Hartowanie przez pracę
(1) Przyczyny umocnienia przez zgniot Podczas skrawania w obrobionej warstwie wierzchniej wystąpią różne stopnie odkształcenia plastycznego
Poważne odkształcenie zmieni właściwości przetwórcze ciętego materiału. Krawędź tnąca żadnego narzędzia nie może być całkowicie naostrzona, gdy podczas cięcia, wytłaczania i tarcia tępej łukowej krawędzi tnącej i jej przylegającej powierzchni bocznej cząstki metalu na obrabianej powierzchni są skręcone, wyciskane i łamane, jak pokazano na rysunku { {0}} to zjawisko zwiększania twardości warstwy wierzchniej w wyniku silnego odkształcenia plastycznego nazywane jest hartowaniem przez zgniot, znanym również jako hartowanie na zimno. Po utwardzeniu zwiększa się granica plastyczności materiału metalowego, a na obrabianej powierzchni pojawiają się mikropęknięcia i naprężenia własne, zmniejszające wytrzymałość zmęczeniową materiału.
(2) Czynniki wpływające na umocnienie przez zgniot:
1) Zwiększ kąt natarcia narzędzia, zmniejsz promień rozwartego koła narzędzia i zmniejsz odkształcenie plastyczne metalu warstwy tnącej, zmniejszając w ten sposób stopień umocnienia przedmiotu obrabianego.
2) Im większa plastyczność materiału przedmiotu obrabianego i im większy wskaźnik wzmocnienia, tym poważniejsze jest hartowanie. W przypadku ogólnej stali konstrukcyjnej węglowej, im mniejsza zawartość węgla, tym większa plastyczność i poważniejsze hartowanie. Wskaźnik wzmocnienia stali wysokomanganowej Mn12 jest bardzo duży, a twardość obrabianej powierzchni wzrasta ponad 2-krotnie po cięciu; Metale nieżelazne mają niską temperaturę topnienia i są łatwe do osłabienia, a utwardzanie przez zgniot jest znacznie lżejsze niż stal konstrukcyjna, części miedziane są o 30% mniejsze niż części stalowe, a części aluminiowe są o około 75% mniejsze niż części stalowe.
3) Przy stosunkowo dużym posuwie zwiększa się siła skrawania, nasilają się odkształcenia plastyczne metalu warstwy wierzchniej i wzrasta stopień zahartowania.
4) Wraz ze wzrostem prędkości skrawania zmniejsza się odkształcenie plastyczne, zmniejsza się także strefa odkształcenia plastycznego, a co za tym idzie, zmniejsza się głębokość zahartowanej warstwy. Z drugiej strony, wraz ze wzrostem prędkości skrawania wzrasta temperatura skrawania i przyspiesza proces chemiczny. Jednak zwiększenie prędkości skrawania skróci czas przewodzenia ciepła, więc jest już za późno na osłabienie. Gdy temperatura skrawania przekroczy Ac, struktura warstwy powierzchniowej spowoduje przemianę fazową i utworzy strukturę hartującą. W rezultacie wzrośnie głębokość i stopień utwardzenia. Głębokość warstwy hartowanej najpierw maleje wraz ze wzrostem prędkości skrawania, a następnie wzrasta wraz ze wzrostem prędkości skrawania.
Aby zmniejszyć głębokość warstwy utwardzającej się przez zgniot, można zastosować skuteczne środki chłodzące i smarujące.
