donstuAdvanced Engineering Research (Rostov-on-Don)Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)2687-1653Don State Technical University10.12737/20216donstu-97Research ArticleMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕWear-resistance of high entropy cutting-tool materialsИзносостойкость высокоэнтропийных инструментальных режущих материаловРыжкинАнатолий АндреевичRyzhkinAnatoly A.a.ryzhkin_39@mail.ruБоковАнатолий ИвановичBokovAnatoly I.u_oley@mail.ruОлейниковаЮлия АнатольевнаOleynikovaYulia A.valera33305@mail.ruДонской государственный технический университетРоссияDon State Technical UniversityRussian Federation2016300920161635358Copyright © Ryzhkin A.A., Bokov A.I., Oleynikova Y.A., 20162016Рыжкин А.А., Боков А.И., Олейникова Ю.А.Ryzhkin A.A., Bokov A.I., Oleynikova Y.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/97

The work objective is to study the wear resistance of the experimental hard alloys (EHA) and complex alloyed high-speed steels (HSS) under cutting, as well as to establish the interconnection between their tribological characteristics and the entropy values (thermal EMF). The experimental studies on the EHA wear are carried out under the longitudinal turning, and HSS - under the friction conditions and drilling operations. Molybdenum, iron, titanium and copper mono carbide alloys are inserted into the cobalt bonds. It is shown that in this case, both entropy and wear-resistance increase (up to 2.5-3 times) as compared to the VK8 base alloy. At the same time the optimum machining spectrum extends. The functional relation between entropy and thermal EMF of the HSS is established, and it is shown that the minimum values of the thermal EMF correspond to the high entropy values. The HSS wear rate under friction is lower and the guaranteed life of drills is higher in steels with a high entropy value. The results obtained should be applied to the forming operations for the cutting-tool materials (CTM) of the maximum wear-resistance, and when developing new CTM.

Цель работы - изучение износостойкости экспериментальных твердых сплавов (ЭТС) и сложнолегированных быстрорежущих сталей (БРС) при резании, а также установление связи между их трибологическими характеристиками и величиной энтропий (термо-ЭДС). Экспериментальные исследования износа ЭТС проводили при продольном точении, а БРС - в условиях трения и на операциях сверления. В кобальтовую связку вводились однокарбидные сплавы молибдена, железа, титана и меди. Показано, что в этом случае по сравнению с базовым сплавом ВК8 возрастают и энтропия, и износостойкость (до 2,5-3 раз). Одновременно расширяется диапазон оптимальных скоростей резания. Установлена функциональная связь между энтропией и термо-ЭДС БРС и показано, что минимальным значениям термо-ЭДС соответствуют большие значения энтропии. Интенсивность изнашивания БРС при трении ниже, а гарантийная стойкость сверл выше у сталей с большим значением энтропий. Полученные результаты целесообразно использовать на операциях формообразования для режущего материала (РМ) максимальной износостойкости, а также при разработке новых РМ.

cutting-tool materialswear-resistancethermal EMFentropyhigh entropy cutting-tool materialsрежущие материалыизносостойкостьтермо-ЭДСэнтропиявысокоэнтропийные инструментальные режущие материалы (ИРМ)ReferencesТермодинамический метод оценки интенсивности изнашивания трущихся материалов / А. А. Рыжкин [и др.] // Трение и износ. - 1982. - Т. 3, № 5. - С. 867-872.Ryzhkin, A.A., et al. Termodinamicheskiy metod otsenki intensivnosti iznashivaniya trushchikhsya materialov. [Thermodynamic method for estimating wear rate of rubbing materials.] Journal of Friction and Wear, 1982, vol. 3, no. 5, pp. 867–872 (in Russian).Рыжкин, А. А. Обработка материалов резанием: физические основы / А. А. Рыжкин. - Ростов-на-Дону : Изд. центр ДГТУ, 1996. - 242 с.Ryzhkin, A.A. Obrabotka materialov rezaniem: fizicheskie osnovy. [Materials cutting: physical fundamentals.] Rostov-on-Don: DSTU Publ. Centre, 1996, 242 p. (in Russian).Рыжкин, А. А. Обработка материалов резанием / А. А. Рыжкин. - Ростов-на-Дону : Изд. центр ДГТУ, 1995. - 256 с.Ryzhkin, A.A. Obrabotka materialov rezaniem. [Materials cutting.] Rostov-on-Don: DSTU Publ. Centre, 1995, 256 p. (in Russian).Оценка работоспособности высокоэнтропийных инструментальных режущих материалов / А. А. Рыжкин [и др.] // Трение и износ. - 2016. - Т. 37, № 1. - С. 47-54.Ryzhkin, A.A., et al. Otsenka rabotosposobnosti vysokoentropiynykh instrumental'nykh rezhushchikh materialov. [Determination of the efficiency of high- entropy cutting tool materials.] Journal of Friction and Wear, 2016, vol. 37, no. 1, pp. 47–54 (in Russian).Ryshkin A. Über Reibung und Verschleiss bei der Zerspanung mit W-Co und W-frei beschichteten Schneidwerkzeugen / A. Ryshkin // 14th International Plansee Seminar'97 : Proceedings. - Reutte, Tirol, Wattens. - 1997. - Vol. 2. Cemented Carbides and Hard Materials. - P. 300-314.Ryshkin, A. Über Reibung und Verschleiss bei der Zerspanung mit W-Co und W-frei beschichteten Schneidwerkzeugen. 14th International Plansee Seminar'97: Proceedings. Reutte, Tirol, Wattens, 1997, vol. 2. Cemented Carbides and Hard Materials. Pp. 300–314.Рыжкин, А. А. Синергетика изнашивания инструментальных режущих материалов (трибоэлектрический аспект) / А. А. Рыжкин. - Ростов-на-Дону : Изд. центр ДГТУ, 2004. - 322 с.Ryzhkin, A.A. Sinergetika iznashivaniya instrumental'nykh rezhushchikh materialov (triboelektricheskiy aspekt). [Synergetics of cutting tool materials wear (triboelectric aspect).] Rostov-on-Don: DSTU Publ. Centre, 2004, 322 p. (in Russian).Твердый сплав на основе карбида вольфрама (варианты) : патент 2531332 Рос. Федерация : МПК С22С29/08 / А. А. Рыжкин [и др.] ; Донской государственных технический университет. - 2012128284/02 ; заявл. 04.07.12 ; опубл. 20.10.14, Бюл. № 29. - 6 с.Ryzhkin, A.A., et al. Tverdyy splav na osnove karbida vol'frama (varianty): patent 2531332 Ros. Federatsiya: MPK S22S29/08. [Solid carbide based on tungsten carbide (options).] Patent RF, no. 2531332, 2014 (in Russian).Термоэлектродвижущая сила металлов / Ф.-Дж. Блатт [и др.] ; пер. с англ. под ред. Д. К. Белащенко. - Москва : Материал, 1980. - 248 с.Blatt, F.-J., et al. Termoelektrodvizhushchaya sila metallov. [Thermoelectric power of metals.] Transl. from English. Moscow: Material, 1980, 248 p. (in Russian).Карапетьянц, М. Х. Введение в теорию химических процессов / М. Х. Карапетьянц. - Москва : Высшая школа, 1975. - 333 с.Karapetyants, М.K. Vvedenie v teoriyu khimicheskikh protsessov [Introduction to chemical processes theory.] Moscow: Vysshaya shkola, 1975, 333 p. (in Russian).Рыжкин, А. А. О связи между износостойкостью и физическими свойствами инструментальных материалов / А. А. Рыжкин, В. В. Илясов // Вестник машиностроения. - 2000. - № 12. - С. 32-40.Ryzhkin, A.A., Ilyasov, V.V. O svyazi mezhdu iznosostoykost'yu i fizicheskimi svoystvami instrumental'nykh materialov . [On the relationship between wear resistance and physical properties of the tool materials.] Vestnik Mashinostroeniya, 2000, no. 12, pp. 32–40 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.