автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Исследование процесса резания в газовых контролируемых средах

На правах рукописи

КОРЧАГИН Александр Васильевич

□□3458524

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ В ГАЗОВЫХ КОНТРОЛИРУЕМЫХ СРЕДАХ.

Специальности: 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003458524

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор НАУМОВ Александр Геннадьевич.

Официальны е оппоненты:

доктор технических наук, профессор ВЕРЕЩАКА Анатолий Степанович;

кандидат технических наук, доцент ИВАНОВ Анатолий Александрович.

Ведущая организация: ОАО «Завод «ТОЧПРИБОР», г. Иваново.

Защита состоится « 20 » января 2009 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.062.03 при Российском университете дружбы народов по адресу: 113090, г. Москва, Подольское шоссе, д.8/5, ауд.125.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов (117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.б).

Автореферат разослан «_»__

2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Соловьев Виктор Викторович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Современные тенденции металлообработки подразумевают использование экологически чистых СОТС. Одной из таких технологических сред, по мнению многих исследователей, является активированный электрическими разрядами воздух. Работами по получению и применению ионизированного воздуха в качестве экологически чистой СОТС занимаются как в России, так и за рубежом. При этом исследований, выявляющих механизм действия как самой СОТС, так и ее отдельных компонентов не проводилось. Таким образом, установление фундаментальных основ действия активированных воздушных сред на процесс резания является актуальной научной задачей.

Работа выполнена в соответствии с основными направлениями фундаментальных исследований, утвержденных Президиумом РАН РФ от 1 июля 2003г. № 233 «Об утверждении- основных направлений фундаментальных исследований», раздел 2.2, пункт 2.2.4 «Трибология», и в рамках реализации фундаментальных исследований по Гранту РФФИ № 05-08-18065а.

Цель работы.

изучение влияния отдельных веществ и элементов воздуха на изменение трибологической обстановки в зоне резания.

Задачи работы:

- разработать и изготовить лабораторную экспериментальную установку для изучения механизма действия газовых контролируемых сред на процесс резания;

- определить влияние отдельных веществ и элементов воздуха на трибологическую обстановку в зоне резания;

- изучить механизм действия ионизированных сред на процессы металлообработки, изучить структуры, образовавшиеся в контактной зоне металлических поверхностей;

- обобщить полученный экспериментальный материал и на этой основе сформулировать концепцию о смазочном химическом действии активированных газообразных СОЖ при резании металлов.

Методы исследования.

Работа выполнена на основе фундаментальных положений теории резания металлов, законов физики и химии с применением методов математической обработки экспериментальных данных. Изучение механизмов действия компонентов воздуха на процессы контактного взаимодействия и трибологическое состояние зоны контакта в процессах

лезвийной обработки металлов осуществлялось на основе современных методов металлографического и металлофизического анализов, электронной микроскопии.

Научная новизна работы.

1) Установлены закономерности влияния количества используемых газообразных СОТС на характеристики процесса резания, которые проявляются в ухудшении этих показателей при уменьшении внешнего давления ниже 10"' мм.рт.ст.

2) Выявлены механизмы действия отдельных компонентов воздуха, заключающиеся:

- для кислородной среды - в образовании разделительных оксидных пленок на границе раздела инструмент - обрабатываемый материал,

- в азотной среде - в образовании нитридных включений, способствующих переводу процесса резания в сторону обработки более хрупких материалов,

- для гелия - его диффузия в обработанную поверхность и увеличение в результате этого количества концентраторов напряжений, облегчающих процесс стружкоотделения.

3) Установлена взаимосвязь между предварительной активацией кислорода и видом образующихся вторичных структур в контактной зоне, заключающаяся в образовании оксидов высшего порядка (Ье^О,) при использовании ионизирующего излучения и оксида РеО без использования предварительной активации.

4) Установлена взаимосвязь эффективности действия компонентов воздуха, в том числе активированных электрическими разрядами, на характеристики процесса резания в зависимости от вида обрабатываемого материала.

Практическая ценность работы.

На основе выполненных исследований:

- разработана установка для исследования влияния атмосферного воздуха на процессы, происходящие при резании металлов, имитирующая процесс строгания металлов в контролируемой внешней технологической среде;

- технология и рекомендации по использованию в качестве СОТС ионизированного воздушного потока.

Научные и практические результаты работы реализуются в госбюджетных научно-исследовательских работах, выполняемых на базе трибологического центра ИвГУ.

Основные положения диссертации докладывались на научной "Ъеренции «Научно-исследовательская деятельность в классическом

университете» (Иваново, 2005 и 2007), научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодая наука в классическом университете» (Иваново, 2005 и 2006), межвузовских семинарах «Физика, химия и механика трибосистем» (Иваново 2005, 2006, 2007, 2008).

Публикации.

Основные теоретические положения и результаты исследований опубликованы в 5 статьях и 4 тезисах докладов, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем работы.

Работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованной литературы (163 источника) и 2 приложений, содержит 117 страниц печатного текста, 11 таблиц, 70 рисунков и фотографий.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, обозначена цель исследования, определены методическая и теоретическая основы работы, изложена научная новизна и практическая ценность.

В первой главе содержится аналитический обзор научной литературы, касающейся вопросов изнашивания быстрорежущего инструмента, повышения его работоспособности, а так же использование при металлообработке воздушных сред, активированных коронным разрядом. Рассматриваются методы активации СОТС и их влияние на процессы механической обработки. Большое внимание уделяется изучению влияния газовых сред на силы и температуру резания. Показано, что основные составные части воздуха можно подразделить на три группы: постоянные, переменные и случайные. К первым относятся кислород (порядка 21 %), азот (около 78 %) и инертные газы (около 1 %). Ко второй группе относится углекислый газ (0.02-0.04 %) и водяной пар (до 3 %). Содержание случайных составных частей (третья группа) зависит от местных условий (продукты работы промышленности и транспорта, продукты жизнедеятельности биологических объектов и т.п.). Механизм теории радикалыю-цепных реакций основан на защитном действии смазочных оксидных пленок. Влияние остальных компонентов воздуха на процесс резания частично исследовалась в работах проф. Латышева В.Н., проф. Наумова А.Г., проф. Якунина Г.И. и др., но изучение их роли в ионизированном газовом потоке не проводилось.

Вторая глава посвящена материалам и методикам проведения экспериментальных исследований.

В качестве обрабатываемых материалов использовались конструкционная сталь 45 и титановый сплав ВТ1-0. При выборе данных материалов учитывалась необходимость их применения в промышленности,

наличие ценных конструкционных свойств, а также сложность механической обработки, нередко препятствующей их широкому применению. Образцы из данных материалов представляли собой пластины 20x50x0,8 мм.

В качестве режущего инструмента применялись резцы для свободного точения из быстрорежущей стали Р6М5. Выбор материала обусловлен высокой чувствительностью к негативным воздействиям среды резания. Геометрия резцов была выбрана согласно справочной литературе. При свободном точении в газовых контролируемых средах: для титановых сплавов: у = 5°, ос = 5°; для углеродистых сталей: у = 20°, а = 6°; при точении в нормальных условиях:

для титановых сплавов: ф = 90°, <р1 = 12°, у = 5°, а = 5°;

для углеродистых сталей: <р = 90°, ср, = 15°, у = 20°, а = 6°.

Глубина резания была равна 100 мкм. Скорость резания составляла 2

мм/с.

Исследование процесса резания производилось в трех газовых средах, являющихся составными частями воздуха: кислород, азот и гелий. Выбор кислорода обусловлен его высокой химической активностью и общепризнанностью его важной роли в контактных взаимодействиях при трении и резании металлов. Неоднозначные и часто противоречивые сведения о влиянии азота на процесс резания и его преобладающее содержание в воздухе (78%) послужили основанием для выбора этого газа. Наименьший размер атома гелия из всех химических элементов, входящих в состав воздуха, послужил критерием выбора этого газа. Для сравнения результатов эксперименты проводились при резании с атмосферным воздухом.

Различное давление газовых сред регулировалось при помощи универсального вакуумного поста ВУП-4, в рабочий объем которого помещалась разработанная установка.

Для исследования структурного состояния обрабатываемых материалов применялись методы металлографического и металлофизического анализов.

Шероховатость поверхности обработанного материала измерялась профилографом - профилометром «Абрис - ПМ7», снабженным программным обеспечением. Измерение параметров шероховатости и поверхности производилось по системе средней линии в соответствии с номенклатурой и диапазоном значений, в соответствии с ГОСТ 2789-73.

Изучение фазового состава вторичных структурных образований в контактной зоне проводилось с использованием электронной микроскопии методом тонких фольг. В качестве эталона использовался А120з с четкой кольцевой электронограммой.

Для получения активированного воздуха использовался прибор -ионизатор - озонатор, принцип работы которого заключался в зажигании коронного разряда. Ионизатор монтировался на установку для резания

металлов таким образом, чтобы расстояние от коронирующего электрода до зоны контакта не превышало 8 мм. при резании в контролируемых средах и 20 мм. при точении в обычных условиях.

Третья глава посвящена изучению процессов резания в газовых контролируемых средах. Для исследования влияния атмосферного воздуха на процессы, происходящие при резании металлов, разработана установка, имитирующая процесс строгания металлов в контролируемой внешней технологической среде (рис. 1), схема которой показана на рис. 2.

Рис. 1. Внешний вид установки.

Рис. 2. Принципиальная схема установки: 1 - электродвигатель, 2 - редуктор, 3 - плита основания, 4 - микрометр, 5 - направляющая вертикальная, 6 - зажим резца, 7 - резец, 8 - направляющая горизонтальная, 9 - зажим испытуемого образца, 10 - образец испытуемый. 11 - вал приводной.

Наличие и величина зон пластической деформации является одним из основных параметров, характеризующих интенсивность адгезионных взаимодействий между рабочими поверхностями инструмента и обрабатываемым материалов. Полученные зависимости микротвердости материалов от глубины приведены на рисунках 3, 4.

С уменьшением давления окружающей среды деформированный слой стали 45 возрастал и при давлении 10"4 мм.рт.ст. он составил величину порядка 80 мкм. Это связано с появлением оксидных пленок на вновь образовавшихся химически активных ювенильных поверхностях, которые уменьшают силы молекулярного взаимодействия между режущим инструментом и материалом образца.

Характер зависимости микротвердости титана ВТ1-0 от глубины деформированного слоя практически одинаков при всех условиях резания, но микротвердость на поверхности (около 25 мкм) значительно отличается: при резании при атмосферном давлении она составляет примерно 600 кгс/мм', а при минимальном давлении 10~4 мм.рт.ст. - около 950 кгс/мм*. Это

свидетельствует об образовании нитридных соединений на поверхности обрабатываемого материала с твердостью большей, чем твердость титанового сплава.

Рис. 3. Зависимость микротвердости Рис. 4. Зависимость микротвердости поверхности от глубины поверхности от глубины

деформированного слоя стали 45. деформированного слоя от глубины

слоя титана ВТ 1-0.

Изучалось влияние давления газов в вакуумной камере на условный угол сдвига - р, который характеризует процессы адгезионного взаимодействия между снимаемой стружкой и передней поверхностью инструмента. На рисунках 5-6 показаны металлографические снимки корней стружки, по которым были рассчитаны углы сдвига. Уменьшение атмосферного давления при резании титанового сплава приводило к уменьшению угла скалывания, то есть к увеличению силы трения между стружкой и резцом, увеличению силы резания и энергозатрат. Из фотографий следует, что уменьшение давления в вакуумной камере, а, следовательно, количества потенциального смазочного материала (в данных случаях воздуха), приводит к увеличению коэффициента утолщения стружки £ и уменьшению условного угла сдвига /?.

Рис. 5. Фотография корня стружки ВТ 1-0 (Р = 760 мм.рт.ст.).

Рис. 6. Фотография корня стружки ВТ1-0 (Р= 10"5 мм.рт.ст.).

Проводились экспериментальные исследования сил, возникающих в процессе резания в контролируемых газовых средах и изучение фазового состава вторичных структурных образований в контактной зоне. В ходе исследований изучалось влияние воздуха, а так же азота, кислорода и гелия в отдельности на процессы формирования разделительных пленок при различных давлениях (от нормального до 10"4 мм.рт.ст.).

Настоящими исследованиями установлено, что применение (по отдельности) кислорода, азота и гелия в качестве СОТС оказывает заметное влияние на процессы стружкоотделения (рис. 7).

I II III IV I Ii III IV

а) б)

Рис. 7. Результаты исследований сил резания (а) и утолщения стружки (б) при свободном точении в вакуумной камере стали 45 при использовании в качестве СОТС воздуха (I), кислорода (II), азота (III), гелия (IV) при давлении: 1 - нормальном, 2 - 10"' мм.рт.ст., 3 - 10"2 мм.рт.ст., 4 - 10"4 мм.рт.ст. V = 2 мм/с, t = 0,1 мм.

Как следует из экспериментальных данных, силы резания при уменьшении давления кислорода до 10'1 мм.рт.ст. снижаются незначительно, дальнейшая откачка кислорода до 10"" мм.рт.ст. увеличивает силы резания на 20%. Такое же влияние уменьшение кислорода в зоне резания оказывает и на усадку стружки. Расшифровка электронограмм, полученных с прирезцовой стороны стружек стали 45 показали, что данные структурные образования представляют собой оксид железа FeO.

В случае использования в качестве СОТС азота отмечены минимальные значения сил резания и коэффициента утолщения стружки. Объяснением этого может служить изменение матричной структуры поверхности обрабатываемого материала в результате внедрения в нее атомов азота с образованием новых соединений. Результатом подобных физико-химических превращений является образование в контактной зоне нитридных соединений Fe2N с решеткой гексагонального типа. Это установлено электронной микроскопией методом реплик, извлеченных с прирезцовой стороны стружки.

Относительно невысокие силы резания, зафиксированные в случае использования гелия, по нашему мнению, обусловлены малым размером атомов гелия (1,37 А), позволяющим ему достаточно свободно проникать в поверхность обрабатываемого материала. Искажения решетки матрицы и появление концентраторов напряжений, вызванные внедрением гелия, приводили к изменению физико-механических характеристик поверхностного слоя обрабатываемого материала и, в первую очередь, его твердости. Это облегчало процесс стружкоотделения аналогично применению в качестве СОТС азота.

Применение ионизированного воздуха усиливает действие его компонентов, как, способствуя интенсификации процессов образования смазочных пленок между трибосопряженными поверхностями, так и за счет модификации фазового состава металлических поверхностей контактной зоны (рис. 8).

Рис. 8. Результаты исследований сил резания (а) и утолщения стружки (б) при точении в вакуумной камере стали 45 с ионизацией воздуха (I), кислорода (II), азота (III), гелия (IV) при давлении: 1 - нормальном, 2-10' 1 мм.рт.ст., 3-10'" мм.рт.ст., 4—10"4 мм.рт.ст. V = 2 мм/с, t = 0,1 мм.

Изменение сил резания вследствие ионизации газовой среды коронным разрядом показано на рис. 9.

Расшифровка электронограмм, полученных с прирезцовых сторон стружек после активации коронным разрядом кислородной среды, показали, что данные структурные образования представляют собой оксид железа РепОз. Появление данного оксида, по мнению автора, связано с тем, что энергия эмитированных электронов с острия катода достаточна для достижения второй ступени ионизации кислорода и приводит к образованию оксида с высшим валентным числом, что подтверждают работы проф. Латышева В.И. и проф. Вульфа A.M.

С учетом того, что азот является более электроположительным элементом, чем кислород, то, несмотря на образование значительного количества озона при действии коронного разряда, наиболее вероятным будет

образование на контактных поверхностях при использовании положительной короны соединений нитридов. Это предположение подтвердила расшифровка электронограмм прирезцовых сторон стружек, полученных при резани» стали 45 с использованием в качестве СОТС активированного атмосферного воздуха.

а) б)

в) г)

Рис. 9. Результаты исследований сил резания при точении стали 45 без ионизации и с ионизацией СОТС: а) воздух, б) кислород, в) азот, г) гелий пои различных давлениях.

При применении в качестве СОТС воздуха, в том числе и активированного действием электрических разрядов, совокупный эффект представляет собой интегральный показатель эффективности его компонентов, входящих как в первую, так и во вторую и третью группы составляющих воздух элементов и веществ. При этом, эффективность действия такой СОТС при резании различных материалов можно регулировать варьированием количества этих составляющих компонентов. Таким образом, проведенными исследованиями установлено, что для эффективного воздействия на трибологическую обстановку контактной зоны

при резании металлов требуемое количество внешних технологических средств может быть значительно сокращено.

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям стойкости инструмента и изучению фазового состава вторичных структурных образований в контактной зоне, образовавшихся при резании в атмосферном воздухе при нормальном давлении.

Были проведены сравнительные исследования по определению стойкости режущих инструментов в средах положительно и отрицательно ионизированного воздуха. Схема размещения ионизатора при резании показана на рис. 10. Эффективность методов подвода смазочно-охлаждающих технологических средств и их влияние на износ и стойкость режущего инструмента определялись путём сравнения интенсивности изнашивания и стойкости инструмента с резанием без ионизации газовой среды.

Рис. 10 Схема установки ионизатора - озонатора при резании.

При исследовании износостойкости инструмента на операциях точения в качестве обрабатываемых материалов применялись титановый сплав ВТ1-0, и среднеуглеродистая сталь 45, а в качестве инструментального материала - сталь Р6М5. При проведении экспериментов через равные промежутки времени измерялся износ по задней поверхности. За критерий износа была принята величина фаски износа по задней поверхности, равная 0,6 мм.

На гистограммах износостойкости (рис. 11) представлено влияние различных активированных воздушных сред на процесс резания. Стойкость резцов при резании стали 45 (рис. 11 (а)) увеличилась на 35 - 40 % по сравнению с резанием всухую при обдуве зоны резания воздушной струей под давлением 1атм., в 1,5 раза при обдуве потоком отрицательных частиц и в 2 раза при обдуве озоном. Применение в качестве СОТС положительных ионов не привело к улучшению трибологической обстановки в зоне резания.

Рис. 11. Гистограммы стойкости инструмента при резании: а) стали 45, б) ВТ 1-0. 8 = 0.2 мм/об, I = 0.5мм при различных условиях: 1 - всухую, 2 - при обдуве сжатым воздухом, 3 - при обдуве положительно ионизированным воздухом, 4 - при обдуве отрицательно ионизированным воздухом, 5 - при обдуве озонированным воздухом.

В данном случае возрастание стойкости резцов при использовании озонированного воздуха объясняется улучшением трибологической обстановки контактной зоны за счёт интенсивного формирования оксидных пленок. Меньшая стойкость инструментов при использовании ионизированной внешней среды, по нашему мнению, обусловлена образованием нитридов обрабатываемого материала, в результате чего интенсифицировался абразивный износ резцов.

При точении титанового сплава ВТ1-0 (рис. 11(6)) влияние активированных сред изменяется. Обдув сжатым воздухом, отрицательно ионизированным и озонированным потоками ускоряют процесс износа инструмента. Особенно интенсивно износ инструмента (рис. 12) происходит в средах отрицательно ионизированного и озонированного воздуха. При обдуве зоны резания положительно ионизированным воздухом стойкость инструмента увеличилась на 25 % по сравнению с резанием всухую.

В этом случае, по-видимому, более устойчивый к окислению титановый сплав не образует экранирующих адгезию пленок в необходимом объеме. Поверхность режущего инструмента, напротив, подвергается активному воздействию окислительной среды, в результате чего износ резцов носит окислительный характер. Так как ионизированный воздух содержит значительное количество азота, то величина приращения стойкости при положительной активации возрастает в силу образования в тонком поверхностном слое титанового сплава хрупких нитридных соединений типа Ре3К, способствующих более легкому его разрушению. В отрицательной плазме возбужденного азота меньше, чем в положительной, поэтому износ резцов в этом случае носит окислительный характер.

время, мин

Рис. 12. Износ резцов при точении сплава ВТ1-0 при различных условиях. Б = 0.2 мм/об, I = 0.5мм.

При резании всухую на прирезцовой стороне стружек стали 45 (рис. 13(а)) обнаружить какие-либо структурные образования не удалось. При использовании в качестве СОТС ионизированного воздуха, на поверхности стружки после ее травления для выявления нитридов можно увидеть темные вкрапления рис. 13(6, в). Исследования реплик, полученных с поверхности стружки, показали (рис. 14), что данные вкрапления являются нитридными фазами Ре3М. В случае использования в качестве активатора барьерного разряда, на поверхности металла зафиксированы различные оксиды, превалирующим из которых является НедО;,.

Аналогичные исследования были проведены для реплик, снятых с передней поверхности резцов. Из полученных результатов следует, что после активации воздушного потока коронным разрядом на передней поверхности резца в процессе резания также образуются нитриды Ре3К', а при использовании барьерного - оксиды РезОз. Это свидетельствует о том, что процессы стружкоотделения в каждом из рассматриваемых случаев должны иметь свои особенности, что и было зафиксировано.

Использование воздушной плазмы, активированной отрицательным разрядом, оказывает эффективное влияние на характеристики процессов резания стали 45 быстрорежущими инструментами, а использование коронного разряда улучшает процесс резания титанового сплава ВТ 1-0. В случае активации коронным разрядом образуются нитриды, в случае барьерного разряда - оксиды. Твердость нитридов значительно выше твердости оксидов, а это изменяет процесс стружкоотделения, переводя его в сторону резания более хрупких материалов, для которых характерно уменьшение величины продольной усадки стружки, ее уширения и утолщения, что и было зафиксировано настоящими исследованиями.

ч/с.'я• и ; М;®Г

- .и'- '1 (••■ ■ ' '.и' С ¡Ы,^::

■ г «г.....

'V', г;

шн •

Г » ' -/ ¡Г 1

I* - ," 5я I . #/ > I

I

а),

.... \ \

гГ>

\

\

в).

1,

л *

б),

Рис. 13. Фотографии прирезцовой стороны стружек стали 45 при различной активации: а) без активации, б) активация (-), в) активация (+). х3500

а),

б),

Рис. 14. Электронограммы прирезцовой стороны стружек стали 45 при различной активации: а) без активации, б) активация (-), в) активация (+).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1) Установлено, что различные компоненты воздуха оказывают неоднозначное влияние на процесс резания различных материалов. Лучшие значения характеристик процесса резания (силы резания, усадка стружки, условных угол сдвига и др.) и стойкость инструмента при обработке среднеуглеродистой стали 45 зафиксированы при превалирующем количестве кислорода. При обработке титановых сплавов аналогичные характеристики процесса резания получены в азотной среде. При использовании гелия не выявлено какого-либо избирательного действия при обработке различных материалов.

2) Механизмы действия различных компонентов воздушной среды различны. Кислород, вступая во взаимодействие с обрабатываемым материалом, образует на границе раздела инструмент - обрабатываемый материал пленки оксидов, экранирующих адгезионные взаимодействия в контактной зоне. Азот, внедряясь в приповерхностные слои, образует химические соединения нитридов, изменяя процесс стружкоотделения и переводя его в сторону резания более хрупких материалов. Искажения решетки матрицы и" появление концентраторов напряжений, вызванные внедрением гелия, приводят к изменению физико-механических характеристик поверхностного слоя обрабатываемого материала и, в первую очередь, его твердости. Это облегчает процесс стружкоотделения аналогично применению в качестве СОТС азота.

3) Предварительная активация воздушного потока электрическими разрядами (коронным и барьерным) приводит к изменению эффективности действия ее отдельных компонентов без изменения механизма действия.

4) Выявлено неоднозначное влияние знака потенциала на коронирующем электроде на стойкостные характеристики инструментов. При обработке инструментальной стали 45 при отрицательном потенциале максимальная стойкость резцов в 1,5-2 раза превышает аналогичный показатель при резании всухую, а при положительном потенциале стойкость зафиксирована на уровне резания всухую. При обработке титанового сплава ВТ1-0 лучшие значения увеличения стойкости резцов (35 %) отмечены при положительном потенциале на коронирующем электроде. Это объясняется изменением соотношения активных компонентов воздуха (кислорода и азота).

5) Установлено, что минимальное количество газообразных СОТС, при котором не выявлено значительных изменений характеристик процесса резания по сравнению с обработкой при атмосферном давлении, соответствует величине 10"' мм.рт.ст.

Основные положения диссертации изложены в следующих

публикациях:

1. Корчагин A.B., Комельков В.А. Исследование смазочной способности активированного масла И-40А // Молодая наука в классическом университете. Тезисы докладов научн. конф-ии, Иваново: Иван. гос. ун-т, 2005-Ч. 1. 0,13 п.л.

2. Корчагин A.B., Комельков В.А., Наумов А.Г. Изменение трибологических характеристик масла И-20А под действием коронного разряда // Физика, химия и механика трибосистем. Вып. 4. Иваново: Иван. гос. ун-т, 2005. 0,25 п.л.

3. Корчагин A.B., Комельков В.А., Наумов А.Г. Исследование влияния коронного разряда на изменение смазочной способности индустриального масла И-20А // Всероссийская научно-техническая конференция «Современные технологии и оборудования текстильной промышленности» (Москва, Текстиль 2005, МГТУ им. Косыгина). 0,06 п.л.

4. Корчагин A.B., Наумов А.Г. Изучение влияния коронного разряда на изменение смазочной способности индустриального масла И20А. // Молодая наука в классическом университете. Тезисы докладов науч. конференции, Иваново: Иван. гос. ун-т, 2006 г.

5. Корчагин A.B., Наумов А.Г., Пагин М.П. Установка для резания металлов в контролируемых средах. // Физика, химия и механика трибосистем. Вып. 5. Иваново: Иван. гос. ун-т, 2006, с. 104-106.

6. Корчагин A.B., Наумов А.Г. Установка для резания в вакууме. // Физика, химия и механика трибосистем. Вып. 6. Иваново: Иван. гос. ун-т, 2007. 0,5 п.л.

7. Корчагин A.B., Латышев В.Н., Наумов А.Г., Раднюк B.C., Тимаков A.C. Применение йода как компонента СОТС при резании металлов. // «Металлообработка» № 3(45). 2008г.

8. Корчагин A.B., Наумов А.Г. Резание в вакуумной камере. // Научно-исследовательская деятельность в классическом университете. Тезисы докладов науч. конференции, Иваново: Иван. гос. ун-т, 2008 г.

9. Корчагин A.B., Латышев В.Н., Наумов А.Г., Раднюк B.C., Тимаков A.C. Облегчение процесса резания материалов микро- нанодозами СОТС. // «Металлообработка» № 4(46). 2008г.

Корчагин Александр Васильевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ В ГАЗОВЫХ КОНТРОЛИРУЕМЫХ СРЕДАХ.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 11.12.2008 Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать плоская. Усл. печ. л. 1.4. Уч.-изд. л. 0.8. Тираж 100.

Издательство «Ивановский государственный университет» 153025 Иваново, ул. Ермака 39

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Изнашивание быстрорежущего инструмента.

1.2. Виды изнашивания.

1.3. Применение СОТС для повышения стойкости инструмента.

1.4 Существующие гипотезы о механизме действия СОЖ.

1.5. Виды СОТС и их действие на процессы механической обработки

1.6. Влияние газовых сред на силы и температуру резания.

1.7. Ионизация СОТС.

1.8. Современные понятия о механизме воздействия коронного разряда на процесс металлообработки.

1.9. Влияние кислорода на физико-химические процессы, протекающие при резании металлов.

1.10. Выводы по литературному обзору и постановка задачи исследова

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕ

РИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ.

2.1. Материалы и общая методика исследований.

2.2. Методы металлографического и металлофизического анализов.

2.3. Микродифракционные исследования вторичных структур.

2.4. Установка для ионизации газовой среды.

ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЮ ПРОЦЕССОВ РЕЗАНИЯ В ГАЗОВЫХ

КОНТРОЛИРУЕМЫХ СРЕДАХ.

3.1. Конструкция установки.

3.2. Устройство и принцип работы силоизмерительного датчика.

3.3. Исследование микротвердости поверхности образцов после обработки резанием.

3.4. Изучение деформационных процессов при резании.

3.5. Влияние газовых сред на силы резания и усадку стружки при резании стали 45.

3.6. Влияние газовых сред на силы резания и усадку стружки при резании титанового сплава ВТ1-0.

3.7. Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ВОЗДУШНОЙ ПЛАЗМЫ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В КОНТАКТНОЙ ЗОНЕ В ПРО- 85 ЦЕССЕ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ.

4.1. Исследование влияния активированных воздушных сред на стойкостные характеристики быстрорежущего инструмента.

4.2. Исследование влияния активированных воздушных сред на качество поверхностного слоя обработанного материала.

4.3. Микродифракционные исследования вторичных структур, полученных при резании стали 45 и титана ВТ1-0.

4.4. Выводы по главе 4.

Повышение экономичности машиностроения неразрывно связано с ростом эффективности металлообработки и снижения затрат, связанных с износом металлорежущего инструмента. Износостойкость режущего инструмента на операциях точения в немалой степени зависит от применяемого смазочно-охлаждающего технологического средства (СОТС). В современном машиностроении предъявляются повышенные требования не юлько к функциональным, но и к экологическим свойствам СОТС, так как СОТС должна не только улучшать работоспособность инструмента и качество обработанной поверхности, но и не должна оказывать техногенного влияния на обслуживающий персонал и окружающую среду. При изготовлении СОТС стремятся уменьшить количество минерального масла и минимизировать, а иногда и исключить эффективные, но опасные для здоровья некоторые неорганические и органические компоненты СОТС.

В последнее время широкое распространение в области металлообработки с использованием экологически чистых СОТС получили технологии с применением ионизированного воздуха. Работами по получению и применению ионизированного воздуха в качестве экологически чистой СОТС занимаются как в России (работы И.Д. Ахметзянова, Чебоксарского государственного Университета «Варкаш»), так и за рубежом (работы японских учёных Toyoda Machine Ltd и Enshu Ltd). Существенным недостатком этих работ является то, что все эти работы основаны на непосредственном применении ионизированной среды в качестве СОТС, а изучением причин улучшения трибологической обстановки в зоне контакта применительно к резанию никто не занимался.

Эффективное действие внешней среды при резании металлов определяется свойствами защитных пленок на контактных площадках резца и стружки, а это, в свою очередь, связано со сложным механизмом радикальноцепных химических реакций компонентов среды с ювенильными поверхностями металлов. В условиях резания проявляется необычное химическое действие ювенильных поверхностей резца и стружки, а также реакционных частиц - атомов и радикалов, образующихся при разрушении нейтральных молекул смазочного вещества.

Для научно-обоснованного составления эффективных смазочных сред необходимо детально изучить механизм взаимодействия молекул наиболее распространенных компонентов СОЖ (воды, кислорода, органических веществ) с ювенильными поверхностями различных металлов, определить различные методы активации нужных химических реакций с целью образования защитных пленок.

Изучение механизмов воздействия газообразных СОТС на процессы стружкоотделения и стойкость инструментов является актуальной научной проблемой.

Цель работы: изучение влияния отдельных веществ и элементов воздуха на изменение трибологической обстановки в зоне резания.

Задачи работы:

- изучить механизм действия ионизированных сред на процессы металлообработки, изучить структуры, образовавшиеся в контактной зоне металлических поверхностей;

- разработать лабораторную экспериментальную установку для изучения механизма действия газовых контролируемых сред на процесс резания;

- изучить роль смазочных защитных пленок в процессе трения и износа режущего инструмента;

- определить влияние отдельных веществ и элементов воздуха на три-бологическую обстановку в зоне резания;

- обобщить полученный экспериментальный материал и на этой основе сформулировать концепцию о смазочном химическом действии активированных газообразных СОЖ при резании металлов.

Научная новизна работы.

1) Установлена взаимосвязь эффективности действия компонентов воздуха, в том числе активированных электрическими разрядами, на характеристики процесса резания в зависимости от вида обрабатываемого материала.

2) Выявлены механизмы действия отдельных компонентов воздуха, заключающиеся:

- для кислородной среды - в образовании разделительных оксидных пленок на границе раздела инструмент - обрабатываемый материал,

- в азотной среде - в образовании нитридных включений, способствующих переводу процесса резания в сторону обработки более хрупких материалов,

- для гелия - его диффузия в обработанную поверхность и увеличение в результате этого количества концентраторов напряжений, облегчающих процесс стружкоотделения.

3) Установлена взаимосвязь между предварительной активацией кислорода и видом образующихся вторичных структур в контактной зоне, заключающаяся в образовании оксидов высшего порядка (Ре20з) при использовании ионизирующего излучения и оксида FeO без использования предварительной активации.

4) Установлены закономерности влияния количества используемых газообразных СОТС на характеристики процесса резания, которые проявляются в ухудшении данных показателей при уменьшении внешнего давления ниже 10"1 мм.рт.ст.

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Корчагин А.В., Комельков В.А. Исследование смазочной способности активированного масла И-40А // Молодая наука в классическом университете. Тезисы докладов научн. конф-ии, Иваново: Иван. гос. ун-т, 2005 -Ч. 1. 0,13 п.л.

2. Корчагин А.В., Комельков В.А., Наумов А.Г. Изменение трибологических характеристик масла И-20А под действием коронного разряда // Физика, химия и механика трибосистем. Вып. 4. Иваново: Иван. гос. ун-т, 2005. 0,25 п.л.

3. Корчагин А.В., Комельков В.А., Наумов А.Г. Исследование влияния коронного разряда на изменение смазочной способности индустриального масла И-20А // Всероссийская научно-техническая конференция «Современные технологии и оборудования текстильной промышленности» (Москва, Текстиль 2005, МГТУ им. Косыгина). 0,06 п.л.

4. Корчагин А.В., Наумов А.Г. Изучение влияния коронного разряда на изменение смазочной способности индустриального масла И20А. // Молодая наука в классическом университете. Тезисы докладов науч. конференции, Иваново: Иван. гос. ун-т, 2006 г.

5. Корчагин А.В., Наумов А.Г., Пагин М.П. Установка для резания металлов в контролируемых средах. // Физика, химия и механика трибосистсм. Вып. 5. Иваново: Иван. гос. ун-т, 2006, с. 104-106.

6. Корчагин А.В., Наумов А.Г. Установка для резания в вакууме. // Физика, химия и механика трибосистем. Вып. 6. Иваново: Иван. гос. ун-т, 2007. 0,5 п.л.

7. Корчагин А.В., Латышев В.Н., Наумов А.Г., Раднюк B.C., Тимаков А.С. Применение йода как компонента СОТС при резании металлов. // «Металлообработка» № 3(45). 2008г.

8. Корчагин А.В., Наумов А.Г. Резание в вакуумной камере. // Научно-исследовательская деятельность в классическом университете. Тезисы докладов науч. конференции, Иваново: Иван. гос. ун-т, 2008 г.

9. Корчагин А.В., Латышев В.Н., Наумов А.Г., Раднюк B.C., Тимаков А.С. Облегчение процесса резания материалов микро- нанодозами СОТС. // «Металлообработка» № 4(46). 2008г.

Работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованной литературы (163 источника) и приложений, содержит 117 страниц печатного текста, 11 таблиц, 70 рисунков и фотографий.

Автор выражает благодарность своему научному руководителю, доктору технических наук А.Г. Наумову; член-корр. Академии технологических наук РФ, заслуженному деятелю науки и техники РСФСР, д.т.п., профессору В.Н. Латышеву; преподавателям и сотрудникам кафедры экспериментальной и технической физики ИвГУ к.т.н., доц. В.В. Новикову; доц. Н.М. Оношину; инж. А.Н. Прибылову; С.Е. Невской; И.В. Муравьевой.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1) Установлено, что минимальное количество газообразных СОТС, при котором не выявлено значительных изменений характеристик процесса резания по сравнению с обработкой при атмосферном давлении, соответствует величине 10"1 мм.рт.ст.

2) Механизмы действия различных компонентов воздушной среды различны. Кислород, вступая во взаимодействие с обрабатываемым материалом, образует на границе раздела инструмент - обрабатываемый материал пленки оксидов, экранирующих адгезионные взаимодействия в контактной зоне. Азот, внедряясь в приповерхностные слои, образует химические соединения нитридов, изменяя процесс стружкоотделения и переводя его в сторону резания более хрупких материалов. Искажения решетки матрицы и появление концентраторов напряжений, вызванные внедрением гелия, приводя г к изменению физико-механических характеристик поверхностного слоя обрабатываемого материала и, в первую очередь, его твердости. Это облегчает процесс стружкоотделения аналогично применению в качестве СОТС азота.

3) Предварительная активация воздушного потока электрическими разрядами (коронным и барьерным) приводит к изменению эффективности действия ее отдельных компонентов без изменения механизма действия.

4) Выявлено неоднозначное влияние знака потенциала на коронирую-щем электроде на стойкостные характеристики инструментов. При обработке инструментальной стали 45 при отрицательном потенциале максимальная стойкость резцов в 1,5 - 2 раза превышает аналогичный показатель при резании всухую, а при положительном потенциале стойкость зафиксирована на уровне резания всухую. При обработке титанового сплава ВТ 1-0 лучшие значения увеличения стойкости резцов (35 %) отмечены при положительном потенциале на коронирующем электроде. Это объясняется изменением соотношения активных компонентов воздуха (кислорода и азота).

5) Установлено, что различные компоненты воздуха оказывают неоднозначное влияние на процесс резания различных материалов. Лучшие значения характеристик процесса резания (силы резания, усадка стружки, условных угол сдвига и др.) и стойкость инструмента при обработке среднеуг-леродистой стали 45 зафиксированы при превалирующем количестве кислорода. При обработке титановых сплавов аналогичные характеристики процесса резания получены в азотной среде. При использовании гелия не выявлено какого-либо избирательного действия при обработке различных материалов.

1. Абуладзе Н.Г. Влияние среды на адгезию металлов. Труды ГШ* им. С.Н.Кирова, JT 3,1958.

2. Абуладзе Н.Г. К механизму влияния среды на процесс резания металлов. Труды ГШ им. С И. Кирова, 13,1958.

3. Абуладзе Н.Г. Установка для резания в вакууме и газовой среде. Труды ГШ им. С. М. Кирова, 7,1956, Тбилиси.

4. Аваков А.А. Физические основы теории стойкости режущих инструментов. М.: Машгиз. 1960. 308 с.

5. Алешко П.И. Механика жидкости и газа. Харьков. "Вища школа", 1977.-320 с.

6. Арзамасов Б.Н., Прокошкин Д.А., Буль Н.К., Глущенко В.Н. Влияние состава и состояния газовой среды на процессы диффузионного насыщения металлов.// Защитные покрытия на металлах. Киев: Наукова Думка. 1974. Вып. 8. С. 17-20.

7. Ахметзянов И.Д., Бедункевич В.В., Ильин В.И., Ляпунов С.И. Возможности и условия применения метода СЭО при резании металлов // Приборы и системы управления. 1991. №5. С. 40 41.

8. Ахметзянов И.Д., Ильин В.И., Кирий В.Г. Влияние униполярного коронного разряда на процесс обработки резанием /ЧувГУ, г Чебоксары, 1987. С. 132- 139.

9. Бабичев А. П., Н.А. Бабушкина, A.M. Братковекий и др. / Физические величины: Справочник /; Под ред. И.С.Григорьева, Е.З. Михайлова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 123 с.

10. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии / Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1986. 360 с.

11. Бедункевич В.В. Повышение эффективности применения режущих инструментов из сверхтвердых материалов и минералокерамики па основе метода сухого электростатического охлаждения // Машинос:роение. 2003, №7. С. 41-46.

12. Беккерт М. Клемм X. Справочник по металлографическому травлению. М.: Металлургия 1979.

13. Бердичевский Е.Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов: Справочник. М.: Машиностроение, 1984.- 102 с.

14. Бобровский В.А. Электродиффузионный износ инструмента и борьба с ним. М.: Московский рабочий, 1969. 104 с.

15. Болога М.К., Гроссу Ф.П., Кожухарь И.А. Электрокоивекция и теплообмен. Кишинев: Штиинца, 1977. 320 с.

16. Бычков В.Л., Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Химия плазмы / Под ред. Б.М. Смирнова. Вып. 10. М.: Энергоатомиздат. 1983.

17. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Физматгиз. 1972.

18. Ватагин Ю. М. Кандидатская диссертация, г. Горький, 1970.

19. Верещака А.С., Кириллов А.К., Дюбнер Л. Разработка системы экологически безопасной формообразующей обработки резанием // Резание и инструмент в технологических системах: Междун. науч.-техн. сб. тр. Вып. 60. Харьков, ХГПУ. 2001. С. 96 101.

20. Верещака А.С., Кирилов А.К., Чекалова Е.А. Повышение эффективности лезвийной обработки применением экологически чистых сред //

21. Труды 7-го междунар. науч.-техн. семинара « Новые технологии в машино99строении: тенденции развития, менеджмент, маркетинг. Интерпартнер-97». Харьков: Гос. политех, ун-т, 1997. С. 45 46.

22. Верещака А.С., Латышев В.Н., Наумов А.Г., Бушев А.Е. / Экологически чистые смазочно-охлаждающие технологические средства / // Вести, машиностр. 1999. № 7. С. 32 35.

23. Верещака А.С., Проклад В.А., Горелов В.А., Полоскин Ю.В., Ах-метзянов И.Д., Хаустова О.В. Экологически безопасная технология резания // Двигатели и экология: Тез. докл. науч.-техн. симпозиума. М.: ВВДХ. 2000. С.47-54.

24. Вульф A.M. Резание металлов. Л.: Машиностроение, 1973, 496 с.

25. Выхрестюк Н.И., Ткаченко Д.А., Микитенко B.C. Масс-спектрометрический метод исследования загрязнений воздуха при применении СОТС.// Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов: Тез. докладов. Киев: 1992. С. 74.

26. Гаценко А.А., Repa Р., Деулин Е.А. Исследование сухого трения монокристаллического кремния при различных степенях вакуума // Трение, износ, смазка (электр. ресурс). 2002. - Т.4 - №15. - 4 с.

27. Глинка Н.Л. Общая химия. Л.: «Химия», 1976. 728 с.

28. Гордон М.Б. Исследование трения и смазки при резании металлов. // Трения и смазка при резании металлов. Чебоксары: Чувашский гос. унт. 1972. N7. 138 с.

29. Гордон М.Б. О физической природе грения и механизме смазочного действия внешних сред при резании металлов.// Научно-технические основы применения смазочно-охлаждающих жидкостей при резании металлов: Сб. науч. тр. Иваново. 1968. С. 21-45.100

30. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов. М.: Высшая школа, 1985. 304 с.

31. Грановский Г.И., Шмаков Н.А. Метод исследования характера износа быстрорежущих сталей.

32. Гребенщиков И.В. Роль химии в процессах полирования, ж. Социалистическая индустрия, реконструкция и наука, Издание НКТП, вып. 2, 1934.

33. Григорьев С.Н. Повышение надежности режущего инструмента путем комплексной ионоплазменной поверхностной обработки: Дис. д-ра техн. наук. М.: МГТУ "Станкин". 1995. 545 с.

34. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. 544 с.

35. Данилин Б.С., Киреев В.Ю. Применение низкотемпературной плазмы для травления и очистки материалов. М.: Энергоатомиздат. 1987, 264 с.

36. Демьяновский Н.А. Кандидатская диссертация, г. Иваново, 2006 г.

37. Дробышева О.А. Исследование воздействия газовых сред на процесс резания стали: Дис. д-ра техн. наук. Иваново. 1972. 173 с

38. Дрожжин В.И. Адгезионная составляющая силы резания. // Высокие технологии в машиностроении: диагностика процессов и обеспечениекачества. Интерпартнер-96". Материалы 6-го междун. научн.-техи. семинара Харьков: Гос. политехи, ун-т. 1996. С. 42.

39. Евдокимов В.Д., Семов Ю.И. Экзоэлектронная эмиссия при ipe-нии. М.: Наука. 1973.

40. Елецкий А.В., Панкина JI.A., Смирнов Б.М. Явления переноса в слабоионизированном газе. М.: Атомиздат, 1975.

41. Епифанов Г.И., Ребиндер П.А. О энергетическом балансе процесса резания металлов, ДАН СССР, т.66, В 5, 1949.

42. Епифанов Г.И., Плетнева Н.А., Ребиндер П.А. О механизме действия активных сред при резании металлов, ДАН СССР JI2. т.97. 1964.

43. Жарин A.JL, Генкин В.А. О периодичности работы выхода электрона трущейся поверхности // Трение и износ. Т. 2. N 1. С. 118 125.

44. Жарин А.Д., Фишбейн Е.И., Шипица Н.А. Влияние кошакгных деформаций на величину работы выхода электрона поверхностей // Трение и износ. Т. 16. N3. С. 488-504.

45. Зайцев А.К. Основы учения о трении, износе и смазке машин, ч. 4, Машгиз, 1948.

46. Зорев Н.Н. и др. Развитие науки о резании металлов. М • Машиностроение, 1967, 416 с.

47. Ионная химико-термическая обработка сплавов/ Под ред. Б.Н Арзамасова. и др М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. 400 с.

48. Иров Ю.Д., Кейль Э.В., Павлухин Б.Н. и др. / Газодинамические функции / М.: Машиностроение, 1965.

49. Касьян М.В., Парикян Ф.А. Влияние газовой среды на показатели процесса резания. Обработка резанием новых конструкционных и неметаллических материалов, М.:, 1973.

50. Касьян М.В., Парикян Ф.А. Эффективность действия газовых сред на процесс резания металлов. Известия НАН и ГИУА. Серия Технические науки, №13, Ереван: -1995.

51. Касьян М.В., Парикян Ф.А. Эффективность действия газовых сред при изменении инструментального и обрабатываемого материала. Сборник научных трудов. Серия XVI Машиностроение, Вып. 1, Ереван: -1976.

52. Касьян М.В., Парикян Ф.А., Иванов И.Р. Влияние газовых сред на процесс стружкообразования. Резание труднообрабатываемых материалов. АнАрм ССР, Вып. 4-ый, Ереван:, 1973.

53. Касьян М.В., Парикян Ф.А., Иванов И.Р. Към механизма па влия-нието на различните газовы среди върху износованието на режущия инструмент. Мащиностроение, N11, София: -1975.

54. Кащеев В.Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов. М.: Машиностроение, 1978, 213 с.

55. Кириллов А.К., Дмитриева Т.А. Повышение производительности и качества обработки металлов резанием за счет применения газовых сред // Высокие технологии в машиностроении: Сб. науч. работ ХДПУ ". Харьков, 1998. С. 167- 169.

56. Клушин М. И., Латышев В. Н., Д р о б ы ш е в а О. А. Влияние физических и химических свойств СОЖ на силы резания и стойкость режущего инсгруменга при обработке металлов. Удостоверение о регистрации М 43418,1963 г.

57. Клушин М.И. Охлаждение и смазка распыленными жидкостями при резании металлов. Волго-вятское книжн. изд. 1966.

58. Клушин М.И. Резание металлов. М.: Машгиз, 1958, 455 с.

59. Клушин М.И., Тихонов В.М., Троицкая Д.Н. Охлаждение и смазка распыленными жидкостями при резании металлов. Горький: Волго-Вятское кн. изд-во. 1966. 123 с.

60. Кожинов В.Ф., Кожинов И.В. Озонирование воды. М.: Стройиз-дат. 1974. 160 с.

61. Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы. М.: Металлургия. 1990. 216 с.

62. Комельков В.А. Кандидатская диссертация, г. Иваново, 2006 г.

63. Крагельский И.В., Любарский И.М., Гусляков А.А. Трение и износ в вакууме. М.: Машиностроение, 1973.

64. Кузнецов В.Д. Физика твердого тела, ч. I. 1943.

65. Куликова Е.Ю., Зайцев В.В., Зайцева Н.Б. Применение барьерного разряда как источника озона в решении ряда экологических проблем // Экология промышленного производства. 2002. Вып. 1. С. 46 50.

66. Латышев В. Н. Экспериментально-теоретическое исследование воздействия СОЖ на зону .резания при обработке металлов. Сб. трудов Ивановского текстильного института, 1970, № 8.

67. Латышев В. Н., О. А. Дробышева. Методика и результаты электронномикроскопического исследования износа резцов. Сб. грудов Ивановского текстильного института, 1970, № 8.

68. Латышев В.Н. Влияние проникающей способности анионов растворов электролитов и поверхностно-активных веществ на процесс резания металлов // Изв. ВУЗов. Машиностроение. 1964. N 5. С. 173 179.

69. Латышев В.Н. Исследование механохимических процессов и эффективности применения смазочных сред при трении и обработке металлов: Дис. д-ра техн. наук. М.: 1973. 412 с.

70. Латышев В.Н. Исследование механохимических процессов и эффективности применения смазочных сред при трении и обрабо гке металлов. Дис. д-ра техн. наук Дис. .д.т.н. М.: 1973. 412 с.

71. Латышев В.Н. Повышение эффективности СОЖ. М.: Машиностроение, 1985. 64 с.

72. Латышев В.Н. Трибология резания металлов. Ч. I X. Иваново: ИвГУ. 2001.

73. Латышев В.Н. Экспериментально-теоретическое исследование воздействия внешней среды на зону резания при обработке металлов // Научно-исследовательские труды: Сб. Иваново: ИвТИ. 1970. С. 191 -203.

74. Латышев В .Н., Горбунова Е. В., Солодохнн А. Е. Способ охлаждения смазки распыленными озонированными жидкостями. Авт. свид. № 210609 1965.

75. Латышев В.Н., Наумов А.Г. Об эффективности использования кислорода в процессах резания // Резание и инструмент в технологических системах: Междун. науч.-техн. сб. тр. Вып. 60. Харьков, ХГПУ. 2001. С. 121 127.

76. Леб Л. Основные процессы электрических разрядов в газах. М. ; Л. "Гос. издат. техн. теорет. лит.", 1950. 672 с.

77. Лебедева И.Л. Физические особенности фазовых превращений в поверхностном слое хромоникелевых сталей при трении в вакууме // Авто-реф. дис. канд. физ.-мат.наук. 1980. 24 с.

78. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1970.

79. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. М.: Машиностроение. 1982. 320 с.

80. Лысенков М.М. / Экологически чистые СОТС / // Инструмент. 1998. № Ю. С. 27.

81. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение. 1976. 278 с.

82. Мак-Даниэль И., Мэзон Э. Подвижность и диффузия ионов в газах: /Пер. с англ. М.: Мир, 1976.

83. Мухортов В.М., Головко Ю.И., Толмачев Г.Н., Мащешсо А.И. Ге-тероэпитаксиальный рост пленок сложного оксида из самоорганизованной системы, образующейся в плазме газового разряда // ЖТФ. 1999. Т. 69. Вып. 12. С. 87-91.

84. Наумов А.Г. Исследование работоспособности быстрорежущего инструмента, имеющего в своей поверхности структуры со свойствами твердых смазок // Высокие технологии в машиностроении: Сб. науч. тр. ХГПУ Харьков: 1998. С. 171 173.

85. Наумов А.Г., Латышев В.Н. Влияние химико-термической обработки быстрорежущего инструмента на трибологические характеристики при резании металлов.// Трение и износ. 1994. Т. 15. N 4. С. 645-651.

86. Парикян Ф.А. Особенности процесса резания титанового сплава ВТ-4 в газовых средах. Резание труднообрабатываемых материалов. АнАрм ССР, Вып. 4-ый, Ереван:, 1973.

87. Парикян Ф.А. Эффективность действия активных сред на процесс резания металлов. Автореф. канд. дисс., Ереван, ЕрПИ, 1973.

88. Патент США кл.62-3. Метод охлаждения с помощью коронного разряда. (Ф 25. В, опубл. 3.10.76).

89. Перцов Н.В., Сердюк В.М. Миграция поверхпостио-активпых веществ по свежеобразованной поверхности // Коллоидный журнал. 1988. Т. 42. Вып. 5. С. 991 -994.

90. Перцов Н.В., Щукин Е.Д. Физико-химическое влияние среды на процессы деформации, разрушения и обработки твердых тел: Обзор // Физика и химия обработки материалов. 1970. N 2. С. 60-82.

91. Петров В.И. / Ионная- плазменная обработка материалов / Под ред. Г.Ф. Ивановский М.: Радио и связь, 1986. 232 е., ил.

92. Петрова В.Д. Резание металлов в среде охлажденного ионизированного воздуха // Разработка и промышленная реализация новых механических и физико-химических методов обработки: Тез. докл. Всесоюз. науч,-гехн. конф. М.: 1988. С. 74.

93. Подгорков В. В., Латышев В. Н. Влияние состава СОЖ на эффективность их действия. Известия вузов, Технология текстильной промышленности, 1966, № 5.

94. Подгорков В.В. Разработка способов и техники применения технологических сред и магнитных жидкостей при трении и резании металлов. Дис. д-ра техн. наук. Иваново. 2002. 382 с.

95. Подгорков В.В., Латышев В.Н. Влияние состава распыляемых жидкостей на их свойства и эффективность действия.// Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1966. №5. С. 157- 159.

96. Подураев В.П., Татаринов А.С., Петрова В.Д. Механическая обработка с охлаждением ионизированным воздухом // Вестн. машиностроения. 1991. №11. С. 27-31.

97. Разумовский С.Д., Заиков Г.Е. Озон и его реакции с органическими соединениями. М.: Наука. 1974, 322 с.

98. Режимы резания металлов: Справочник / Под ред. Ю.Б. Бранов-ского. М.: Машиностроение, 1985, 180 с.

99. Ребиндер П.А., Щукин Е.Д. Поверхностные явления в твердых телах и в процессах их деформации и разрушения, ж. «Успехи физических наук», том 108. выпуск I, сентябрь 1972.

100. Ребиндер П.А. Влияние активных смазывающе-охлаждающих жидкостей на качество поверхности при обработке металлов, Москва, 1946.

101. Рубашов И.Б., Бортников Ю.С. Электрогазодинамика. М.: Атомиз-дат, 1971. 168 с.

102. Русанов В.Д., Фридман А.А. Физика химически активной плазмы. М.: Наука, 1984.415 с.

103. Самойлович В.Г., Гибалов В.И., Козлов К.В. "Физическая химия барьерного разряда". М.: Изд. МГУ, 1989.

104. Словецкий Д.И. Механизмы химических реакций в неравновесной плазме. М.: Наука, 1980.

105. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник / Под ред. С.Г. Энтелиса, Э.М. Берлине-ра. М.: Машиностроение. 1995. 496 с.

106. Смирнов Б.М. Ионы и возбужденные атомы в плазме. М.: Атом-издат. 1974.

107. Соколова М.В. Коронный разряд в газах // Энциклопедия низкотемпературной плазмы /Под ред. В.Е. Фортова. -М.: Наука. 2000, Т.2. С. 273 -279.

108. Солодихин А.Е. Влияние электростатического состояния воздушной среды на процесс точения стали // Электронная обработка материалов. 1972. №3. С. 15-19.

109. Сухоруков З.М., Тихонов В.М., Новиков B.C. Действие окислительной газовой фазы внешней среды на контактные процессы при точении // Физика трибологических систем: Сб. Иваново, 1988. С. 36-45.

110. Тимофеев П. В. 0 действии кислорода в процессе резания металлов. Известия вузов, Машиностроение, в 8, 1969.

111. Тимофеев П.В. О действии кислорода в процессе резания металлов // Изв. вузов. Машиностроение. 1969. N 4.

112. Тихонов В.М. Влияние внешней среды на изнашивание резцов // Фрикционное взаимодействие твердых тел с учетом среды: Сб. Иваново. 1982. С. 113-123.

113. Точение нержавеющей стали с охлаждением струей воздуха / Zhang Junzhi // Jixie gongcheng xuebao. 1999. 35, № 4. С. 93 -95.

114. Трент E.M. Резание металлов / Пер. с англ. Под ред. П.Д. Беспахотного. М.: Машиностроение. 1980. 263 с.

115. Т р о и ц к а я Д. Н. Кандидатская диссертация, г. Куйбышев, 1965.

116. Феклисова Т.Г., Харитонова А.А. и др. Некоторые особенности трибологического окисления углеводородов // Трение и износ. 1985. Т. 6. N 2. С. 339-346.

117. Физика газового разряда / Под ред. Ю. П. Райзера // М.: Наука,1987.

118. Физическая химия озона / Под ред. В. В. Лунина // М Изд-во Московского университета 1998.

119. Физическая энциклопедия / Под .ред. коллектива авторов. М.:

120. Советская энциклопедия. 1990. Т. 2. 704 с.109

121. Филиппов Ю.В., Вобликова В.А., Пателеев В.И. «Электросинтез озона». М.: Изд. МГУ, 1987.

122. Харламов В.В. и др. Новые экологически чистые смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) на безмаслянной основе// Трибология и технология. «Славянтрибо-4»: Материалы междун. науч.-практ. симпозиума. Рыбинск. 1997. С. 78-81.

123. Холмогорцев Ю.П. Сухое электростатическое охлаждение при зубофрезеровании / // Вестн. машиностр. 2001. № 1. С. 45 47.

124. Худобин JI.B., Котельникова В.И. Исследование механизма и эффективности термической, ультразвуковой и световой активации смазочно-ох лаж дающих жидкостей // Вопросы обработки металлов резанием : Сб. науч. тр. Иваново. 1975. С. 11-16.

125. Цеев Н.А. Материалы для узлов сухого трения, работающих в вакууме. // Справочник М.: Машиностроение, 1991. 188 с.

126. Чиркин С.А. Исследование работоспособности быстрорежущего инструмента при направленной микродозированной подаче СОТС в зону контакта. Дис. канд. техн. наук. Иваново, 1999.

127. Шепельский В. А. Определение толщины пленки окисла на поверхности трения электронномикроскопическим методом. «Заводская лаборатория». 1970, № 1.

128. Шоу А., Янг Ц. Неорганические шлифовальные жидкости для титановых сплавов, ж. ACME, В 4, 1956.

129. Шустер Л.Ш. Адгезионное взаимодействие режущего инсфу-мента с обрабатываемым материалом. М.: Машиностроение. 1988. 96 с.

130. Энгель А. Ионизированные газы. 1959.

131. Якунин Г.И. Повышение стойкости быстрорежущих резцов при резании с подачей газообразного кислорода в зону стружкообразования // СТИН. 1955. N 4. С. 21.

132. A steble Fluid // Manuf. Eng. (USA). 1999. 122 №5. P. 183.

133. Cernak M. Theory of Trichel pulses in negative corona discharge // Comenius University Publ., Bratislava, 1985.

134. Cherrington B.E. Gaseous Electronics and Gas Laser. Oxford; N.Y.: Pergamon Press, 1982.

135. Corbin G.A., Cohen R.E., Baddour R.F. Kinetics of polymer surface fluorination П Polymer. 1982. V.23. N10. P. 1546-1548.

136. Die Menge machts // Produktion. 1998. № 24. P. 56.

137. Doyle E., Home J. Adhesion in metal cutting: anomalies associated with oxigen. Wear. 1980. P. 383 391.

138. Dry machining supports environmental measures // J. Rob. and Mcchetron. 1998. № 10 .P. 39.

139. Dry Turning ekological technologie of machining hard material // Technologia. 1999. P. 607 608.

140. Eliasson В., Kogelschatz U. Non-equilibrium volume plasma chcmi-cal processing // IEEE Trans. Plasma Sci, 1991, v. 19, No. 6, p. 1063-1077.

141. Fluide de coupe // Mach. prod. 1999. № 706f. P. 57.

142. Fluide de coupe // Mach. prod. 1999. № 706f. P. 57.

143. Gutes aus der Natur // Produktion. 1998. № 17. P. 19.3.; Lubrification // Mach. prod. 1999. № 706f. P. 51.

144. Iamada Т., lido M. Cooling method by use of corona discharge. Pat. USA, CI. 62 -3 (F25 b 21/02), № 3938345.

145. Jetzt auch Kosten senken mit Trocktnbohren // Maschinenbau. 1999. № 11. p. 33.

146. Kossyi I.A., Kostinsky A.Yu., Matveyev A.A., Silakov V.P. Kinetic scheme of the non-equilibrium discharge in nitrogen-oxygen mixture // Plasma Sources Sci. Technol., 1992, v.l, p. 207-220.

147. Kozlov К. V., Wagner H.-E., Brandenburg R., and Michel P. // J. Phys. D: Appl. Phys., 34, 3164-76 (2001).

148. Minimal im Kommen // Produktion. 1999. № 12. - P. 23.

149. Minimalmengenschmierung senkt Kosten beim Spanen // Mfschinen-markt. 1999. P. 40-43.

150. Perspektiven mit wenn und aber // Produktion. 1999. 47. P 28.

151. Soluciones liquidas. IMHE: Inf. mag.- heramienta, equipos у acces. 2000, № 262, P. 44, 45.

152. Teich Т.Н. , Non-Thermal Plasma Techniques for Pollution Control // NATO AS1 Series ed. by Penetrante B.M. and Schultheis S.E., Springer-Verlag, Berlin Heidelberg. 1993. V. G34, Part A. P.230-247.