Systems. Methods. Technologies 4 (40) 2018

Системы Методы Технологии. В.Ю. Попов и др. Физические модели … 2018 № 4 (40) с. 32-39 37 В результате действия химической адгезии износ АШК увеличивается еще больше, из связки вырыва- ются уже целые АЗ. В обрабатываемом материале происходят необратимые структурные изменения, являющиеся неисправимым браком. Электрическая адгезия (рис. 2 б ). Если в про- цессе обычного шлифования были реализованы вы- шеупомянутые условия, то и в обрабатываемой по- верхности, и в засаленном слое происходит одно- временная пластическая деформация, сочетающая в себе предыдущие физические модели формирования основных видов контактного взаимодействия: меха- нического, термического и фазового. Однако если шлифование осуществляется по технологии КЭАО либо другими комбинированными методами обра- ботки с дополнительным введением в зону обработ- ки электрического тока, то засаливание всей поверх- ности АШК может происходить, в том числе, из-за сварки под давлением частиц шлама и алмазного зерна. В таком случае в связке АШК происходит рост температуры с последующим растрескиванием алмазного зерна под воздействием теплового удара или разрушением, протекающим по трещинам, за- полненным металлическими включениями, остав- шимися в результате синтеза алмаза (рис. 3). Выводы и заключение Представленные результаты позволяют допол- нить сформировавшееся представление о том, что поры АШК и АЗ всего лишь забиваются компонен- тами обрабатываемого материала. Проведенный ана- лиз опытных образцов показал наличие в засаленном слое элементов как самой связки круга, так и вто- ричных соединений, образующихся в результате ад- гезионно-диффузионных явлений, химических реак- ций и рекристаллизации. Химическим анализом обработанной поверхно- сти быстрорежущей стали и образцов шлифовально- го круга определены элементы, в частности, алюми- ний, медь, олово, железо и др., которые в результате диффузии и взаимодействия с углеродом и кислоро- дом приводят к образованию новых карбидов и оки- слов. Усиление и локализация диффузионных про- цессов возникают при интенсификации режимов шлифования, когда не только локальные, но и сред- ние температуры в зонах контакта достигают высо- ких значений (более 1 000 °С). Исходя из результатов комплексных эксперимен- тальных исследований КЭАО, можно сделать вывод, что для предотвращения процесса засаливания АШК возможно создать такие условия, которые будут спо- собствовать усовершенствованию известных реше- ний технологии комбинированной обработки раз- личных материалов алмазным инструментом на ме- таллической связке за счет возможности управления контактными процессами, а также разработки про- грессивного инструмента и оборудования. Одним из перспективных направлений предотвраще- ния адгезии при шлифовании и блокирования механизма диффузионного изнашивания АЗ является синтез безде- фектных алмазов. Исследования в этом направлении про- должаются. Нами предложены некоторые рекомендации для ми- нимизации влияние засаленного слоя путем: – образования на поверхности круга защитных пленок; – замены стандартных электролитов на альтернатив- ные смазывающе-охлаждающие жидкости; – разработки и внедрения в эксплуатацию новых, про- грессивных конструкций шлифовальных кругов; – активной правки шлифовального круга во время шлифования по технологии КЭАО; – комбинированного сочетания вышеупомянутых ме- тодов. В результате аналитических и экспериментальных ис- следований предложены новые направления в развитии методов комбинированного алмазного шлифования, ис- следовании причин потери режущих свойств алмазного инструмента на металлической связке при обработке раз- личных материалов, которые накладывают определенные технические ограничения на использование алмазного инструмента. Установлено, что вид физической модели [34] форми- рования контактного взаимодействия при КЭАО зависит от конкретных термодинамических, фазовых и кинетиче- ских характеристик процесса шлифования, участвующих в его формировании. Обоснованно доказано образование засаленного слоя на поверхности АШК под воздействием высоких темпе- ратур, давления и сил межатомного взаимодействия, что подтверждено методами спектрального, рентгенострук- турного анализа и растровой электронной микроскопии, с помощью которых установлен его химический состав. Установлена адгезионно-диффузионная направлен- ность процесса засаливания АШК, возникающего при шлифовании инструментальных, железоуглеродистых материалов за счет диффузии углерода, что сопровожда- ется возникновением хрупкой переупрочненной структу- ры с повышенной микротвердостью и приводит к сниже- нию физико-механических свойств поверхностного слоя. Литература 1. Захаренко И.П. Алмазные инструменты и процессы обра- ботки. К.: Технiка, 1980. 215 с. 2. Лоладзе Т.Н., Бокучаева Г.В. К теории диффузионного износа алмазного абразивного инструмента // Тр. ВНИИМАШ. 1965. Вып. 5. С. 30-32. 3. Liu W.Q., Ma H.A., Li X.L., Liang Z.Z., Li R., Jia X. Effects of additive Al on the HPHT diamond synthesis in an Fe-Mn-C sys- tem // Diamond & Related Materials. 2007. № 16. Р. 1486–1489. 4. Tselev A., Luk’yanchuk I.A., Ivanov I.N., Budai J.D., Tischler J.Z., Strelcov E., Kolmakov A., and Kalinin S.V. Symmetry Rela- tionship and Strain-Induced Transitions between Insulating M1 and M2 and Metallic R phases of Vanadium Dioxide. Nano Lett., 2010, Vol. 10 (11). P. 4409–4416.