Nano-scratching resistance of highchromium white cast iron and its correlation with wear of cBN tool in machining

Abstract

In this paper, a nano-scratch testing approach was used to measure and evaluate the abrasion wear resistance of high-chromium white cast irons in order to understand the wear mechanism in the interaction between the high-chromium white cast iron and the cBN cutting tool during the machining process. Scratch testing was performed on a nanoindentation instrument using a diamond indenter as the scratch tool. Linear multi-pass scratches in the same path were made on pre-worn surfaces of test materials. The correlation of the scratching resistance and tool wear measured from the machining is presented by the flank wear and maximum scratch depth. The appearance of the cutting edge on a cBN tool suggests that the abrasion wear is mainly related with a combined effect of the carbides and the matrix during machining the high-chromium white cast iron.

Досліджено зносостійкість білих чавунів з високим вмістом хрому при використанні наноподряпання для того, щоб зрозуміти механізм зношування при взаємодії високохромістого білого чавуну і різального інструменту з КБН під час процесу обробки. Випробування наноподряпанням виконано на приладі для наноіндентування з використанням алмазного індентора. Лінійні багатопрохідні подряпини на одній і тій же ділянці було зроблено на попередньо зношених поверхнях матеріалів, що випробували. Кореляцію спротиву подряпанню і зносу інструменту, виміряних при точіння, визначено при порівнянні зносу фальца і максимальної глибини подряпини. Зовнішній вигляд ріжучої кромки на інструменті з cBN дозволяє припустити, що абразивний знос матеріалу в основному пов'язаний з взаємодією карбідів і матриці під час обробки високохромистого білого чавуну.

Исследована износостойкость белых чугунов с высоким содержанием хрома при использовании наноцарапание для понимания механизма износа при взаимодействии высокохромистого белого чугуна и режущего инструмента из cBN во время процесса обработки. Испытания царапанием проводили на приборе наноиндентирования с использованием алмазного индентора. Линейные многопроходные царапины на одном и том же участке выполняли на предварительно изношенных поверхностях испытываемых материалов. Корреляция сопротивления царапанию и износа инструмента, измеренного при точении, показана при сравнении износа фланца и максимальной глубиной царапины. Внешний вид режущей кромки на инструменте из cBN свидетельствует о том, что абразивный износ в основном связан с взаимодействием карбидов и матрицы при обработке высокохромистого белого чугуна.