| http://okprint.kz/ интерьерная и широкоформатная печать.
Материалы

О механизме схватывания при чистовой отделочной обработке металлических поверхностей с инструментом


 

Одним их методов, обеспечивающих существенное повышение эксплуатационных характеристик деталей машин и оборудования при производстве строительных материалов, является чистовая отделочная обработка синтетическими сверхтвердыми материалами (алмаз, корунд, боразон и др.) Выглаживание синтетическими сверхтвердыми материалами нашло широкое применение при обработке цветных металлов, сталей и сплавов. Наряду с этим применение в машиностроении таких активных металлов как титан, цирконий, тантал и ниобий и др., вызывает необходимость их чистовой отделочной обработке.

В данной работе, на примере выглаживания плоских поверхностей титана (активный металл) и железоникелевого сплава 50Н «Фени» (неактивный металл), проанализированы экспериментальные результаты по кинетике сглаживания микровыступов при чистовой отделочной обработке искусственным монокристаллическим корундом в условиях термодеформационного воздействия и рассмотрен механизм контактного взаимодействия атомов обрабатываемого металла и инструмента с позиции топохимических реакций, протекающих на поверхностях твердого тела.

Экспериментальное исследование по кинетике сглаживания микровыступов и фрактографии проводили по методике, описанной ранее. Глубина вакуума составила 1∙10-5 - 1∙10-3 мм рт.ст.

В связи с тем, что процесс чистовой отделочной обработки плоским корундовым инструментом осуществляется в условиях одновременного воздействия давления и температуры, были проведены эксперименты по определению влиянию температуры и давления на интенсивность сглаживания микровыступов титана и железоникелевого сплава.

Из анализа полученных данных следует, что изменение температуры, давления и характера их воздействия не оказывает значительного влияния на изменение скорости процесса сглаживания микровыступов титана, как это имеет место для сплава 50 Н и других неактивных металлов. Сопоставление полученных данных по кинетике сглаживания микровыступов титана с данным по сглаживанию микровыступов сплава 50Н и результаты исследования показывают, что, несмотря на одинаковый уровень напряжений в контакте «микровыступ – корунд» (температура, давление, и высота микровыступов идентичны) скорость процесса сглаживания микровыступов титана на этапе установившейся ползучести значительно меньше (1∙10-8 1∙10-9 сек -1), чем для меди и сплава 50 Н (5∙10-3 1∙10-5 сек -1). Расчет длительности полного сглаживания микровыступов титана, проведенный для параметров процесса: T = 700 900оС, р = 5 15 МПа, , без учета химического воздействия в контакте и сил трения, показал, что для сглаживания микровыступов до класса чистоты, соответствующего , необходима выдержка в несколько часов. Циклическое изменение давления на этапе установившейся ползучести не привело к значительному (заметному) ускорению процесса сглаживания микровыступов, в отличие от обработки неактивных металлов.

Сопоставление полученных результатов и результатов профилографирования обрабатываемых поверхностей титана, корунда и фрактографических исследований позволяет предположить, что затрудненность сглаживания микровыступов титана заключается в высокой химической активности титана в контакте с корундом. Это же явление замечается при шлифовании титановых сплавов, в том числе и алмазными кругами. Экспериментально установлено, что относительные значения площадей мостиков схватывания на корунде, образовавшихся при контактировании, и суммы ответных контактных площадок на микровыступах титана совпадают. Длительная выдержка обрабатываемых поверхностей под давлением (р = 5 15 МПа, T = 700 900оС) не привела к заметному сглаживанию микровыступов и увеличению площади мостиков схватывания, несмотря на то, что объемная деформация образцов титана достигла 30 – 50%.

Анализ полученных данных показывает, что образование прочных химических (металлических) связей между поверхностным слоем атомов корунда и титана происходит одновременно с образованием контактных площадок на сглаживаемых микровыступах титана.

Общее время работы: 17.168998718262 мс
Использование памяти: 659 КБ