В статье рассматривается технология радиационной модификации твердосплавного материала режущих пластин для торцевой фрезы с помощью гамма-облучения. Целью исследования является анализ влияния гамма-облучения на износостойкость режущего инструмента при фрезеровании сталей. Измерение стойкости режущего инструмента выполнялось косвенным методом, посредством измерения величины износа при визуальном осмотре на цифровом микроскопе BM200 LCD. В качестве исходной заготовки для фрезерования был выбран круглый горячекатаный прокат из стали 40Х с габаритными размерами 200х375 мм. Основанием для выбора материала являлся широкий спектр областей его применения в машиностроении. При фрезеровании режимы резания фиксировались и были назначены согласно рекомендациям завода –изготовителя режущего инструмента по центру диапазона допустимых значений. Измерение износа пластин выполнялось после формообразования новой плоскости на заготовке, для чего производились четыре прохода по 370 мм. Износ измерялся с помощью цифрового микроскопа по задней и передней поверхностям пластины. Приводятся результаты сравнительных испытаний на износостойкость твердосплавных пластин при фрезеровании в состоянии поставки и после их радиационной модификации. Приведен анализ характера износа режущей кромки инструмента до и после его обработки гамма-облучением. Показано, что износостойкость модифицированного режущего инструмента по передней и задней поверхностям в среднем повысилась более чем вдвое.
This article examines the technology of radiation modification of carbide material for end mill cutting inserts using gamma irradiation. The aim of the study is to analyze the effect of gamma irradiation on the wear resistance of cutting tools during steel milling. Cutting tool life was measured indirectly by visually inspecting the wear using a BM200 LCD digital microscope. A round hot-rolled 40X steel bar with overall dimensions of 200 x 375 mm was selected as the initial workpiece for milling. The material was chosen based on its wide range of applications in mechanical engineering. During milling, cutting conditions were recorded and assigned according to the cutting tool manufacturer’s recommendations at the center of the value range. Wear measurements were performed after forming a new plane on the workpiece, for which four passes of 370 mm each were made. Wear was measured using a digital microscope on the back and front surfaces of the insert. The results of comparative wear resistance tests of as-received and radiation-modified carbide inserts during milling are presented. An analysis of the wear patterns of the tool’s cutting edge before and after gamma irradiation is provided. It is shown that the wear resistance of the modified cutting tool on both the rake and flank surfaces increases by more than twofold on average.
1. Вас Г. С. Основы радиационного материаловедения. Металлы и сплавы. М.: Техносфера, 2014. 992 с. ISBN 978‑5‑94836‑400‑1.
2. Бондаренко Г. Г. Радиационная физика, структура и прочность твердых тел. М.: Лаборатория знания, 2016. 462 с.
3. Makarevich Yu. L., Oniskiv V. D., Stolbov V. Yu., Gitman I. Effect of Gamma Irradiation on Strength Properties of Basalt Composites // Mechanics of Composite Materials. 2022. Vol. 58. Is. 1. Р. 43–52. DOI: 10.1007/s11029-022-10010-9.
4. Naikwadi A. T., Sharma B. K., Bhatt K. D., Mahanwar P. A. Gamma Radiation Processed Polymeric Materials for High Performance Applications: A Review // Frontiers in Chemistry. 2022. Vol. 10. Р. 1–15. DOI: 10.3389/fchem.2022.837111.
5. Онискив В. Д., Столбов В. Ю., Макаревич Ю. Л., Чунаев В. Ю. Некоторые результаты исследования прочности и радиационной стойкости углерод-базальтовых композиционных материалов // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2024. № 3. С. 11–16. DOI: 10.31044/1994-6260-2024-0-3-11-16.
6. Логинова М. В., Яковлев В. И., Филимонов В. Ю., Ситников А. А., Собачкин А. В., Иванов С. Г., Градобоев А. В. Формирование структурных состояний в механоактивированных порошковых смесях Ti+Al, подвергнутых гамма-облучению // Письма о материалах. 2018. Т. 8. № 2. С. 129–134. URL: https://lettersonmaterials.com/en/Readers/Article.aspx?aid=2576 (дата обращения: 15.06.2026). DOI: 10.22226/2410-3535-2018-2-129-134.
7. Шиныкулова Н. Н., Шамбулов Н. Б., Татенов А. М., Eртурк С., Шиныкулова Г. Н., Мәжит Ж. Б., Ашикбаева А. Б. Исследование влияния гамма-облучения на монокристаллы феррита-шпинеля // Вестник Казахстанско-Британского технического университета. 2023. Т. 20. № 4. С. 97–108. DOI: 10.55452/1998-6688-2023-20-4-97-108.
8. Логинова М. В., Яковлев В. И., Филимонов В. Ю., Ситников А. А., Собачкин А. В., Иванов С. Г., Градобоев А. В. Формирование структурных состояний в механоактивированных порошковых смесях Ti+Al, подвергнутых гамма-облучению // Письма о материалах. 2018. Т. 8. № 2. С. 129–134. DOI: 10.22226/2410-3535-2018-2-129-134.
9. Фельдман В. И., Цирлина Г. А. Исследования процессов с участием заряженных частиц на химическом факультете МГУ // Журнал физической химии. 2019. T. 93. № 11. С. 1603–1619. DOI: 10.1134/S0044453719110104.
10. Алекперов А. С., Дашдемиров А. О., Нагиев Т. Г., Джабаров С. Г. Влияние гамма-облучения на эффект термопереключения монокристалла GeS : Nd // Физика и техника полупроводников. 2021. Т. 55. № 7. С. 537–540. DOI: 10.21883/FTP.2021.07.51011.9649.
11. Чернов И. П., Мамонтов А. П. Упорядочение структуры кристаллов ионизирующим излучением (Эффект малых доз ионизирующего излучения) // Известия Tомского политехнического университета. 2000. Т. 303. № 1. С. 74–80. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/uporyadochenie-struktury-kristallov-ioniziruyuschim-izlucheniem-effekt-malyh-doz-ioniziruyuschego-izlucheniya/viewer (дата обращения: 15.06.2026).
12. Осколкова Т. Н., Глезер А. М. Современное состояние научной проблемы поверхностного упрочнения карбид-вольфрамовых твердых сплавов (обзор) // Известия вузов. Черная металлургия. 2017. Т. 60. № 12. С. 980–991. DOI: 10.17073/0368-0797-2017-12-980-991.
13. Клопотов А. А., Тимошников Ю. А., Иванов Ю. Ф. Влияние облучения гамма-квантами на структурно-фазовое состояние сплава ВК-8 // Вестник Омского университета. 1999. № 2. С. 29–31. URL: https://herald-journal.omsu.ru/issues/103/2964.php (дата обращения: 15.06.2026).
14. Онискив В. Д., Столбов В. Ю., Макаров В. Ф., Песин М. В. Влияние радиационного модифицирования на износостойкость резцов из твердосплавного материала ВК-8 // Трение и износ. 2025. Т. 46. № 5. С. 502–510. DOI: 10.32864/0202-4977-2025-46-5-502-510.
15. Макаров В. Ф., Песин М. В., Столбов В. Ю., Онискив В. Д., Ран М. А. Повышение износостойкости твердосплавных режущих инструментов путем радиационной модификации микроструктуры твердого сплава. // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2025. № 8 (170). С. 31–40. DOI: 10.30987/2223-4608-2025-8-31-40.