Nanoszerkezetű anyagok forgácsolási tulajdonságainak és felület integritásának vizsgálata = Analysis of Surface Integrity and Cutting Properties of Nano Structural Materials

摘要

A kutató munka során azt vizsgáltuk meg, hogy az anyag szemcseméretének finomításával hogyan változik a forgácsolt felület topográfiája. Forgácsolási kísérleteinkhez ultrafinom- és szubmikronos szemcseméretű (5000-100 nm) próbatesteket állítottunk elő intenzív képlékeny-alakítással, valamint ezt kiegészítő hőkezelési eljárással. Kísérleti anyagként OFHC (oxygen free high conductivity) réz és 0,1%C-Mn acél szolgáltak. Az acél próbatesteket polikristályos CBN szerszámmal forgácsoltuk. A kiinduló szemcseméretű és szubmikronos próbatestek forgácsolt felületi érdessége között nem tapasztaltunk szignifikáns eltérést. Részletes vizsgálattal kimutattuk, hogy polikristályos éllel forgácsolva, a felület érdességét az él érdessége, valamint a geometriai- kinematikai viszonyok határozzák meg. Gyémánt egykristály éllel történő forgácsoláskor a felület topográfiai kialakulásában a szubmikronos szemcseméret esetén az anyag anizotróp tulajdonságait elhanyagolhatjuk. A felület egyenetlensége az elméleti kinematikai-geometriai viszonyokból számítható. A forgácsolás végeselemes modelljében az anyag szemcseszerkezetét kvázi amorf szerkezetnek tételezhetjük fel. | During the research work the effect of grain refinement of workpiece material on machined surface topography was investigated in detail. Test pieces of ultra fine and submicron grained microstructure (5000-100 nm) were prepared by severe plastic deformation and additional heat treatment process. OFHC (oxygen free high conductivity) and 0,1%C-Mn steel were chosen as testing materials. Steel specimens were machined by polycrystalline CBN tool. No significant difference was experienced between the surface roughness of the specimens of initial grain size and of submicron grain size. It was particularly demonstrated that surface roughness developed after machining by polycrystalline cutting edge is influenced by the cutting edge roughness, and by the geometric and kinematic conditions. It can be stated that in the range of submicron grain size the anisotropic properties of workpiece material can be ignored in formation of surface topography, if monocrystalline diamond tool is used. The value of surface roughness can be calculated from the geometric and kinematic conditions. Material grain structure was considered as to be in quasi amorphous state in the finite element model of machining.