Analýza oceli OCHN3MFA z hlediska řezných sil a mechanismů opotřebení hřbetu řezného materiálu při tvrdém soustružení

Analysis of the OCHN3MFA steel in terms of cutting forces and cutting material flank wear mechanisms in hard turning processes

journal article in Web of Science

en

This article deals with the effect of selected machining parameter values in hard turning of tested OCHN3MFA steel in terms of SEM microstructural analysis of workpiece material, cutting forces, long-term tests, and SEM observations of flank wear VB and crater wear KT of used changeable coated cemented carbide cutting inserts in the processes of performed experiments. OCHN3MFA steel was selected as an experimental (workpiece) material. The selected experimental steel was analyzed prior to hard turning tests to check the initial microstructure of bulk material and subsurface microstructure after hard turning and chemical composition. Study of workpiece material's microstructure and worn cemented carbide cutting inserts was performed with Tescan Vega TS 5135 scanning electron microscope (SEM) with the X-Ray microanalyzer Noran Six/300. The chemical composition of workpiece material was analyzed with Tasman Q4 surface analyzer. All hard turning experiments of the used specimens were performed under the selected machining parameters in the SU 50A machine tool with the 8th selected individual geometry of coated cementite carbide cutting inserts clamped in the appropriate DCLNR 2525M12-M type of cutting tool holder. During the hard turning technological process of the individual tested samples made of OCHN3MFA steel, cutting forces were measured with a Kistler 9257B piezoelectric dynamometer, with their subsequent evaluation using Dynoware software. After the long-term testing, other experiments and results were also realized, evaluating the influence of selected machining parameters with different cutting insert geometry on the achieved surface quality.

Tento článek se zabývá vlivem vybraných hodnot parametrů obrábění při tvrdém soustružení testované oceli OCHN3MFA z hlediska mikrostrukturní analýzy SEM materiálu obrobku, řezných sil, dlouhodobých zkoušek a SEM pozorování opotřebení hřbetu VB a opotřebení výmolu na čele KT použitých vyměnitelných povlakovaných břitových destiček ze slinutých karbidů v procesech prováděných experimentů. Jako experimentální materiál (obrobek) byla zvolena ocel OCHN3MFA. Vybraná experimentální ocel byla před zkouškami tvrdého soustružení analyzována za účelem kontroly počáteční mikrostruktury objemového materiálu a podpovrchové mikrostruktury po tvrdém soustružení a chemického složení. Studium mikrostruktury materiálu obrobku a opotřebovaných karbidových řezných destiček bylo provedeno pomocí skenovacího elektronového mikroskopu (SEM) Tescan Vega TS 5135 s rentgenovým mikroanalyzátorem Noran Six/300. Chemické složení materiálu obrobku bylo analyzováno pomocí analyzátoru povrchu Tasman Q4. Všechny experimenty s tvrdým soustružením použitých vzorků byly provedeny při zvolených parametrech obrábění na obráběcím stroji SU 50A s 8 zvolenou individuální geometrií povlakovaných břitových destiček ze slinutých karbidů upnutých v příslušném typu držáku řezného nástroje DCLNR 2525M12-M. Během technologického procesu tvrdého soustružení jednotlivých testovaných vzorků z oceli OCHN3MFA byly měřeny řezné síly piezoelektrickým dynamometrem Kistler 9257B s jejich následným vyhodnocením pomocí softwaru Dynoware. Po dlouhodobém testování byly realizovány i další experimenty a výsledky, hodnotící vliv vybraných parametrů obrábění s různou geometrií řezné destičky na dosaženou kvalitu povrchu.

This article deals with the effect of selected machining parameter values in hard turning of tested OCHN3MFA steel in terms of SEM microstructural analysis of workpiece material, cutting forces, long-term tests, and SEM observations of flank wear VB and crater wear KT of used changeable coated cemented carbide cutting inserts in the processes of performed experiments. OCHN3MFA steel was selected as an experimental (workpiece) material. The selected experimental steel was analyzed prior to hard turning tests to check the initial microstructure of bulk material and subsurface microstructure after hard turning and chemical composition. Study of workpiece material's microstructure and worn cemented carbide cutting inserts was performed with Tescan Vega TS 5135 scanning electron microscope (SEM) with the X-Ray microanalyzer Noran Six/300. The chemical composition of workpiece material was analyzed with Tasman Q4 surface analyzer. All hard turning experiments of the used specimens were performed under the selected machining parameters in the SU 50A machine tool with the 8th selected individual geometry of coated cementite carbide cutting inserts clamped in the appropriate DCLNR 2525M12-M type of cutting tool holder. During the hard turning technological process of the individual tested samples made of OCHN3MFA steel, cutting forces were measured with a Kistler 9257B piezoelectric dynamometer, with their subsequent evaluation using Dynoware software. After the long-term testing, other experiments and results were also realized, evaluating the influence of selected machining parameters with different cutting insert geometry on the achieved surface quality.

mechanické vlastnosti; mikrostrukturní analýza; řezné síly; opotřebení hřbetu; opotřebení výmolu

mechanical properties; microstructural analysis; cutting forces; flank wear; crater wear

06.12.2021

Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences

Warszawa

2300-1917

69

6

1–8

8