V. V. Kuzin // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2015. ― Vol. 56, № 1. ― Р. 91‒96.

20. Волосова, М. А. Влияние покрытия из нитрида титана на структурную неоднородность напряжений в оксидно-карбидной керамике. Часть 5. Действует комбинированная нагрузка / М. А. Волосова, С. Н. Григорьев, В. В. Кузин // Новые огнеупоры. ― 2015. ― № 4. ― С. 49‒53. Volosova, M. A. Effect of titanium nitride coating on stress structural inhomogeneity in oxide-carbide ceramic. Part 5. A combined load operates / M. A. Volosova, S. N. Grigor’ev, V. V. Kuzin // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2015. ― Vol. 56, № 2. ― Р. 197‒200.

21. Григорьев, С. Н. Автоматизированная система термопрочностных расчетов керамических режущих пластин / С. Н. Григорьев, В. И. Мяченков, В. В. Кузин // Вестник машиностроения. ― 2011. ― № 11. ― С. 26‒31. Grigor’ev, S. N. Automated thermal-strength calculations of ceramic cutting plates / S. N. Grigor’ev, V. I. Myachenkov, V. V. Kuzin // Russian Engineering Research. ― 2011. ― Vol. 31, № 11. ― Р. 1060‒1066.


Supplementary files

For citation: Kuzin V.V., Fedorov M.Y. STRESS CONDITION OF THE CERAMICS-COATING INTERFACE UNDER THE POWER LOAD. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2016;(4):38-44. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2016-4-38-44

Views: 128

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


ISSN 1683-4518 (Print)