автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Научные основы шлифования адгезионно-активных d-переходных металлов

На правах рукописи

ГГь ОД

1 з ЙЭН 2Л00

НОСЕНКО ВЛАДИМИР АНДРЕЕВИЧ

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ШЛИФОВАНИЯ АДГЕЗИОННО-АКТИВНЫХ ¿-ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

Специальность 05.03.01 - Процессы механической и физико-

технической обработки, станки и инструмент

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Саратов 2000

Работа выполнена в Волжском научно-исследовательском институте абразивов и шлифования (Волжск-НИИАШ) и на кафедре «Проектирование и техтгология производства средств механизации» Волжского инженерно-строительного института Волгоградской государственной архитектурно-строительной академии.

Научный консультант: д.т.н., профессор В.М.Шумячер.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники В.К.Старков ;

доктор технических наук, профессор В.Н. Лясников; доктор технических наук, профессор Н.Я.Смольников.

Ведущая организация - ОАО «Абразивы и шлифование» - Всероссийский научно-исследовательский институт абразивов и шлифования (ВНИИАШ)

Защита состоится 28 июня 2000 г. в 10 часов на заседании диссертационного Совета Д 063.58.05 в Саратовском государственном техническом университете по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГТУ. Автореферат разослан « мая 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета доктор технических наук, профессор

A.A. Игнатьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Прогрессивное развитие техники и техно-логин требует постоянного совершенствования конструкционных материалов. Повышаются требования к жаропрочности, жаростойкости, химической стойкости, устойчивости при облучении и другим эксплуатационным параметрам. Добиться желаемого результата нельзя без использования переходных металлов, обладающих уникальными комплексами физических, химических и механических свойств.

Области использования и спектр применяемых металлов постоянно расширяются. Ранее считавшиеся экзотическими, тугоплавкие металлы 1УВ и УВ подгрупп Периодической системы элементов в последнее время в ряде отраслей получили широкое распространение. ¿¡-Переходные металлы используются в авиационной, ракетной и космической технике, теплоэнергетике, радиоэлектронике, химической промышленности, машиностроении, металлургии, медицине, бытовой технике и др. Тем не менее, процессы шлифования, являющиеся финишными этапами обработки деталей машин и механизмов, в результате которых происходит окончательное формирование поверхностного слоя, для ё-переходных металлов изучены недостаточно, что значительно затрудняет освоение производства изделий из новых конструкционных материалов.

В большей степени исследованы процессы абразивной обработки титана, никеля, вольфрама, молибдена и сплавов на их основе, менее изучены процессы шлифования циркония, гафния, ванадия, ниобия, тантала. ¿-Переходные металлы существенно различаются по обрабатываемости. Некоторые из металлов, например, тантал, обладают повышенной склонностью к адгезионному взаимодействию с абразивным материалом, что является причиной плохого качества поверхности детали и низкой стойкости инструмента.

Для выяснения основных закономерностей шлифования ё-пере-ходных металлов и разработки научно-обоснованных рекомендаций по совершенствованию процесса необходимо перейти от исследования шлифования отдельных металлов к изучению их обрабатываемости как единого класса ё-переходных элементов в зависимости от положения в Периодической системе и электронного строения их атомов.

В работу вошли результаты теоретических и экспериментальных исследований автора за период с 1974 по 1999 годы, выполненные в соответствии с координационными планами Всесоюзных, Всероссийских программ и заказами предприятий.

Цель работы - создание научных основ шлифования адгезионно-активных ¿-переходных металлов с учетом электронного строения их атомов, физико-химического взаимодействия с абразивным материалом, компонентами смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) и повышение эффективности шлифования труднообрабатываемых адгезионно-активных металлов и сплавов.

Методы н средства исследований. В работе использованы системный подход и комплексная методика исследований диффузионных, химических, адгезионных и механических процессов, протекающих в зоне контакта инструмент-деталь при шлифовании. Теоретические положения базируются на научных положениях и законах физики, химии, химической термодинамики, физико-химической механики материалов, теории трения и износа материалов, теории резания, теории вероятностей и математической статистики. В экспериментальных исследованиях контактных физико-химических процессов использованы современные методы микрорентгеноспектрального, рент-геноструктурного и спектрального анализов, электронографии и металлографии, электронной микроскопии. Качество шлифованной поверхности оценивали по результатам испытаний на долговечность специальных образцов и реальных деталей, остаточным напряжениям первого рода, микротвердости и шероховатости поверхности.

Достоверность теоретических положений, экспериментальных исследований и практических рекомендаций подтверждены обширными результатами производственных испытаний, внедрением режимов шлифования, абразивных инструментов и СОТС.

Научная новизна. Впервые исследован и описан механизм шлифования большой группы химически чистых металлов (титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал, хром, молибден, вольфрам, железо, кобальт, никель), как единого класса ¿-переходных элементов, отличающихся электронным строением атомов, что позволило получить следующие новые научные результаты:

- разработаны теоретические положения контактного взаимодействия ¿-переходных металлов с абразивным материалом на основе модели конфигурационной локализации валентных электронов, механо-физико-химических процессов, протекающих в зоне резания, V! количественный критерий интенсивности этого взаимодействия при шлифовании;

- доказано, что обрабатываемость шлифованием, как технологическое свойство материи, оцениваемое некоторым набором оригинальных и известных показателей, подчиняется фундаментальному физическому закону периодической зависимости свойств от заряда атомов элементов;

- разработана теоретико-вероятностная модель формирования рабочей поверхности абразивного инструмента в результате взаимодействия зерен

с обрабатываемым металлом, учитывающая вероятности различных видов изнашивания, переходные вероятности изменения состояния вершин зерен и электронное строение атомов с!-переходных металлов;

- доказано, что определяющее влияние га изнашивание инструмента и качество обработанной поверхности при шлифовании адгезионно-активных металлов н сплавов оказывает интенсивность их контактного взаимодействия с абразивным материалом, научно обосновано основное направление повышения эффективности шлифования, заключающееся в блокировании этого взаимодействия;

- разработан способ выбора химических соединений в качестве наполнителей абразивного инструмента для шлифования адгезионно-активных (1-переходных металлов и сплавов по значению изобарно-изотермического потенциала первичной химической реакции с обрабатываемым металлом или основой сплава.

Практическая ценность работы. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработаны: способ выбора оптимальных условий шлифования адгезионно-активных металлов (а.с. 851501), шлифовальные круги с флюоритосодержащими наполнителями (а.с. № 810471, патент № 1802790), высокопористые без порообразователя (а.с. № 1742058), СОТС (а.с. № 810780) и практические рекомендации по шлифованию металлов и сплавов на основе адгезионно-активных <1-переходных металлов. Изданы массовым тиражом методические рекомендации гто шлифованию титановых сплавов и переданы 50 ведущим машиностроительным предприятиям.

Реализация результатов работы. Рецептура шлифовальных кругов с флгооритовыми наполнителями внедрена на двух предприятиях; разработанные и рекомендуемые абразивные инструменты, СОТС, режимы обработки внедрены на восьми предприятиях при шлифовании, в том числе глубинном, сплавов на основе титана и ниобия.

Апробация работы. Основные результаты докладывались на Международных научно-технических конференциях и семинарах: «Шлифование, абразивные инструменты и материалы (Интергринд-91)» (Ленинград, 1991), «Высокие технологии в машиностроении (Интерпартнер)» (Харьков, 1997, 1998), «Проблемы управления точностью автоматизированных производств» (Пенза, 1996, 1997, 1998), «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы (Шлифабразив)» (Волжский, 1998, 1999); Всесоюзных конференциях: «Технологическое управление качеством обработки и эксплуатационными свойствами деталей машин» (Киев, 1980), «Теплофизика технологических процессов» (Волгоград, 1980), «Прогрессивные процессы абразивно-алмазной обработки, инструмент и его эксплуатация (Шлифование-82)» (Волжский, 1982); республиканских конференциях и семинарах: «Высокопроизводительная механическая обработка деталей машин и приборов» (Киев, 1976, 1977), «Прогрессивные методы абразивной обработки» (Ленинград,

1978), «Оптимизация процессов алмазно-абразивной обработки» (Волгоград, 1986), «Опыт применения СОТС при механической обработке деталей» (Москва, 1996); научных семинарах Волжск-НИИАШ (1974-1994); научн.-техн. конф. Волгоградского государственного технического университета (19841990), Волгоградской государственной архитектурно-строительной академии (1995-1999), научных семинарах кафедр: «Машиностроение» Севастопольского государственного технического университета (1999), «Технология машиностроения» Волгоградского государственного технического университета (2000), «Технология машиностроения» и «Металлорежущие станки и инструменты» Ульяновского государственного технического университета (2000), «Технология обработки и производства материалов» и «Проектирование и технология производства средств механизации» Волжского инженерно-строительного института ВолгГАСА (2000), «Конструирование и компьютерное моделирование технологического оборудования в нриборо- и машиностроении» Саратовского государственного технического университета (2000).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 68 печатных работ, в том числе одна монография, методические рекомендации по шлифованию титановых сплавов, б авторских свидетельств, 1 патент на изобретение, 2 заявки на выдачу патента РФ.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, семи глав, списка литературы (258 наименований), приложений, содержит 388 страниц машинописного текста, 83 рисунка, 39 таблиц.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы научные положения и результаты, выносимые на защиту.

В первой главе проводится анализ свойств (¿-переходных металлов, электронных моделей атомов и процессов, протекающих в зоне шлифования. Физические, химические, некоторые механические и эксплуатационные свойства ¿-переходных металлов обнаруживают периодичность и определенную зависимость от электронного строения атомов. Обрабатываемость шлифованием - это технологическое свойство материи, которое проявляется в результате воздействия инструмента. Поэтому обрабатываемость, как свойство материи, оцениваемое некоторым набором параметров, также должна проявлять периодичность и определенную зависимость от электронной структуры атомов (¡-переходных металлов. В качестве модели электронного строения атомов ¿-переходных металлов целесообразно использовать модель конфигурационной локализации валентных электронов (КЛВЭ), в которой критерием стабильности электронных конфигураций атомов в металле является статистический вес атомов со стабильными конфигурациями (СВАСК).

Шлифование представляет собой процесс взаимодействия двух подсистем: рабочей поверхности абразивного инструмента и обрабатываемой поверхности. Каждая из подсистем характеризуется геометрической формой, химическими, физическими и механическими свойствами поверхностного слоя.

Подсистемы являются взаимосвязанными и взаимозависимыми. Изменение параметров состояния любой из подсистем приводит к изменению параметров состояния всей системы, в том числе формы поверхностей, что в свою очередь влияет на контактные процессы. Взаимодействие подсистем включает в себя сложный комплекс механических, физических, химических и адгезионных процессов, исследованию которых посвящены работы П.И. Богомолова, Г.В. Бокучавы, Д.В. Ваксера, А.И. Грабченко, Д.Г. Евсеева, Г.И. Епифанова, В.Н. Кащеева, A.B. Королева, С.Н. Корчака, В.Н. Латышева, Т.Н. Ло-ладзе, E.H. Маслова, А.А.Маталина, Ю.К. Новоселова, В.М.Оробинского, В.И. Островского, С.А. Попова, Г.И. Саютина, В.А. Сииайлова, В.К.Старкова, JI.H. Филимонова, В.А. Хрулькова, Л.В. Худобина, A.B. Якимова и др.

В результате взаимодействия подсистем происходит изнашивание абразивного инструмента, основными видами которого являются вырывание зерен из связки, скалывание и истирание их вершин. Физико-химическое взаимодействие модифицирует контактируемые поверхности и инициирует адгезионные процессы, что в свою очередь оказывает существенное влияние на износ инструмента и состояние обработанной поверхности. В некоторых исследованиях показана качественная связь интенсивности физико-химического взаимодействия пары абразив-металл с выходными параметрами шлифования и, в частности, с износом инструмента. Поэтому особую актуальность приобретает вопрос изучения шлифования d-переходных металлов в связи с интенсивностью их физико-химического взаимодействия с абразивным материалом. Несмотря на целесообразность такого подхода, физико-химическое взаимодействие при шлифовании d-переходных металлов изучено недостаточно, что объясняется сложностью процессов, большими методическими трудностями исследования и отсутствием количественного критерия оценки интенсивности взаимодействия пары абразив-металл при шлифовании.

Для повышения эффективности шлифования необходимо создавать условия, снижающие интенсивность взаимодействия пары абразив-металл. Это достигается выбором более инертного абразивного материала, характеристики инструмента в целом, режимов шлифования и СОТС. Среда является наиболее универсальным способом управления контактными процессами. Эффективность действия среды во многом зависит от ее реакционной способности.

На основании анализа литературы определена цель работы, для достижения которой поставлены следующие задачи: провести теоретические и экспериментальные исследования диффузионной, химической и адгезионной активностей d-переходных металлов во взаимодействии с абразивным материалом; разработать количественный критерий оценки интенсивности контактного взаимодействия пары абразив-металл при шлифовании; разработать математическую модель формирования рабочей поверхности абразивного инструмента при шлифовании; установить связь показателей шлифования

d-лереходных металлов с электронным строением их атомов; определить влияние интенсивности физико-химического взаимодействия пары абразив-металл и реакционной способности среды, вводимой в зону резания, на шлифование адгезионно-активных d-переходных металлов и разработать научно-обоснованные рекомендации повышения эффективности процесса ; апробировать основные результаты при шлифовании сплавов на основе адгезионно-активных d-переходных металлов; разработать высокоэффективные СОТС, абразивные инструменты и режимы шлифования, апробировать и внедрить их в производство.

Вторая глава посвящена изучению химической, диффузионной и адгезионной активностей d-переходных металлов во взаимодействии с карбидом кремния. Как показали наши исследования, карбид кремния целесообразно использовать при шлифовании металлов IVB и VB подгрупп, которые, как будет показано ниже, относятся к адгезионно-активным материалам.

Анализ химического взаимодействия выполнен в соответствии с положениями равновесной термодинамики, согласно которой контактное взаимодействие в неравновесной системе рассматривается как химический процесс, достигший равновесия в тонком приконтактном слое. Изобарно-изотермический потенциал ¿Z" рассчитан для реакций образования карбидов и силицидов металлов но развернутому уравнению Гиббса-Гельмгольца или приближенным методом (для некоторых силицидов) в интервале температур (300-2000) К.

Интенсивность диффузионного переноса продуктов химических реакций углерода и кремния оценивали по коэффициентам диффузии элементов в d-переходные металлы, которые рассчитывали по формуле Аррениуса в интервале температур (1000-1500) К. Анализ справочных данных показал, что диффузия кремния в d-переходные металлы изучена недостаточно, поэтому исследования выполнены на примере углерода. Кремний и углерод расположены в одной подгруппе Периодической системы, имеют одинаковое количество электронов на внешнем электронном слое. Исходя из этого, следует ожидать одинаковой или, по крайней мере, близкой закономерности изменения коэффициентов диффузии кремния и углерода в d-переходные металлы.

Адтезионное взаимодействие исследовано методом многопроходного царапания металлов пнденторами из карбида кремния на склерометре. При многократном прохождении нндентора по одной царапине формируется поверхность, способная удержать индентор без заметного протекания пластической деформации, о чем свидетельствует стабилизация глубины риски и силы царапания. Тогда определенное нами в условиях упругого контакта стабилизированное значение силы склерометрирования будет характеризовать преимущественно адгезионную составляющую силы трения.

В результате химического взаимодействия d-нереходпых металлов с карбидом кремния возможно образование карбидов и силицидов металлов. Термодинамическая вероятность образования этих соединений с металлами IVB подгруппы приблизительно одинакова. В связи с большей стабильностью и энергетической устойчивостью ¿//-конфигураций углерода в карбидах, чем аналогичных конфигураций кремния в силицидах и наличием достаточного количества нелокалюованпых электронов у металлов IVB подгруппы, необходимых для стабилизации ¿//-конфигурации углерода, энергетический выигрыш достигается при образовании карбидов.

С переходом от металлов IVB к металлам VB, V!B и VIIIB подгрупп термодинамическая вероятность образования карбидов металлов уменьшается. С ростом СВАСК d5 металлов первой половины периодов снижается их донорская способность и соответственно доля целокализованных электронов, необходимых для стабилизации ¿-//-конфигураций атома углерода в карбиде. У металлов VII1B подгруппы , особенно у кобальта и никеля, донорская способность начинает уступать акцепторной, что делает более выгодным образование карбидов с меньшим содержанием углерода или силицидов с менее стабильной ¿//-конфигурацией кремния.

В общем случае в соответствии со значением Дтермодинамическая вероятность протекания химических реакций уменьшается от металлов IVB к металлам VIB подгруппы. Наибольшее значение AZ® получено для реакции карбида кремния с вольфрамом.

Коэффициент диффузии углерода в d-переходные металлы определяется уровнем стабильности электронной конфигурации атома металла. У металлов первой половины периодов коэффициент диффузии в подгруппах и периодах уменьшается с ростом СВАСК d3, для металлов второй половины периода - с ростом СВАСК d!0.

Наибольшей интенсивностью адгезионного взаимодействия в периодах обладают металлы VB подгруппы, которая снижается к металлам подгруппы IVB и весьма значительно к металлам подгруппы VIB. С увеличением главного квантового числа в подгруппе VB интенсивность взаимодействия увеличивается, а в подгруппах IVB и VIB - уменьшается. В подгруппах IVB и VIB адгезионная составляющая силы трения определяется силами межмолекулярного взаимодействия металла с карбидом кремния, которые в подгруппах уменьшаются с увеличением атомной стабильности электронной конфигурации или с увеличением главного квантового числа. В подгруппе VB, в связи с достаточно высокой активностью металлов и большой склонностью к образованию связей Ме-Ме, происходит налипание металла на инден-тор и последующее трение металла по металлу (когезия). Сила сцепления между одноименными металлами определяется связующей стабильностью электронной конфигурации, увеличивающейся с ростом главного квантового

числа. Поэтому в подгруппе УВ сила трения увеличивается от ванадия к танталу, то есть с ростом главного квантового числа. С переходом от хрома к железу интенсивности адгезионного и диффузионного взаимодействий скачкообразно увеличиваются, в связи со скачкообразным уменьшением атомной стабильности при переходе от металлов конца первой половины периода к металлам качала второй половины периода.

В подгруппе УШВ адгезионное и диффузионное взаимодействия металлов уменьшаются от железа к кобальту, в связи с ростом атомной стабильности электронных конфигураций согласно увеличению СВАСК с!10, и увеличиваются у никеля, в связи с известным эффектом возбуждения спектра электронных конфигураций никеля.

На основании проведенных исследований металлы классифицированы по их склонности к химическому, диффузионному и адгезионному взаимодействиям с карбидом кремния.

В третьей главе разработан критерий интенсивности механо-физико-химического взаимодействия металла с абразивным материалом.

Шлифование, как любой процесс контактного взаимодействия твердых тел, сопровождается взаимопереносом материалов и, в частности, переносом абразивного материала на обработанную поверхность. Перенос является следствием взаимодействия пары абразив-металл (рис.1). В результате физико-химического взаимодействия и образования адгезионных связей происходит адгезионный перенос абразивного материала; возможен диффузионный перенос атомов и молекул абразивного материала на обработанную поверхность; в результате механического взаимодействия происходит вдавливание в металл дисперсных продуктов износа абразивного материала. Увеличение на обработанной поверхности концентрации химических элементов А К , в данном случае кремния, в результате переноса из абразивного материала (карбида кремния), независимо от вклада каждой из перечисленных составляющих, было принято в качестве количественного критерия интенсивности механо-физико-химического взаимодействия пары абразив-металл при шлифовании. Изменение химического состава и шаржирование кристаллами абразивного материала будут изменять физико-механические характеристики поверхностных слоев металла. Поэтому критерий АК является также важным параметром качества обработанной поверхности. Содержание кремния определяли методом локального микрорентгеноспектрального анализа.

На примере технического железа и титанового сплава показана связь интенсивности химического, диффузионного и адгезионного взаимодействий пары абразив-металл с содержанием кремния на поверхности металлов. Диффузионное взаимодействие исследовано по коэффициенту диффузии и экспериментально по изменению концентрации кремния от поверхности в глубь образца после шлифования кругом и микроцарапания индентором га карбида кремния.

Рис, 1. Контактное взаимодействие и перенос абразивного материала при шлифовании

Интенсивность контактного взаимодействия, согласно представлениям физико-химической механики материалов, определяется уровнем механической активации контактирусмых поверхностей. Уровень механической активации численно характеризуется величиной удельной работы процесса, которая применительно к шлифованию равна частному от деления произведения касательной составляющей силы шлифования и скорости резания на площадь контакта круга с деталью. В соответствии с полученными результатами интенсивность взаимодействия должна возрастать с увеличением режимов шлифования и твердости круга, что хорошо согласуется с экспериментальной проверкой интенсивности взаимодействия по изменению концентрации кремния на поверхности металла. Взаимосвязь прироста концентрации кремния с удельной работой описывается степенной функцией.

Таким образом, при шлифовании в данной среде (исследования проведены при шлифовании без охлаждения) прирост концентрации кремния на поверхности металла или интенсивность механо-физико-химического взаимодействия абразивного материала с металлом определяется уровнем механической активации контактируемых поверхностей.

Установленная закономерность нарушается при шлифовании с различными СО'ГС, которые оказывают значительно большее влияние на изменение концентрации кремния в поверхности сплава, чем на удельную работу шлифования. В рассмотренном ряду СОТС удельная работа шлифования из-

меняется всего на 15%, а прирост концентрации кремния - в 3 раза, что объясняется пассивирующим и изолирующим действием компонентов СОТС.

Проведенные исследования позволяют констатировать, что энергия активации не во всех случаях определяет интенсивность взаимодействия абразивного материала с металлом при шлифовании. Ее применение ограничивается данной средой. Более универсальным критерием интенсивности взаимодействия является прирост на обработанной поверхности концентрации химических элементов, входящих в состав абразивного материала.

В четвертой главе разработана теоретико-вероятностная модель распределения вершин зерен на рабочей поверхности абразивного инструмента при шлифовании, учитывающая вероятности вырывания зерен из связки, скалывания и истирания вершин, электронное строение атомов обрабатываемых металлов.

По характеру формирования рабочий слой круга в радиальном направлении от условной наружной поверхности инструмента делится на три зоны. Зона 1 или зона контакта ограничена линией выступов шероховатости обрабатываемой поверхности. В этой зоне происходит основное формирование рабочей поверхности инструмента в результате изнашивания истиранием, скалывания и вырывания зерен. В зоне 2 изменение плотности распределения вершин происходит в результате появления новых режущих кромок от зерен, работавших до скалывания в зоне 1. В зоне 3 вершины зерен распределены согласно начальным условиям. Зоны разбиваем на слои, толщина которых равна радиальному износу за один оборот круга. В зонах 1, 2 и 3 получится соответственно N. М и К таких слоев. Изменение количества вершин в /-ом слое зоны 1 происходит под влиянием следующих факторов: часть вершин покинет рабочую поверхность круга в результате вырывания зерен из связки; некоторое количество выйдет из слоя в результате скалывания; в результате скалывания в нижележащих слоях часть вершин попадет в рассматриваемый слой; в результате изнашивания истиранием некоторое количество вершин переместится в вышележащий слой; в результате изнашивания в (М)-ом слое часть вершин попадет в наблюдаемый.

С позиции теории вероятностей взаимодействие зерен круга с обрабатываемым металлом, в результате которого вершина принимает только одно из множества состояний полной группы, можно рассматривать как марковский процесс с дискретным временем и состоянием, а формирование рабочей поверхности инструмента - как суперпозицию таких процессов. Формирование рабочей поверхности инструмента включает в себя два одновременно протекающих этапа: скачкообразный переход вершин зерен из состояния г, где 1 - номер слоя, в котором вершины находятся в момент соприкосновения с металлом, в состояние _/, где у - номер слоя, в который вершины попадают в результате взаимодействия, что проявляется в виде истирания или скалывания вершин; скачкообразный переход всех вершин рассматриваемого слоя

(кроме первого) на нижележащий, т.е. уменьшение расстояния от вершин зерен до наружной поверхности инструмента на величину радиального износа круга за один оборот.

Вид износа определяется соответствующей вероятностью изнашивания в результате скалывания или истирания вершины зерна, вырывания зерна из связки. Появление вершины зерна в новом слое (в том числе и в рассматриваемом) в связи с истиранием или скалыванием вершины зерна, контактирующей с обрабатываемым материалом, определяется соответствующей переходной вероятностью. Очевидно, что переходная вероятность появления нового состояния вершин в результате вырывания зерен из связки будет равна нулю, так как вырванные зерна покидают рабочую поверхность инструмента.

На основании вышеизложенного получена следующая математическая модель распределения вершин зерен по слоям рабочей поверхности абразивного инструмента:

»(К) = п( К -1 ){Рк(К)\В(К)Рв(К) + С(К)Рс(К)} + Ч>{ К )}У +

(О

где п(К) и п(К~1) - векторы (матрица-строка) распределения вершин зерен соответственно на К-ом и (/С-1)-ом оборотах круга; Рк(К] и ЩК) - диагональные квадратные матрицы размера М'И вероятностей соответственно контакта и отсутствия контакта вершин зерен с обрабатываемым материалом; В (К) и С(К) - диагональные квадратные матрицы размера Л'Л' вероятностей изнашивания вершин зерен в результате соответственно скалывания и истирания; Рв(К) и Рс(Ю - прямоугольные матрицы размера N(1Н-М) переходных вероятностей изменения состояния вершин зерен в результате соответственно скалывания и истирания; У- квадратная матрица размера (Ы+М) (И+М) перемещения вершин зерен на нижележащий слой при каждом обороте круга; п^м+к-! ~ координата вектора исходного распределения вершин зерен; е^+м -единичный вектор (матрица-строка).

Матрицы имеют следующий вид:

Рк (К) = К/кД ^ (К) ' 0 "Р" <• * У'

Г(К) = \Г/К)1 где 1-Рк.(К);

В(К) = [В11(К)\ В0(К) =0 при I Ф j; С(К) = ¡С (К)\ С„ (К) = 0 при I * /;

(2)

> I<i<N;/<j<N

(4)

Р„(К) = [вч(К)\ а„.(К) = 0 при /= у = / « у < г;

I < г < И, ]<]<Ы + М; Р/Г) Г ] 0 ':Р!! > '~ У Л'./^./,/..;>.V .

г 1 [О, при j -1

=J'P ; 1 < i < N + М ;1 < j < N + М (8)

[/, при i-j - /

Для вычисления переходных вероятностей в,} необходимо знать функцию плотности распределения вершин зерен после скалывания в /-ом слое. По данным A.B. Королева при правке круга плотность распределения скалываемых вершин близка к нормальному закону. По аналогии с процессом правки будем считать, что центр группирования вершин зерен, образованных после скалывания, совпадает с уровнем скалывания, в качестве которого примем линию выступов шероховатости обрабатываемой поверхности. Тогда математическое ожидание положения вершин зерен, сколовшихся в любом из слоев AV, зоны 1, будет соответствовать координате, по величине равной фактической глубине шлифования, а поле рассеивания равно удвоенному расстоянию от нижней границы слоя ДК,- до уровня скалывания. Учитывая, что плотность распределения положения сколовшихся вершин близка к нормальному закону и в соответствии с правилом трех сигм допускаем, что среднее квадратичное отклонение равно третьей части этого поля. Для установившегося процесса шлифования вероятности перехода вершин из слоя / в слой j не зависят от времени работы или числа контактов. Тогда

"В!

в у = \faidu, 1 <i<N, i< j < N + M;

"¡и

ву = 0 при i -j = 1 и i> j> 2N ~i + l, где иH/ = AR( j - I), uBJ = ARj - соответственно координаты нижней и

верхней границ слоя_/, в который переходят вершины, сколовшиеся в слое

fet~ функция плотности распределения вершин по слоям при скалывании в слое /.

Износ инструмента за один контакт с обрабатываемым материалом значительно меньше фактической глубины шлифования. Поэтому допускаем, что в пределах рассматриваемого слоя режущие кромки распределены равномерно. Тогда переходные вероятности истирания можно определить из выражения:

Ah Ah.

с -—- приу'= /+ 1; с„ = 1--- при/ = /, (10)

"AR " AR

где Ahj - средняя величина размерного износа зерен /-го слоя, рассчитываемая с учетом вероятности контакта с обрабатываемым металлом по траектории движения вершин в зоне 1.

Для зерен, контактирующих с металлом, вероятности А„ В, и С, образуют полную труппу. В общем случае плотности распределения вероятностей скалывания вершин и вырывания зерен из связки являются функциями числа

(9)

контактов, что определяет необходимость корректировки и нормирования законов распределения. Если допустить, что закон распределения не изменяется, то расчеты сводятся к известной задаче неразрушения материала.

С учетом сделанных допущений по формуле (1) рассчитано распределение вершин зерен по высоте профиля инструмента при шлифовании железа, вольфрама и титана. Вероятность контакта зерна с металлом определяли по формуле Ю.К. Новоселова, трансформированной к условиям плоского врезного шлифования с подачей на глубину при встречном движении стола. Для расчета силы резания использовали зависимости С.Н. Корчака, исходное распределение вершин зерен после правки находили по методу Л.В. Королева. Электронное строение атомов обрабатываемых металлов учитывается эмпирическими зависимостями показателей механических свойств d-переходных металлов от физического критерия СВАСК, которые введены в формулы вероятности контакта и сил резания.

п„ 1/мм2

ГЛУБИНА, мкм

Рис. 2. Распределение зерен на рабочей поверхности круга после шлифования металлов

Теоретическое распределение проверено экспериментально по количеству отпечатков, полученных в результате прокатывания шлифовального круга по алюминиевой фольге различной толщины (рис. 2). Сравнительный анализ экспериментальных и расчетных данных свидетельствует о принципиальной возможности использования разработанной модели формирования структуры инструмента при шлифовании в научных исследованиях и инженерных расчетах.

Пятая глава посвящена исследованию шлифования d-переходных металлов в зависимости от электронной структуры их атомов.

Разработанный количественный критерий ЛК позволяет определять интенсивность механо-физико-химического взаимодействия в условиях шлифования для различных контактируемых пар. Методом микрорентгеноспек-тралыгого анализа исследовано содержание кремния на поверхности d-переходных металлов после шлифования кругом из карбида кремния. Установлено, что распределение кремния подчиняется нормальному закону. Зависимость среднего арифметического значения содержания кремния от числа валентных электронов показана на рис. 3,а.

Для объяснения установленных закономерностей изменения содержания кремния в подгруппах и периодах d-переходных металлов необходимо рассмотреть поведение составляющих суммарного переноса.

Металлы подгруппы титана обладают высокой реакционной способностью, что является причиной активного адгезионного взаимодействия с абразивным материалом. В соответствии с моделью КЛВЭ склонность атомов к различного рода взаимодействиям определяется атомной стабильностью электронных конфигураций, которая увеличивается в подгруппе с увеличением главного квантового числа валентных электронов. Поэтому, в направлении от титана к гафнию должна снижаться адгезионная активность металлов во взаимодействии с абразивным материалом, что согласуется с установленным ранее уменьшением адгезионной составляющей силы трения. Интенсивность диффузионного переноса кремния с ростом главного квантового числа уменьшается, в связи с уменьшением коэффициента диффузии кремния в металлы IVB подгруппы. Вероятность механического вдавливания в металл дисперсных продуктов износа зерен снижается в связи с уменьшением износа инструмента. В результате уменьшения составляющих суммарного переноса, содержание кремния на поверхности металлов IVB подгруппы уменьшается с ростом главного квантового числа (рис, 3).

Такая же закономерность наблюдается в подгруппе VIB. Но интенсивность адгезионного и диффузионного взаимодействий значительно ниже по сравнению с металлами подгруппы IVB. Металлы VIB подгруппы имеют самое высокое значение СВАСК d5 и, соответственно, самую высокую атомную стабильность среди металлов первой половины периодов. Это определяет их минимальную интенсивность адгезионного взаимодействия, что полиостью согласуется со значениями адгезионной составляющей силы трения, состоянием рельефа и субмикрорельефа шлифованной поверхности металлов. Диффузионный перенос кремния уменьшается в связи с самыми низкими значениями коэффициентов диффузии среди металлов цервой половины периодов. Количество продуктов износа по сравнению с металлами IVB подгруппы оказывается выше только для вольфрама (см. рис. 3,6). Но весьма высокая твердость вольфрама (самая высокая среди исследуемых металлов) бу-

дет препятствовать механическому вдавливанию продуктов износа в шлифованную поверхность. Поэтому суммарный перенос кремния для металлов подгруппы VIB в несколько раз меньше, чем для подгруппы IVB.

q, мм„ / ммм

1,6

1,2

0,8

0,4 0,10'

0,02

(Та 6,00

Mi/, \ 3,50

и Zr 7 V 1,00

Hf: ¥Сг ' Fe- st № 0,45

^Мо nv Со | 0,30

6 7 8 9 n(s-d)

б 7 n(s+d)

а б

Рис. 3. Зависимость содержания кремния ДК (а) и удельного износа круга q (б) от числа валентных электронов n(s+d)

В соответствии со значениями СВАСК d5 металлы VB подгруппы но атомной стабильности занимают положение между металлами IVB и VIB подгрупп. Приблизительно в таком же соотношения находятся и коэффициенты диффузии кремния в металлы первой половины периодов. Но, тем не менее, наибольший перенос кремния в периодах наблюдается при шлифовании металлов подгруппы ванадия, который п отличие от металлов IVB и V!B подгрупп увеличивается с ростом главного квантового числа. Исследования сил трения при склерометрированшг, износа круга, шероховатости поверхности, состояния рельефа и субмикрорельефа шлифованной поверхности показали, что и по этим параметрам металлы VB подгруппы занимают экстремальное положение в периодах. Особенностью металлов VB подгруппы, объясняющей характер изменения АК в периодах, является большая склонность к образованию сильных связей металл-металл (гомофилизм). В наибольшей степени в подгруппе го-мофилизм должен проявляться у ниобия и, особенно, тантала.

Исходя их этого, разработана следующая физическая модель контактного взаимодействия d-переходных металлов с карбидом кремния при шлифовании. В результате физико-химического взаимодействия на задней поверхности зерна образуются адгезионные пятна контакта. Интенсивность адгезионного взаимодействия в целом металлов VB подгруппы с карбидом кремния будет ниже, чем у металлов IVB подгруппы, в связи с их более высокой атомной стабильностью. При последующих контактах зерна с металлом зона адге-

знойного взаимодействия расширяется и в отдельных участках происходит контактирование металла, налипшего на заднюю поверхность зерна, с основным металлом. Для металлов 1УВ подгруппы когезионные процессы не оказывают существенного влияния на характер контактного взаимодействия, интенсивность которого и количество перенесенного абразивного материала определяются атомной стабильностью электронных конфигураций. При когезионном взаимодействии металлов подгруппы ванадия возникают сильные связи металл-металл, прочность которых возрастает с увеличением связующей стабильности конфигураций. В подгруппе связующая стабильность увеличивается с ростом главного квантового числа. Поэтому когезион-ное взаимодействие и перенос абразивного материала увеличиваются в направлении от ванадия к танталу. Несмотря на то, что диффузионный перенос кремния с увеличением главного квантового числа в подфуппе должен уменьшаться, суммарный перенос возрастает в 1,8 раза. Поэтому адгезионный перенос в данном случае является определяющим фактором суммарного переноса.

Металлы У1В подгруппы, электронные конфигурации которых имеют максимальную спиновую ненасыщенность и соответственно максимальную связующую стабильность, еще в большей степени склонны к образованию сильных когезионных связей, чем металлы УВ подгруппы. Но металлы \ЧВ подгруппы, как было показано ранее, имеют самую высокую атомную стабильность электронных конфигураций, что определяет их весьма низкую интенсивность адгезионного взаимодействия с карбидом кремния. Поэтому когезионные процессы не получают ощутимого развития и высокая склонность металлов к гомофилизму в данных условиях не реализуется. Сочетание самой низкой адгезионной активности с низкими значениями коэффициентов диффузии кремния в полной мере согласуется с минимальными значениями АК, уменьшающимися от хрома к вольфраму в соответствии с ростом главного квантового числа и увеличением СВАСК с!5.

При шлифовании металлов \'1ПВ подгруппы перенос кремния уменьшается от железа к кобальту, что объясняется увеличением атомной стабильности электронных конфигураций в соответствии с ростом СВАСК с!10 и снижением коэффициента диффузии кремния. Увеличение АК при шлифовании никеля так же, как коэффициентов трения и диффузии (см. главу 2), происходит в результате термического и объемного трансформирования спектра электронных конфигураций никеля по сравнению с нормальными условиями. Известно, что в металлах, электронные конфигурации которых имеют высокий СВАСК с!5 или с]10 и низкое значение главного квантовогс числа, термическое и объемное активирование приводит к с) -» в-возбужде-нию, увеличению относительной доли возбужденных состояний \ уменьшению СВАСК б5 или с!10 (у никеля СВАСК с!1Ь- 94%).

Аналогичные процессы наблюдаются и при шлифовании хрома, в спектре электронных конфигураций которого содержится высокий СВАСК с15. С увеличением температуры и давления в хроме инициируются с!—»б-переходы, снижающие СВАСК с!5 и увеличивающие статистический вес возбужденных с14-состояний. В результате перенос кремния при шлифовании хрома и железа одинаков. В условиях склерометрироваиия индентором из карбида кремния, когда термическая активация контактируемых поверхностей значительно ниже, чем при шлифовании, адгезионная составляющая силы трения карбида кремния по хрому оказывается ниже, чем по железу.

Для металлов первой половины периодов установлена функциональная зависимость содержания кремния на шлифованной поверхности от СВАСК:

ЛК = 0,026ет1р. (11)

В подгруппе УВ р = СВАСК й \ в подгруппах 1УВ и У1В р = СВАСК Увеличениер определяет соответственно увеличение связующей и уменьшение атомной стабильности электронных конфигураций.

По критерию АК и коэффициенту трения с!-переходиые металлы можно разделить на адгезионно-активные металлы 1УВ, УВ подгрупп и инертные металлы У1В, УШВ подгрупп. Результаты исследования состояния рельефа и субмикрорельефа полностью согласуются с предложенной классификацией.

Характер изменения износа круга от главного квантового числа в подгруппах адгезионно-активных металлов такой же, как и для критерия АК. В общем случае, при шлифовании в данных условиях металлов 1УВ и УВ подгрупп износ круга увеличивается с ростом АК (см. рис. 3). Для ответа на вопрос о влиянии интенсивности взаимодействия пары абразив-металл на износ инструмента взаимосвязь между этими параметрами исследована в различных условиях обработки. Установлено, что с уменьшением АК , то есть с уменьшением интенсивности механо-физико-химического взаимодействия, износ снижается (рис. 4). Таким образом, при шлифовании адгезионно-активных металлов интенсивность контактного взаимодействия пары абразив-металл является определяющим фактором в износе инструмента.

У металлов подгруппы У1В наблюдается обратная зависимость АК и д от главного квантового числа (см. рис. 3). При минимальной интенсивности физико-химического взаимодействия металла с абразивным материалом превалирующее влияние на износ инструмента оказывает связующая стабильность электронных конфигураций атомов, определяющая прочностные показатели металла. В качестве примера можно взять предел прочности металлов на разрыв а,,. Почти четырехкратное увеличение ак в подгруппе неизбежно приведет к увеличению износа круга с увеличением главного квантового числа.

0.4 0/. 0 8 1.0 Л К. %

0,6

Л К, %

1.2

.4

Рис.4. Зависимость удельного Рис. 5. Зависимость экспериментальных износа круга д от содержания и расчетных значений параметра Ка от кремния ЛК при шлифовании ЛК: Яа - экспериментальные значения; адгезионно-активных металлов Км-механическая составляющая;

ЯаЛ - адгезионная составляющая

С переходом от хрома к железу интенсивность взаимодействия с карбидом кремния находится на одном уровне и невысока для обоих металлов, но в связи с уменьшением количества неспаренных электронов связующая стабильность значительно снижается, о чем свидетельствует уменьшение микротвердости и ае, особенно при высокой температуре испытания. При незначительном адгезионном взаимодействии связующая стабильность электронной конфигурации определяет износ абразивного инструмента. У кобальта в связи с уменьшением СВАСК с!5 и увелшшшем СВАСК сЗ10 снижается связующая и повышается атомная стабильность электронной конфигурации, что уменьшает износ круга. Увеличение АК иду никеля связано с ростом доли возбужденных с!9- состояний и уменьшением фактического СВАСК с!10 в результате термического и объемного активирования.

Такую же зависимость от СВАСК в подгруппах и периодах проявляет среднее значение силы резания, приходящееся на одно зерно, рассчитанное по данным главы 4.

Колшество вершин на рабочей поверхности круга в пределах фактической глубины резания зависит от вероятностей вырывания зерен и скалывания их вершин, суммарное влияние которых увеличивается с ростом нагрузки на зерно. Поэтому количество вершин находится в зависимости от СВАСК обратной средней силе резания.

По количеству вершин зерен и их распределению с использованием теоретико-вероятностной модели Ю.К.Новоселова рассчитано среднее арифметическое отклонение профиля шероховатости обработанной поверх-

кости. При шлифовании инертных металлов У1В и У111В подгрупп различие между теоретическими и экспериментальными значениями не превышает 15%. При шлифовании адгезионно-активных металлов теоретические значения всегда меньше экспериментальных и различие увеличивается с ростом интенсивности взаимодействия нары абразив-металл. На рис. 5 кривая НаЛ отражает зависимость абсолютного значения разности между теоретическим и экспериментальными значениями Л0 от интенсивности контактного взаимодействия А К. Тогда формула для определения Яа при шлифовании адгезионно-активных металлов должна состоять из двух слагаемых: механической составляющей ЯаМ, определенной из условия геометрического копирования профиля рабочей поверхности круга на обработанную поверхность, и адгезионной составляющей Яа4, учитывающей интенсивность контактного взаимодействия пары абразив-металл:

02)

Зависимость адгезионной составляющей ЯаА от критерия интенсивности контактного взаимодействия АК аппроксимирована следующей формулой:

КаА=0,б4АК175. (13)

При шлифовании адгезионно-активных металлов подгруппы 1УВ уменьшается, а подгруппы УВ - увеличивается с увеличением главного квантового числа, что отвечает соответственно уменьшению адгезионной и увеличению когезионной активности металлов.

В главе 6 рассмотрено влияние среды на процесс шлифования адгезионно-активных ¿-переходных металлов. В соответствии с результатами исследований, изложенных в главах 3 и 5, наиболее эффективным способом снижения интенсивности взаимодействия пары абразив-металл является введение в зону резания специальных сред, обладающих высокой пассивирующей способностью. Пассивирующая способность среды должна во многом зависеть от ее химической активности к обрабатываемому металлу. Чем более энергично среда будет вступать в химическое взаимодействие с металлом, тем в большей степени будет блокироваться взаимодействие металла с абразивным материалом.

При шлифовании металлов существуют операции, где охлаждение не применяется. В таком случае активные компоненты можно вводить в состав абразивной смеси при изготовлении инструмента. Наиболее широко этот метод применяется в технологии изготовления абразивных инструментов на бакелитовой связке. В качестве наполнителей нами использованы фториды и хлориды металлов. Их выбор обусловлен следующим: для хлоридов и фторидов металлов наиболее полно определены термодинамические характеристи-

ки, необходимые для расчета AZ® ; следует ожидать, что соли будут взаимодействовать с металлами по однотипным химическим реакциям, в результате которых образуются близкие по свойствам новые фазы, что позволит ярче выделить влияние химической активности наполнителей; необходимым условием является термостойкость наполнителя при температуре бакслизации инструмента.

Предварительно в статических условиях на примере пары Ti-CoCl2 после высокотемпературного отжига порошков металла и соли в вакууме был изучен механизм их химического взаимодействия с помощью рентген о структурного анализа и методов аналитической химии. Установлена кинетика химического взаимодействия, согласно которой первичной является реакция с образованием TiCl2. Считая, что все соли будут взаимодействовать с металлами аналогичным образом, расчет AZ° сделан для первичной реакции:

J/mMe + 1/n Ме' Г„ lfm Ме Г„, + //и Ме', (14)

где Ме и Ме' - соответственно исследуемый d-переходный металл и

металл соли;

Г- галоген (фтор или хлор).

По изменению AZ° химических реакций d-переходных металлов с фторидами и хлоридами в интервале температур (1000 -1500) К все наполнители располагаются в следующий усредненный ряд ожидаемой эффективности согласно возрастанию термодинамической вероятности протекания химических реакций: ВаГ2, КГ, НаГ, СаГ2, MgT2, А1Г3, МпГ2, Znf2, CdF2(Cor2), Nir2(CuF, Agr2). Термодинамическая вероятность протекания химических реакций d-переходных металлов с фторидами выше, чем с хлоридами.

Для некоторых реакций во всем диапазоне температур AZ° имеет положительное значение, то есть с точки зрения термодинамики маловероятно протекание данных реакций в обычных условиях. Но при шлифовании происходит целый ряд явлений, способствующих значительной активации. Возможность протекания химических реакций с положительным значением Д2° доказана в ряде работ но механохимии.

Способность галогеносодержащих соединений уменьшать износ трущихся пар объясняется образованием на ювенильных поверхностях металлов изолирующей пленки галогенида металла, что в свою очередь зависит от химической активности и количества подводимого реагента. Поэтому для оценки эффективности наполнителя по величине AZ® необходимо обеспечить одинаковые условия получения молекул согласно уравнению реакции (14).

Эти условия будут обеспечены, если использовать единицу измерения, применяемую в теории растворов и определяющую содержание атомов

галогенов в единице объема растворителя (нормальная концентрация). В нашем случае «растворителем» будем считать единицу объема круга. В результате экспериментальных исследовании выбрана 1,6 Н концентрация. На основании термодинамического анализа из рассмотренных галогенидов металлов в качестве наполнителей отобраны шесть хлоридов и четыре фторида, отличающиеся значением AZ° в реакции с металлами: NaCl, MgCl2, MnCl2, ZnCl2, CdCl2, CoCl2, NaF, MnF2, CdF2 и CuF. Испытания проведены при шлифовании без охлаждения металлов IVB и VB подгрупп, относящихся к адгезионно-активным материалам. По графикам находили значение Д7.", соответствующее среднеконтактной температуре шлифования металла в конкретных условиях.

дк,%

1,1 1 1 1

0,У i

0.7 [

Ui-

0,5 Ti

0,3 -i——"' Zr

q, »1 м!,/м

-НО -70 -0+ 70 140 21 0 А кДж / модь

6.0 4,5 3,0 1,5

! Та 1 ^-f!

V

—"• 'i " ——г Ti

1-*......1'..... " ¿r

-140 -70 -0+ 70 140 210 Л Ъ'\, кДж/ моль

R„, мкч

в

Рис. 6. Зависимость количества переносимого кремния АК (а) , удельного износа круга д(б) и параметра шероховатости поверхности На (в) от

изобарно-изотермического потенциала химических реакций металлов с хлоридами

Температуру рассчитывали по методике В.А. Сипайлова.

Установлено, что с увеличением реакционной способности наполнителей или с уменьшением снижается содержание кремния на шлифованной поверхности, свидетельствующее об уменьшении интенсивности контактного взаимодействия пары абразив-металл при шлифовании, износ круга и шероховатость поверхности. Зависимость АК, ц и Кц от изобарно-изотермического потенциала первичной химической реакции хлоридов и фторидов достаточно хорошо аппроксимируется линейной функцией. На рис. 6 в качестве примера приведены данные по хлоридам.

В седьмой главе исследован процесс шлифования сплавов на основе адгезионно-активных <1-персход1Гых металлов и приведены данные о практической реализации результатов работы.

Сплавы на основе адгезионно-активных д-переходных металлов с высокой температурой плавления делятся на две группы: сплавы на основе металлов 1УВ подгруппы, отличительной особенностью которых является высокая удельная прочность (кроме гафния) и исключительная коррозионная стойкость; сплавы на основе металлов УВ подгруппы, способные сохранять прочность при температуре свыше 1100°С.

Из первой группы исследован процесс шлифования сплавов на основе титана, из второй - на основе ниобия.

Легирующие элементы изменяют активность основы сплавов, но в целом по интенсивности контактного взаимодействия с карбидом кремния при шлифовании и склерометрировании сплавы располагаются в такой же последовательности, как и чистые металлы. Для сравнения выбраны также быстрорежущие, нержавеющие и жаропрочные стали и сплавы на основе железа и никеля.

Согласно модели КЛВЭ, устойчивость различных фаз в сплавах (¿-переходных металлов определяется статистическим весом й- конфигураций в электронном спектре атомов основы. В титановых сплавах стабилизация а- фазы происходит, когда в спектре конфигураций превалируют

с12Бр- состояния. При введении легирующих элементов с числом с1-электронов большим, чем в титане (V, Мо, ЫЪ, Та, Сг, Мп и др.), увеличивается статистический вес с13 5- конфигураций, стабилизирующих /?- фазу, что

сопровождается увеличением СВАСК с!5 и, соответственно, ростом атомной стабильности.

В работе исследована интенсивность контактного взаимодействия различных сплавов титана, в которых количество легирующих элементов ¡3 -стабилизаторов увеличивается от примесных'атомов в сплаве ВТ)-0 до 12% в сплаве ВТ22. Соответственно содержание р - фазы в сплавах повышается

практически от нуля до 30%. При шлифовании сплавов кругом из карбида кремния концентрация кремния па обработанной поверхности уменьшается с увеличением содержания ft- фазы, что свидетельствует об уменьшении интенсивности контактного взаимодействия сплавов с абразивным материалом.

Интенсивность контактного взаимодействия пары абразив-металл для сплавов, как и для их основы, является определяющим фактором в износе абразивного инструмента. При шлифовании в различных условиях сплава ВТ22 установлена функциональная зависимость износа круга от ЛК .

Исследовано влияние интенсивности взаимодействия пары абразив-металл при шлифовании, оцениваемой по количеству переносимого кремния, на качество обработанной поверхности. Установлено, что с уменьшением ДК снижаются шероховатость поверхности и уровень остаточных напряжений растяжения, улучшается состояние рельефа и субмикрорельефа обработанной поверхности. Исходя из этого, разработан способ выбора оптимальных условий шлифования, по которому в качестве критерия оптимальности принимают изменение концентрации химических элементов, происходящее в результате переноса их из абразивного инструмента па обработанную поверхность (а.с. 852501).

Наиболее износостойкими по титану и его сплавам оказываются абразивные материалы, интенсивность контактного взаимодействия которых с обрабатываемым металлом минимальна. По мере увеличения износостойкости абразивные материалы располагаются в следующем порядке: группа ко-рундов, группа карбидов, эльбор и алмаз. Например, при микроцарапании наиболее труднообрабатываемого сплава ВТ22 износостойкость алмаза ЛСК выше износостойкости эльбора JIO в 3,5 раза, карбида кремния 63С - в 45 раз и электрокорунда 25А - в 400 раз. Наилучшие показатели при шлифовании ниобиевого сплава типа ВН получены кругами из эльбора, далее следуют круги из карбида кремния, смесевые (63С-50%, 25А - 50%) и электрокорундовые.

Важным резервом повышения эффективности процесса шлифования адгезионно-активных сплавов является СОТС. На примере обработки кругами из эльбора показано, что используя специальные СОТС с химически активными присадками можно более чем в 100 раз уменьшить износ круга по сравнению со шлифованием в сухую и в 50 раз по сравнению с эмульсией ЭГТ, значительно снизить шероховатость поверхности.

Для обработки титановых сплавов создана специальная СОТС на водной основе (а.с. 810780), применение которой в сравнении с известными аналогами позволяет в 1,5 — 1,6 раза увеличить режущую способность инструмента.

Для шлифования адгезионно-активных металлов и сплавов без применения СОТС разработаны абразивные инструменты на бакелитовой связке с галогеносодержащнми наполнителями (а.с. 810471, патент 1802990). При шлифовании титановых и ниобиевых сплавов износ круга с новыми наполнителями сокращается в 1,5-2,0 раза, уменьшаются величина и глубина залегания остаточных напряжений I рода, количество кремния, переносимого на обработанную поверхность, силы шлифования. Максимальная режущая способность нового инструмента в 2,0 и 1,4 раза выше соответственно кругов на керамической связке и обычного бакелитового инструмента.

На шлифовальные круги с галогеносодержащими наполнителями и СОТС получены токсиколого-гигиенические паспорта.

Учитывая, что из титановых сплавов изготавливают наиболее ответственные детали авиационной и космической техники, исследовано влияние технологических условий на малоцикловую усталость при повторном изгибе и растяжении. Установлено, что при шлифовании на оптимальных режимах кругами из электрокорунда, карбида кремния, эльбора и алмаза сопротивление усталости образцов из сплавов ВТ22 и ВТ9 последовательно возрастает; увеличение режимов обработки снижает сопротивление усталости, наибольшее влияние оказывает скорость круга; введение после чистовой обработки выхаживания увеличивает сопротивление усталости на 20%.

На основании проведенных исследований и результатов производственных испытаний разработаны рекомендации по выбору оптимальных условий шлифования титановых и ниобиевых сплавов, которые прошли широкую апробацию и внедрены на восьми промышленных предприятиях.

Исследован процесс глубинного шлифования титановых сплавов с непрерывной правкой круга алмазным роликом. Непрерывную правку следует рассматривать как еще один способ снижения интенсивности взаимодействия пары абразив-металл. Чем больше подача на правку, тем больше зерен обновляет свою вершину в результате механического удаления налипшего металла или скалывания, что уменьшает интенсивность контактного взаимодействия при шлифовании. С увеличением подачи на правку от 1 до 8 мкм/импульс составляющие силы шлифования снижаются на 50%, а количество переносимого кремния - в 3 раза. При соответствующей подаче на правку для глубинного шлифования, например, титановых сплавов, можно использовать инструмент обычной структуры. Созданы специальные высокопористые круги из гранулированной абразивной смеси без порообразователя (а.с. 1742058), которые работают на уровне высокопористых с порообразова-телем из нефтекокса. Методом многофакторного планирования выведены функциональные зависимости между основными параметрами процесса шлифования. Разработан и внедрен процесс глубинного шлифования пазов в деталях из титановых сплавов.

Основные выводы.

1. В результате проведения комплексных теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная научная проблема, имеющая важное народнохозяйственное значение, заключающаяся в создании теоретических основ шлифования адгезионно-активных d-переходных металлов, разработке высокоэффективных абразивных инструментов, СОТС и процессов шлифования труднообрабатываемых металлов и сплавов.

2. Исследовано химическое, диффузионное и адгезионное взаимодействия d-переходных металлов с карбидом кремния. Установлена связь интенсивности взаимодействия с электронным строением атомов металлов. Разработан количественный критерий суммарной интенсивности механо-фнзико-химического взаимодействия металлов с абразивным материалом при шлифовании по изменению концентрации ЛК химических элементов на обработанной поверхности в результате их переноса из абразивного материала, в частности, кремния после шлифования кругом из карбида кремния.

По интенсивности взаимодействия с абразивным материалом при шлифовании d-переходные металлы классифицируются на адгезионно-активные металлы IVB, VB подгрупп и инертные металлы VIB, VIIIB подгрупп.

3. Разработана теоретико-вероятностная математическая модель распределения вершин зерен по высоте профиля рабочей поверхности абразивного инструмента при шлифовании, учитывающая электронное строение атомов обрабатываемых металлов, вероятности вырывания зерен из связки, скалывания и истирания вершин, в которой взаимодействие зерен круга с обрабатываемым металлом рассматривается как марковский процесс с дискретным временем и состоянием, а формирование поверхности инструмента - как суперпозиция таких процессов.

4. Разработана физическая модель контактного взаимодействия d-переходных металлов с абразивным материалом, учитывающая электронное строение атомов обрабатываемых металлов, в соответствии с которой показатели шлифования адгезионно-активных металлов определяются интенсивностью адгезионного взаимодействия пары абразив-металл, контролируемой атомной стабильностью электронных конфигураций (металлы IVB подгруппы) с последующим когезионным взаимодействием металла, налипшего на вершины зерен, с основным материалом, контролируемого связующей стабильностью конфигураций (металлы VB подгруппы). Показатели шлифования инертных металлов практически не зависят от интенсивности взаимодействия и контролируются связующей стабильностью конфигураций. Особенности поведения никеля и хрома объясняются эффектом трансформирования спектра электронных конфигураций металлов в результате их механической активации.

5. Впервые экспериментально доказано, что показатели шлифования с1-переходных металлов (содержание кремния на шлифованной поверхности; износ круга; сила резания единичным зерном; количество зерен в зоне шлифования; шероховатость поверхности - параметр К0) подчиняются фундаментальному физическому закону периодичности свойств от заряда атомов элементов или числа валентных электронов.

6. С помощью критерия ЛК доказано, что основной причиной износа абразивного инструмента и формирования обработанной поверхности при шлифовании адгезионно-активных с1-переходных металлов и их сплавов является интенсивность контактного взаимодействия с абразивным материалом и, тем самым, научно обосновано главное направление совершенствования процесса шлифования, заключающееся в блокировании этого взаимодействия.

7. Установлено, что наиболее значительное снижение интенсивности взаимодействия пары абразив-металл происходит в результате введения в зону шлифования химически активных сред, в частности, в качестве наполнителей абразивного инструмента. Предложена методика выбора химически активных наполнителей по значению изобарно-изотермического потенциала первичной химической реакции с обрабатываемым адгезионно-активным металлом или основой сплава. При шлифовании адгезионно-активных металлов и сплавов установлена функциональная зависимость показателей шлифования от /42Г".

8. При шлифовании адгезионно-активных металлов параметр шероховатости обработанной поверхности является суммой двух составляющих: механической, рассчитываемой из условия геометрического копирования случайного профиля абразивного инструмента на обрабатываемую поверхность с учетом механических свойств металлов, и адгезионной, отражающей влияние интенсивности контактного взаимодействия металла с абразивным материалом.

9. Основные результаты исследований апробированы при шлифовании труднообрабатываемых сплавов адгезионно-активных (¡-переходных металлов. Разработаны высокоэффективные абразивные инструменты с флюори-товыми наполнителями, высокопористые, СОТС и процессы шлифования, в том числе глубинного, деталей из сплавов на основе титана и ниобия. Результаты работы прошли производственные испытания и внедрены в промышленность: рецептура шлифовальных кругов с флюоритовыми наполнителями внедрена на двух предприятиях — изготовителях абразивного инструмента; процессы шлифования деталей - на восьми предприятиях авиационной промышленности.

Основное содержание диссертации изложено в 34 публикациях (из 68 печатных работ по теме):

1. Носенко В.Л. Исследование процесса шлифования титановых сплавов в различных средах // Абразивы. 1975. №3. -С. 27-28.

2. Шлифование сплавов на основе титана: Метод, рек. - М.: НИИМаш, 1977. - 26 с. / Авт.: Г.И. Саютин, И.В. Харченко, А.Д. Богуцкий, Д.Н. Спиридонов, А.П. 'Гатаринов, В.А. Носенко.

3. Носенко В.А., Саютин Г.И. Роль охлаждающих свойств среды в изнашивании абразива// Абразивы. 1979. №3. - С.5-6.

4.Носенко В.А., Саютин Г.И., Богомолов Н.И. Влияние интенсивности физико-химического взаимодействия абразива с обрабатываемым металлом на износ шлифовального круга // Физ.-хим. мех. материалов. 1981. №1. - С. 110-111.

5. A.c. СССР 810471, МКИ В 24D 3/34.. Масса для изготовления абразивного инструмента / Авт.: Г.И. Саютин, В.А. Носенко, В.П. Сиротин и др. // Открытия. Изобретения. 1981, №9.

6. A.c. СССР 810870, МКИ С ЮМ 3/02.Смазочно-охлаждающая жидкость для шлифования титановых сплавов / Авт.: Г.И. Саютин, В.А. Носенко, М.И. Ляпунов и др.//Открытия. Изобретения. 1981, №¡9.

7. A.c. СССР 852501, МКИ В 24В 1/00. Способ определения оптимальных условий шлифования / Авт.: Г.И. Саютин, В.А. Носенко, А.П. Татаринов и др. // Открытия. Изобретения. -1981, №29.

8. Саютин Г.И., Носенко В.А., Спиридонов Д.Н. Выбор инструмента и СОЖ при шлифовании титановых сплавов // Станки и инструменты. 1981. №11.-С. 15-17.

9. Саютин Г.И., Носенко В.А. Исследования микрохимических изменений поверхности титановых сплавов при шлифовании // Трение и износ. 1983. Т.4. №2. - С. 348-352.

10. Шлифование труднообрабатываемых нержавеющих и инструментальных сталей: Метод, рек. М.: НИИМаш, 1983,- 44 с. / Авт.: Г.И. Саютин, Н.Ф. Торопов, В.А. Носенко и др.

11. Саютин Г.И., Носенко В.А., Ларионов Н.Ф. Перенос кремния на поверхность металла при шлифовании кругами и микроцарапании инденторами из карбида кремния //Трение и износ. 1984, Т.5. №3. - С. 513-519.

12. Саютин Г.И., Носенко В.А. Шлифование деталей из сплавов на основе титана. - М.: Машиностроение, 1987. - 80 с.

13. Носенко В.А., Ларионов Н.Ф., Егоров Н.И., Волков М.П. Выбор характеристики абразивного инструмента и СОЖ для глубинного шлифования //Вестник машиностроения. 1989. №5.-С. 17-21.

14. A.c. СССР 1742058, МКИ В 28В 3/00. Способ изготовления керамических изделий / Авт.: В.П.Сиротин., Т.Е. Шеянова, И.В. Барановская, В.А. Носенко и др. // Открытия. Изобретения. 1992, №23.

15. Патент СССР 1802790, МКИ В24 В 3/34. Масса для изготовления абразивного инструмента / Авт.: В.П.Сиротин, Т.Е. Шеянова, В.А. Носенко и др. //Открытия. Изобретения.1993, №10.

16. Носенко В.А., Киселев В.В. Влияние химической активности наполнителей на износ шлифовального круга при обработке металлов подгруппы титана // Техника машиностроения. 1996. №1. - С. 57.

17. Носенко В.А. Связь параметров процесса шлифования с электронным строением d-переходных металлов // Проблемы управления точностью автоматизированных производственных систем: Сб. статей Междунар. научн.-техн. конф. - Пенза: Пензенский ГТУ, 1996. - С. 194-196.

18. Носенко В.А. Взаимодействие титана, циркония и гафниия с карбидом кремния при шлифовании кругами с наполнителями // СТИН. 1997. №4. -С. 34-36.

19. Носенко В.А. Критерий оптимизации шлифования и электронное строение d-переходных металлов // Точность автоматизированных производств: Сб. статей Междунар. научн.-техн. конф. - Пенза: Пензенский ГТУ,

1997.-С. 168-170.

20. Носенко В.А. Влияние электронного строения d-нереходных металлов на силу микрорезания // Высокие технологии в машиностроении: Тр. VII Междунар. научн.-техн. семинара. - Харьков: Харьковский ГПУ, 1997. - С. 207208.

21. Носенко В.А. Шлифование d-переходных металлов // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Сб. трудов научн.-техн. конф. - Волжский: ВолжскИСИ, 1997. -С. 129-133.

22. Носенко В.А., Комиссаров A.B. Анализ диффузии углерода в d-переходтле металлы при температуре шлифования // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Сб. трудов научн.-техн. конф. - Волжский: ВолжскИСИ, 1997. - С 133-136.

23. Носенко В.А. Оптимизация процессов шлифования d-переходных металлов // Техника машиностроения. 1997. №3. - С. 66-68.

24. Носенко В.А. Влияние среды на перенос кремния и износ круга при шлифовании d-переходных металлов // Высокие технологии в машиностроении: Тр. VII Междунар. научн.-техн. семинара. - Харьков: Харьковский ГПУ,

1998.-С. 115-118

25. Носенко В.А. Перенос абразивного материала при шлифовании d-переходных металлов // СТИН. 1998. №4. - С. 22-26.

26. Носенко В.А. Расчет плотности распределения зерен на рабочей поверхности абразивного инструмента // Точность технологических и транс-

юртных систем: Сб. статей Междунар. научн.-техн. конф. В 2 ч. 4.2. - Пенза: Пензенский ГТУ, 1998. - С. 129-132.

27. Носенко В.А. Интенсивность контактного взаимодействия и износ круга при шлифовании с1-переходных металлов // Прогрессивная техника и технология машиностроения, приборостроения и сварочного производства: Гр. Междунар. научн.-техн. конф. В IV т. 'Г II. - К.: НТУУ, 1998. - С. 115-118.

28. Носенко В.А. Обрабатываемость тугоплавких металлов кругом из карбида кремния // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Сб. тр. Междунар. научн.-техн. конф. - Волжский: Волжск-ИСИ, 1998.-С. 156-158.

29. Носенко В.А. О периодичности изменения показателей процесса шлифования с1-переходных металлов // Прогрессивные технологии в машиностроении: Межвуз. сб. иаучн. тр. - Волгоград: ВолГТУ, 1998. - С. 51-57.

30. Носенко В.А. Выбор химически активных наполнителей для шлифования (1-переходных металлов // Новые химические технологии: производство и применение: Сб. материалов Всероссийской научн.-техн. конф. - Пенза, 1999. -С. 64-66.

31. Носенко В.А. Износ круга при шлифовании с1-переходных металлов // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Сб тр. Междунар. научн.-техн. конф. - Волжский: ВолжскИСИ, 1999. - С. 154157.

32. Носенко В.А. Коэффициенты трения при микроцарапашш сплавов системы 'П - МЬ - А1 // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Сб. трудов Междунар. научн.-техн- конф,- Волжский: ВолжскИСИ, 1999.-С. 152-154.

33. Носенко В.А. Математическая модель формирования рабочей поверхности абразивного инструмента при шлифовании // Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий: Материалы Междунар. конф. и Российской научн. школы. В 6 ч. Ч. 5. - М.: НИИ «Автоэлектроника», 1999.-С 131-133.

34. Носенко В.А. Исследование адгезионного взаимодействия с1-переходных металлов с карбидом кремния // Вестник ВолгГАСА. Сер.: Естественные науки. Вып. 1(2). - Волгоград : ВолгГАСА, 1999. - С 84-90.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ ШЛИФОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ

1.1. Периодический закон и свойства металлов

1.2. Электронная модель атома металла

1.3. Физико-химические процессы при шлифовании металлов

1.4. Основные направления повышения эффективности шлифования

1.5. Цель и задачи исследования

2. АНАЛИЗ ХИМИЧЕСКОЙ, ДИФФУЗИОННОЙ И АДГЕЗИОННОЙ АКТИВНОСТИ d-ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

2.1. Электронная структура d-переходных металлов и карбида кремния

2.2. Анализ химического взаимодействия d-переходных металлов с карбидом кремния

2.3. Анализ диффузионного взаимодействия d-переходных металлов с карбидом кремния

2.4. Исследование адгезионного взаимодействия d-переходных металлов с карбидом кремния

2.5. Выводы

3.КРИТЕРИЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОБРАБАТЫВАЕМОГО

И АБРАЗИВНОГО МАТЕРИАЛОВ ПРИ ШЛИФОВАНИИ

3.1. Перенос абразивного материала как критерий интенсивности взаимодействия пары абразив-металл при шлифовании

3.2. Основные закономерности распределения кремния на шлифованной поверхности

3.3. Исследование интенсивности взаимодействия абразивного материала с металлом в зависимости от режимов шлифования и твердости круга

3.4. Исследование интенсивности взаимодействия абразивного материала с металлом при шлифовании в различных средах 127 3.4. Выводы

4. ТЕОРЕТИКО-ВЕРОЯТНОСТНАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ШЛИФОВАНИИ 132 4Л. Основные закономерности формирования рабочей поверхности круга при шлифовании

4.2. Изнашивание рабочей поверхности круга в результате вырывания зерен и скалывания вершин

4.3. Глубина резания и износ единичного зерна

4.4. Распределение зерен на рабочей поверхности круга при шлифовании

4.5. Выводы

5. ШЛИФОВАНИЕ d-ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

5.1. Распределение кремния на поверхности металлов после шлифования

5.2. Влияние электронного строения атомов металлов на перенос кремния

5.3. Износ круга

5.4. Силы шлифования

5.5. Качество шлифованной поверхности

5.6. Выводы

6. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НАПОЛНИТЕЛЯ НА ПРОЦЕСС ШЛИФОВАНИЯ АДГЕЗИОННО-АКТИВНЫХ d-ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

6.1. Кинетика химического взаимодействия d-переходных металлов с галагенидами

6.2. Термодинамический анализ химических реакций d-переходных металлов с хлоридами и фторидами

6.3. Исследование влияния химической активности наполнителей на показатели шлифования d-переходных металлов

6.4. Выводы

7. ШЛИФОВАНИЕ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АДГЕЗИОННО-АКТИВНЫХ d-ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

7.1. Износостойкость карбида кремния и электрокорунда при микроцарапании d-переходных металлов

7.2. Шлифование сплавов на основе титана

7.2.1. Влияние легирующих элементов на интенсивность контактного взаимодействия сплавов с абразивным материалом

7.2.2. Влияние интенсивности взаимодействия сплава с абразивным материалом на износ круга и качество обработанной поверхности

7.2.3. Выбор абразивного материала и связки

7.2.4. Рекомендации по выбору СОТС

7.2.5. Совершенствование абразивного инструмента при шлифовании без охлаждения

7.2.6. Влияние технологий шлифования на долговечность деталей

7.2.7. Режимы обработки для различных операций шлифования

7.3. Шлифование сплавов системы Ti-Nb-Al

7.4. Глубинное шлифование сплавов на основе титана

7.5. Выводы

Прогрессивное развитие техники и технологии требует постоянного совершенствования конструкционных материалов. Повышаются требования к жаропрочности, жаростойкости, химической стойкости, устойчивости при облучении и другим эксплуатационным параметрам. Добиться желаемого результата нельзя без использования d-переходных металлов, обладающих уникальными комплексами физических, химических и механических свойств.

Области использования и спектр применяемых металлов постоянно расширяются. Ранее считавшиеся экзотическими, тугоплавкие металлы IVB и VB подгрупп Периодической системы элементов в последнее время в ряде отраслей получили широкое распространение. d-Переходные металлы используются в авиационной, ракетной и космической технике, теплоэнергетике, радиоэлектронике, химической промышленности, машиностроении, металлургии, медицине, бытовой технике и др. Тем не менее, процессы шлифования, являющиеся финишными этапами обработки деталей машин и механизмов, в результате которых происходит окончательное формирование поверхностного слоя, для d-переходных металлов изучены недостаточно, что значительно затрудняет освоение производства изделий из новых конструкционных материалов.

В большей степени исследованы процессы абразивной обработки титана, никеля, вольфрама, молибдена и сплавов на их основе, менее изучены процессы шлифования циркония, гафния, ванадия, ниобия, тантала. d-Переходные металлы существенно различаются по обрабатываемости. Некоторые из металлов, например, тантал, обладают повышенной склонностью к адгезионному взаимодействию с абразивным материалом, что является причиной плохого качества поверхности детали и низкой стойкости инструмента.

Для выяснения основных закономерностей шлифования d-переходных металлов и разработки научно-обоснованных рекомендаций по совершенствованию процесса необходимо перейти от исследования шлифования отдельных металлов к изучению их обрабатываемости как единого класса d-переходных элементов в зависимости от положения в Периодической системе и электронного строения их атомов.

К сожалению, в литературе нет сопоставимых данных по эксплуатационным параметрам процесса шлифования d-переходных металлов, которые позволили бы проследить периодичность изменения параметров. Но, учитывая имеющиеся данные по физическим, химическим, механическим и некоторым эксплуатационным свойствам, можно ожидать, что параметры процесса шлифования с1-переходных металлов должны проявлять периодичность и определенную зависимость от электронного строения атомов.

Именно особенности электронного строения позволят объяснить обрабатываемость каждого металла, найти общие физические критерии обрабатываемости и создать научно-обоснованные принципы совершенствования процесса шлифования.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- физическая модель контактного взаимодействия «¿-переходных металлов с абразивным материалом при шлифовании;

- основные закономерности шлифования адгезионно-активных с1-переходных металлов;

- математическая модель формирования рабочей поверхности абразивного инструмента при шлифовании; критерий суммарной интенсивности механо-физико-химического взаимодействия пары абразив-металл и качества поверхности при шлифовании;

- методология выбора наполнителей абразивного инструмента для шлифования адгезионно-активных металлов и сплавов;

- основные закономерности шлифования сплавов на основе адгезионно-активных (¿-переходных металлов; практические рекомендации по шлифованию сплавов на основе адгезионно-активных ё-переходных металлов.

Работа выполнена в соответствии с координационными планами Всесоюзных, Всероссийских программ и заказами предприятий.

Диссертация имеет следующую структуру.

В первой главе проводится анализ свойств (¿-переходных металлов, электронных моделей атомов и процессов, протекающих в зоне шлифования. В качестве исследуемых (¿-переходных металлов выбраны 12 представителей: титан, цирконий, гафний, ванадий ниобий, тантал, хром, молибден, вольфрам, железо, кобальт и никель. На основании анализа свойств выдвигается гипотеза о периодичности изменения показателей процесса шлифования от заряда ядра атомов обрабатываемых ё-переходных металлов. Обоснована целесообразность использования модели конфигурационной локализации валентных электронов.

Шлифование рассматривается как процесс взаимодействия двух подсистем: рабочей поверхности абразивного инструмента и шлифуемой поверхности, сопровождающийся сложным комплексом механических, физических и адгезионных процессов. Показано, что физико-химическое взаимодействие оказывает существенное влияние на обрабатываемость металлов. Анализируются известные критерии интенсивности физико-химического взаимодействия и предлагается новый.

Рассмотрены основные направления повышения эффективности шлифования, из которых выделена роль смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС). При шлифовании адгезионно-активных металлов одним из определяющих факторов выбора СОТС является ее реакционная способность. Компоненты СОТС, вступая во взаимодействие с активированной поверхностью металла, переводят ее в более термодинамически устойчивое состояние и покрывают пленками вторичных структур, что препятствует взаимодействию металла с абразивным материалом.

На основании сделанного анализа сформулированы научные гипотезы и цель работы, определены задачи исследования.

Вторая глава посвящена исследованию химической, диффузионной и адгезионной активности (¿-переходных металлов во взаимодействии с карбидом кремния. Анализ химического взаимодействия выполнен в соответствии с положениями равновесной термодинамики. Контактное взаимодействие в неравновесной системе рассматривается как химический процесс, достигший равновесия в тонком приконтактном слое. Расчет Л2°г сделан для пятидесяти реакций образования карбидов и силицидов металлов. Интенсивность диффузионного переноса продуктов химических реакций - углерода и кремния, оценивали по коэффициентам диффузии в «¿-переходные металлы, которые рассчитывали по формуле Аррениуса в интервале температур (1000 - 1500) К. Адгезионное взаимодействие исследовали при многопроходном царапании металлов индентором из карбида кремния по характеру изменения и величине силы Р7 , состоянию рельефа царапины.

В результате исследований определены предпочтительные химические реакции и предполагаемые продукты взаимодействия, диффузионная и адгезионная активность металлов. Показано влияние электронной структуры ё-переходных металлов на протекание химических, диффузионных и адгезионных процессов.

В третьей главе разработан крйтерий интенсивности контактного взаимодействия пары абразив-металл при шлифовании, в качестве которого предложено использовать количество элементов абразивного материала, в данном случае кремния, переносимых на обрабатываемую поверхность. Перенос является следствием адгезионного, диффузионного и механического взаимодействия, поэтому по количеству перенесенных элементов можно судить о суммарной интенсивности механо-физико-химического взаимодействия пары абразив-металл при шлифовании. Приведена схема контактного взаимодействия.

Исследовано влияние режимов шлифования, твердости инструментов и СОТС на количество переносимого кремния Л К. Показана связь энергии активации, оцениваемой по удельной работе шлифования, с Л К. Доказано, что Л К является более универсальным критерием интенсивности взаимодействия, чем энергия активации. Исследован характер распределения кремния, показана качественная связь Л К с интенсивностью адгезионного, диффузионного и химического взаимодействия.

В четвертой главе разработана математическая модель формирования подсистемы рабочей поверхности абразивного инструмента в результате истирания и скалывания вершин зерен, вырывания зерен из связки круга. Разрушение зерен круга рассматривается как испытание, в результате которого вершина изменяет свое состояние, перемещаясь в другие участки рабочего слоя. С позиции теории вероятностей взаимодействие зерен круга с обрабатываемым металлом можно рассматривать как марковский процесс, а формирование рабочей поверхности инструмента - как суперпозицию таких процессов. Выведена формула распределения вершин зерен по слоям рабочей поверхности круга, учитывающая вероятности скалывания и истирания зерен, условные вероятности изменения состояния вершин зерен в результате истирания и скалывания, электронное строение атомов (¿-переходных металлов. Вероятности истирания и скалывания определены, исходя из статистических данных прочности зерен, прочности их закрепления в связке круга и силы резания. Теоретическое распределение проверено экспериментально по количеству отпечатков, полученных после прокатывания шлифовального круга по алюминиевой фольге различной толщины.

В пятой главе рассмотрен процесс шлифования d-переходных металлов кругом из карбида кремния без применения СОТС. Впервые экспериментально доказано, что обрабатываемость шлифованием, как технологическое свойство материи, подчиняется фундаментальному физическому закону периодической зависимости свойств от заряда ядра атомов элементов. На основе модели КЛВЭ разработана физическая модель контактного взаимодействия пары абразив-металл при шлифовании, в соответствии с которой показатели шлифования адгезионно-активных d-переходных металлов определяются интенсивностью физико-химического взаимодействия металла с абразивным материалом, контролируемой атомной стабильностью электронных конфигураций (металлы IVB подгруппы) с последующим когезионным взаимодействием металла, налипшего на площадки износа, с основным материалом, контролируемымо связующей стабильностью электронных конфигураций (металлы VB подгруппы). Обрабатываемость металлов VIB и VIIIB подгрупп зависит от связующей стабильности электронных конфигураций. Особенности шлифования никеля и хрома связаны с эффектом термической и объемной дестабилизации электронных структур атомов. Дана классификация металлов по их активности во взаимодействии с абразивным материалом при шлифовании.

В шестой главе исследовано влияние химической активности среды, вводимой в зону резания, на интенсивность взаимодействия пары абразив-металл и износ круга. Испытания проведены при шлифовании без охлаждения адгезионно-активных металлов IVB и VB подгрупп. Специальные компоненты вводили в состав абразивной смеси в процессе изготовления инструмента. В качестве наполнителя абразивной смеси выбраны галагениды металлов (хлориды и фториды).

Предварительно на примере пары Ti-CoCb исследована кинетика взаимодействия и определена первичная химическая реакция. Считая, что все соли будут взаимодействовать с металлами аналогичным образом, расчет сделан для первичной реакции образования галагенида d-переходного металла. В общей сложности было рассчитано около 300 реакций. По значению в интервале температур (1000 - 1500) К все наполнители разложили в ряд ожидаемой эффективности. Для испытаний отобраны 6 хлоридов и 4 фторида металлов, с которыми были изготовлены абразивные инструменты на бакелитовой связке. Исследования показали, что с уменьшением снижается перенос кремния на обработанную поверхность и износ круга, улучшается состояние шлифованной поверхности.

В седьмой главе исследован процесс шлифования сплавов на основе адгезионно-активных <1-переходных металлов и приведены данные о практической реализации работы.

Показано влияние вида абразивного материала, связки, структуры круга и режимов шлифования на интенсивность взаимодействия и показатели процесса шлифования. Дана классификация абразивных материалов по износостойкости. По степени интенсивности контактного физико-химического взаимодействия с абразивным материалом сплавы на основе титана, ниобия, никеля и железа находятся в таком же соотношении, что и металлы, представляющие основу сплавов. Показано влияние легирующих элементов на взаимодействие сплавов с абразивным материалом. Установлено, что при шлифовании адгезионно-активных сплавов, так же, как и их основы, определяющим фактором в износе инструмента и формировании шлифованной поверхности является интенсивность контактного взаимодействия пары абразив-металл, снижение которой достигается введением в зону обработки специальных сред. Выбор химически активных компонентов осуществляется по значению Л2°т первичной химической реакции с основой сплава. Для шлифования адгезионно-активных металлов и сплавов разработаны высокоэффективные СОТС; в тех случаях, когда обработка осуществляется без охлаждения - круги со специальными наполнителями. Исследовано влияние технологических условий шлифования на малоцикловую усталость образцов из титановых сплавов. Разработаны рекомендации по шлифованию, в том числе глубинному, труднообрабатываемых сплавов. Приведены результаты производственных испытаний и внедрений.

В приложениях к диссертационной работе собраны копии актов производственных испытаний и внедрений абразивных инструментов, СОТС и режимов на различных операциях шлифования.

Основой данной работы явились теоретические и экспериментальные исследования, составы абразивных смесей и СОТС, методология выбора химически активных компонентов СОТС и режимов шлифования труднообрабатываемых металлов, выполненные автором в Волжском научно-исследовательском институте абразивов и шлифования (Волжск-НИИАШ), Волжском инженерно-строительном

18 институте Волгоградской государственной архитектурно-строительной академии, на предприятиях авиационной промышленности и абразивных заводах.

Автор выражает глубокую благодарность всем сотрудникам Волжск-НИИАШ, Волжского инженерно-строительного института, машиностроительных и абразивных заводов за помощь в проведении исследований, производственных испытаний и внедрении результатов работы.

9. Основные результаты исследований апробированы при шлифовании труднообрабатываемых сплавов адгезионно-активных (¿-переходных металлов. Разработаны высокоэффективные абразивные инструменты с флюоритовыми наполнителями, высокопористые, СОТС и процессы шлифования, в том числе глубинного, деталей из сплавов на основе титана и ниобия. Результаты работы прошли

294 производственные испытания и внедрены в промышленность: рецептура шлифовальных кругов с флюоритовыми наполнителями внедрена на двух предприятиях - изготовителях абразивного инструмента; процессы шлифования деталей - на восьми предприятиях авиационной промышленности.

1. Абразивная и алмазная обработка материалов. Справочник. -М.: Машиностроение, 1997. -392 с.

2. Адамовский A.A. Исследование абразивных свойств и взаимодействия тугоплавких материалов с обрабатываемыми поверхностями. Автореф. дис. .канд. техн. наук. -Киев: Институт проблем материаловедения, 1975. -28 с.

3. A.c. 182833 СССР, МКИ С 10 М 15.9/02. СОЖ для обработки титановых изделий / H.H. Егоров, Д.Д. Вагунин // Открытия, изобретения. 1966, № 12.

4. A.c. 118647 СССР, МКИ G 01 М 3/56. Метод количественного и качественного исследования износа деталей машин и свойств смазочных масел с помощью наведенной радиоактивности / Ю.С. Заславский, Г.И. Шор // Открытия, изобретения.

5. A.c. 211717 СССР, МКИ С 10 М 173/02. СОЖ для шлифования титановых сплавов / Л.Д. Павловская, К.Д. Ульчонок, Б.Л. Мальвинов и др. // Открытия, изобретения.1968. № 8.

6. A.c. 810471 СССР МКИ В 24 D 3/34. Масса для изготовления абразивного инструмента / Г.И. Саютин, В.А. Носенко, В.П. Сиротин, и др. // Открытия, изобретения. 1981. №9.

7. A.C. 852501 СССР, МКИ В 24В 1/00. Способ определения оптимальных условий шлифования / Г.И. Саютин, В.А. Носенко, А.П. Татаринов, Н.Ф. Ларионов // Открытия, изобретени. 1981. № 29.

8. A.c. 810780 СССР, МКИ С 10 М 3/02. Смазочно-охлаждающая жидкость для шлифования титановых сплавов / Г.И. Саютин, В.А. Носенко, М.И. Ляпунов, К.Н. Биль-динов, Н.И. Егоров // Открытия, изобретения. 1981, № 9.

9. A.c. 1104007 СССР, МКИ В 24 D 3/34. Состав для пропитки абразивного инструмента / З.И. Дружина, В.Е. Баринов, В.М. Шумячер, В.Ф. Заев, В.А. Носенко, Г.И. Саютин // Открытия, изобретения. 1984, № 27.

10. A.c. 1742058 СССР, МКИ В 28 В 3/00. Способ изготовления керамических изделий / В.П. Сиротин, Т.Е. Шеянова, И.В. Барановская, В.А. Носенко, И.В. Акимова, P.C. Косинский // Открытия, изобретения. 1992, № 23.

11. Ахматов A.C. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физматгиз, 1963.- 472 с.

12. Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение,1969.-424 с.

13. Безыкорнов А.Л. Исследование режущих свойств тугоплавких соединений. Дисс. . канд. техн. наук. Киев: КИИГА, 1970. - 170 с.

14. Бердиков В.Ф., Гурьев A.B., Маловечко Г.В. Приспособление к прибору ПМТ-3 для автоматического нагружения с демпфирующим устройством // Заводская лаборатория. 1964. №11.-С. 1898.

15. Бердиков В.Ф., Катрич М.Д., Саютин Г.И. Методика склерометрического изучения кристаллов карбида кремния // Заводская лаборатория. 1969. № 12. С. 1497 - 1498.

16. Беркович Е.С. Новый прибор ИМАШ для склерометрических исследования материалов / В сб.: Склерометрия. М.: Наука, 1968. - С . 88 - 96.

17. Бирке Л.С. Рентгеновский микроанализ с помощью электронного зонда. М.: Металлургия, 1966. - 216 с.

18. Бобылев A.B. Механические и технологические свойства металлов: Справочник. М.: Металлургия, 1980. - 296 с.

19. Бовкун Г.А. Исследование сопротивления абразивному изнашиванию тугоплавких соединений. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Киев: ИПМ АН УССР, 1969. - 26 с.

20. Богомолов Н.И. О работе трения в абразивных процессах// Тр. ВННИАШ. М.-Л.: Машиностроение, 1965. № 1. - С. 72 - 79.

21. Богомолов Н.И. основные процессы при взаимодействии абразива и металла: Дис. . д-ра техн. наук. Киев: КИИГА, 1967. - 310 с.

22. Богомолов Н.И. Исследование деформации металла при абразивных процессах под действием абразивного зерна // Тр. ВНИИАШ, 1968. № 7. С. 74 - 88.

23. Богомолов Н.И., Новикова Л.Н. К вопросу о влиянии свойств металла на износ абразива при трении // Тр. ВНИИАШ. Л.: Машиностроение, 1968. № 7. - С. 88 - 96.

24. Бокучава Г.В. Шлифование металлов с подачей охлаждающей жидкости сквозь шлифовальный круг. М.: Машгиз, 1969. - 105 с.

25. Бокучава Г.В, Чан-Ши-Туй. Исследование механизма износа абразивных инструментов при обработке титановых сплавов // Физико-химические явления при взаимодействии абразивов с металлами в процессе обработки. Тбилиси,!971. - С. 115 - 127.

26. Бокучава Г.В. Влияние физико-механических свойств абразивных материалов на процесс шлифования. // Передовая технология и автоматизация управления процессамиобработки деталей машин / Под ред. A.A. Маталина. JL: Машиностроение, 1970. - С. 453 -459.

27. Бокштейн Б.С. Диффузия в металлах. М.: Металлургия, 1978. 248 с.

28. Буланин O.A. Окисление карбида бора// Бюллетень, 1937, ЦНИЛАШ.

29. Бурыкина Н.Я., Самсонов Г.В.К вопросу о механизме адгезионного взаимодействия металлов и металлоподобных соединений // Машиностроение, 1970. № 3. С. 98 — 101.

30. Ваксер Д.Б. Пути повышения производительности абразивного инструмента при шлифовании. М.-Л.: Машиностроение, 1964. - 124 с.

31. Васильев C.B. О взаимосвязи электронного строения металла с его склонностью к адгезии // Трение и износ. 1986. Т . 7. № 5. 919 - 923.

32. Виноградова И.Э., Алексеева Е.А., Кулагина С.С. Методы температурной оценки противозадирных свойств масел с химически активными присадками // Тр. Всесоюзн. сове-щения: Методы испытания на изнашивание. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - С. 164 - 176.

33. Виноградова И.Э. Противоизносные присадки к маслам. М.: Химия, 1972.272 с.

34. Виноградов Ю.М. Развитие теории трения и изнашивания. М.: Изд-во АН СССР, 1967.-230 с.

35. Виноградов Ю.М. Трение и износ модифицированных металлов М.: Наука, 1972.- 150 с.

36. Витенберг Ю.Р. Применение корреляционной теории для оценки шероховатости шлифованной поверхности // Вестник машиностроения. 1969. № 1. С. 23-26.

37. Витенберг Ю.Р., Шкуркин В.В. О навалах на шлифовальных рисках // Тр. ВНИИАШ. Л., 1970. № 10. С. 99 -105.

38. Войтович Р.Ф. Тугоплавкие соединения. Термодинамические характеристики: Справочник. Киев: Наукова думка, 1971. - 220 с.

39. Вол А.Е. Строение и свойства двойных металлических систем. 4.1. М.: Физмат-гиз, 1959. 264 с.

40. Волжский П.И. Обрабатываемость металлов шлифованием. М.-Л.: Машгиз, 1950.- 72 с.

41. Гельд П.В., Сидоренко Ф.А. Силициды переходных металлов четвертого периода. М.: Металлургия, 1971. - 582 с.

42. Глазов В.М., Вигдорович В.Н. Микротвердость металлов. М.: Металлургия, 1969. - 248 с.

43. Глазунов С.Г., Моисеев В.Н. Конструкционные титановые сплавы. М.: Металлургия, 1974. - 363 с.

44. Глинка H.A. Общая химия. JL: Химия, 1979. - 718 с.

45. Глубинное шлифование деталей из труднообрабатываемых материалов. М.: Машиностроение, 1984. - 62 с.

46. Гопиенко В.Г. Контактное взаимодействие титана с окисными огнеупорными материалами // Огнеупоры. 1971. № 6. С. 55 - 58.

47. Гребенщиков И.В. Роль химических процессов при механической обработке металлов // Фронт науки и техники. 1935. № 8.

48. Грехем Д. Результаты изучения диффузии примесей в ß титане // В сб.: Диффузия в металлах с объемноцентрированной решеткой. - М.: Металлургия, 1969. - С. 76 -81.

49. Григорович В.К. Периодический закон Д.И. Менделеева и электронное строение металлов. М.: Наука, 1966. - 285 с.

50. Григорович В.К. Физическая природа микротвердости // В сб.: Методы испытания на микротвердость. Приборы. М.: Наука, 1965. - С. 35 - 58.

51. Григорович В.К. Твердость и микротвердость металлов. М.: Наука, 1976. - 230с.

52. Горюнова H.A. Химия алмазоподобных полупроводников. Л.: Изд-во ЛГТУ, 1963.- 310 с.

53. Гусев Г.М. О реакциях элементарной серы с металлами в процессе тонкого диспергирования в водной среде // В кн.: Механические явления при сверхтонком измельчении. -Новосибирск, 1971. С. 110-120.

54. Давыдова Г.Е. Исследование свойства абразива и алмаза и их взаимодействия с обрабатываемыми материалами. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Тбилиси: ГПИ, 1973. -32 с.

55. Даркен Л.С., Гурри Р.В. Физическая химия металлов: Пер. с англ. М.: Метал-лургиздат, 1960. - 582 с.

56. Дергунова B.C., Левинский Ю.В. Шуршаков А.Н., Кравецкий Г.А. Взаимодействие углерода с тугоплавкими металлами. М.: Металлургия, 1974. - 288 с.

57. Длин А.М. Факторный анализ в производстве. М.: Статистика, 1975. 328 с.

58. Дончук П.П. Марковский Е.А., Костецкий Б.И. Исследование переноса металла в процессе схватывания при сухом трении скольжения // В сб.: Повышение долговечности материалов. Киев: Изд-во ин-та проблем литья АН СССР, 1969. - С 118 -130.

59. Дьяченко П.Е. Исследование процесса шлифования. М.: Оборонгиз, 1941- 123 с.

60. Дьяченко П.Е. Методические вопросы исследования износа деталей машины при помощи радиоактивных изотопов / В сб.: Изучение износа деталей машин при помощи радиоактивных изотопов. М.: Изд-во АН СССР, 1957. - С. 5 - 8.

61. Евсеев Д.Г. Формирование свойств поверхностных слоев при абразивной обработке. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1975. - 127 с.

62. Епифанов Г.И. Физические основы влияния внешней среды на процессы деформации и разрушения при резании. Автореф. дис. . д-ра техн. наук. М., 1955. - 34 с.

63. Ефимов В.В. Модель процесса шлифования с применением СОЖ. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1992. - 132 с.

64. Жураковский E.J1. Электронная структура тугоплавких соединений. Киев: Наукова думка, 1976. - 383 с.

65. Жуховицкий A.A., Шварцман JI.A. Физическая химия. М.: Металлургия, 1964.- 676 с.

66. Заславский Ю.С., Шор Г.И., Евстигнеев Е.В., Лебедева Ф.Е. Исследование химической активности противозадирных присадок к маслам при температуре 200 600°С / В кн.: Теория смазочного действия и новые материалы. - М.: Наука, 1965. - С. 45 - 48.

67. Заславский Ю.С., Шор Г.И., Пасешниченко А.Н., Лебедева Ф.Б. Радиоактивные методы исследования противоизносных свойств смазочных масел // Тр. Всесоюзн. совещания: Методы испытания на изнашивание. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - С. 182-191.

68. Зорев H.H., Фетисова З.М. Обработка резанием тугоплавких сплавов. М.: Машиностроение, 1966. - 274 с.

69. Иванько A.A. Твердость: Справочник. Киев: Наукова думка, 1968. 229 с.

70. Идзон М.Ф. Выбор абразивных материалов при шлифовании специальных сплавов // В кн.: Передовая технология и автоматизация управления абразивной обработки деталей машин / Под ред. A.A. Маталина. Л.: Машиностроение, 1970. - С 479 - 481.

71. Износ корунда и карбида кремния при шлифовании титановых сплавов / Н.И. Богомолов, Г.И. Саютин, И.В. Харченко, В.Ф. Бердиков, В.М. Сновидов // Абразивы, 1973. №6.-С. 15-19.

72. Иллиминская В.Т. Калинина A.A. Методика фазового анализа сплавов разреза SiC В4С системы кремний-бор-углерод // Абразивы, 1963. Вып. 2. - С. 15 - 19.

73. Исследование износа абразивных зерен при шлифовании // Кикай но кэнко, 1966. Т. 18. №4.-С. 486-492.

74. Исследование микрохимических изменений в шлифованной поверхности методом локального микрорентгеноспектрального анализа / Г.И. Саютин, В.М. Сновидов, Н.И. Богомолов, А.В.Бабанин // Тр. ВНИАШ. Л.: Машиностроение, 1971. № 13. С. 42 - 44.

75. Канцельсон М.Д., Кишнева В.М. Алмазное внутреннее шлифование деталей из стали и титанового сплава / В сб. научн. тр. Пермского политехи, ин-та. Пермь, 1970. №79.-С. 62-65.

76. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Строение вещества. М.: Высш. шк., 1970.-312 с.

77. Карбид кремния. Свойства и области применения. Киев: Наукова думка, 1975.-84 с.

78. Кащеев В.Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов. М.: Машиностроение, 1978. - 208 с.

79. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела: Пер. с англ. М.: Наука, 1978.- 791 с.

80. Клауч Д.Н. Особенности износа абразивного круга при шлифовании сплавов на основе молибдена // Физико-химическая механика материалов. 1970. Т. 3. № 2. С. 72-76.

81. Ковтун В.И. Исследование механизма трения и изнашивания переходных металлов. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Киев: ИПМ, 1973. - 26 с.

82. Королев A.B. Исследование процессов образования поверхностей инструмента и детали при абразивной обработке. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1975. - 192 с.

83. Королев A.B., Новоселов Ю.К. Теоретико-вероятностные основы абразивной обработки. В 2 ч. 4.1. Состояние рабочей поверхности абразивного инструмента. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1987. - 160 с.

84. Королев A.B., Новоселов Ю.К. Теоретико-вероятностные основы абразивной обработки. В 2 ч. Ч. 2. Взаимодействие инструмента и заготовки при абразивной обработке. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1989. - 160 с.

85. Корсаков B.C. Точность механической обработки. М.: Машиностроение, 1961.

86. Корчак С.Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. М.: Машиностроение, 1976. - 280 с.

87. Костецкий Б.И. Сопротивление изнашиванию деталей машин. М.: Машгиз, 1959.-478 с.

88. Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев, 1970. - 396 с.

89. Костецкий Б.И., Натансон М.Э., Бершадский Л.И. Механические процессы при граничном трении. М.: Наука, 1972. - 169 с.

90. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. В 3 ч. Ч. 3 / Пер. с англ. М.: Мир, 1966, - 502 с.

91. Кравченко В.А., Острик П.Н., Хитрик С.И. Термодинамический анализ реакций карбида кремния с некоторыми металлами и окислами // Абразивы, 1960. Вып. 25. С. 26 -39.

92. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Госуд. науч.-техн. изд-во машиностр. лит., 1962.-383 с.

93. Кремень Э.И., Певзнер Р.J1., Гавронская Т.Ю. Методы исследования шаржирования поверхности приборов // Абразивы. М.: НИИМАШ, 1963. № 6. С. 25 -29.

94. Крестовников А.Н. и др.: Справочник по расчетам равновесий металлургических реакций. М.: Гос. научн.-техн. изд-во лит. по черн. и цвет, металлургии,- 416 с.

95. Крымов В.В., Горелов В.А. Алмазное шлифование деталей из титановых сплавов и жаропрочных сталей. М.: Машиностроение, 1981. - 61 с.

96. Лариков Л.Н., Исайчев В.И. Структура и свойства металлов и сплавов. Диффузия в металлах и сплавах. Киев: Наукова думка, 1987. - 512 с.

97. Латышев В.Н. Исследование механо-химических процессов и эффективности применения смазочных сред при трении и обработке металлов. Автореф. дис. . д-ра техн. наук.-М., 1973.-53 с.

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

99. Лоладзе Т.П., Бокучава Г.В. К теории диффузионного износа алмазного и абразивного инструмента // Тр. ВНИИАШ. М.: Машиностроение, 1965. № 1. - С. 86 - 91.

100. Лоладзе Т.П., Бокучава Г.В. Износ алмазов и алмазных кругов. М.: Машиностроение, 1967. - 111 с.

101. Лоладзе Т.Н., Бокучава Г.В. Основные критерии оценки режущих свойств абразивных материалов // Физико-химические явления при взаимодействии алмазов и абразивов с металлами в процессах обработки. Тбилиси: Грузинский политехи, ин-т, 1971. -С. 5-29.

102. Майорова JI.П. Твердые вещества в качестве высокотемпературных смазок. -М.: Наука, 1971.- 96 с.

103. Маслов E.H., Меламед В.И. К вопросу диффузионного износа шлифовальных кругов в процессе шлифования // Абразивы. 1967. № 1. С. 3 - 9.

104. Маслов E.H. Основы теории шлифования металлов. М.: Машгиз, 1951. - 179с.

105. Маслов E.H. Теоретические основы процесса царапания металлов. / В сб.: Склерометрия. М.: Наука, 1968. - С. 24 - 44.

106. Маслов E.H. Теория шлифования металлов. М.: Машиностроение,!974. - 320 с.

107. Матвеевский P.M. Температурная стойкость граничных смазочных слоев и твердых смазочных покрытий при трении металлов и сплавов. М.: Наука, 1971. - 223 с.

108. Матусевич И.С. Взаимодействие жидкого титана с литейными формами из огнеупорных окислов // Огнеупоры, 1963. №10.-С.50-53.

109. Мейер К. Физико-химическая кристаллография,- М.: Металлургия, 1972. 480 с.

110. Меламед В.И. Некоторые особенности формирования поверхностного слоя при шлифовании металлов алмазным и абразивным инструментами // Тр. ВНИИАШ. Л., 1970. № 10.-С. 16-19.

111. Металлургия гафния: Пер. с анг. / Под ред. Ф.Н. Трельмана. М.: Металлургия, 1967. - 308 с.

112. Мещеряков Г.Я., Андриевский P.A., Заргязин В.Н. Диффузия углерода в гафнии // Физика металлов и металловедение, 1968. Т. 25. № 1. С. 189-191.

113. Михин Н.М. Внутреннее трение твердых тел. М.: Наука, 1977. - 222 с.

114. Молчанова Е.К. Атлас диаграмм состояния титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1964. - 392 с.

115. Мороз Л.С. Титан и его сплавы. М.: Судпромгиз, 1960. - 318 с.

116. Назарчук Т.Н., Механошина А.И. К вопросу об окислении В4С // Порошковая металлургия, 1964. № 2. С. 46 - 50.

117. Найдич Ю.В. Контактные явления в металлических расплавах. Киев: Наукова думка, 1972. - 196 с.

118. Новоселов Ю.К. Динамика формообразования поверхностей при абразивной обработке. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1979. - 232 с.

119. Носенко В.А. Исследование процесса шлифования титановых сплавов в различных средах // Абразивы. 1975. № 3. С. 27 - 28.

120. Носенко В.А., Саютин Г.И. Роль охлаждающих свойств среды в изнашивании абразива // Абразивы. 1975. № 3. С. 5 - 6.

121. Носенко В.А. Исследование изнашивания абразивных материалов в зависимости от условий взаимодействия их с титановыми сплавами при шлифовании. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Киев: КНИГА, 1979. - 19 с.

122. Носенко В.А., Саютин Г.И., Богомолов Н.И. Влияние интенсивности физико-химического взаимодействия абразива с обрабатываемым металлом на износ шлифовального круга // Физико-химическая механика материалов. 1981. № 1. С. 110 - 111.

123. Носенко В.А., Саютин Г.И., Никифоров В.А. Шлифование деталей с износостойкими покрытиями на никелевой основе // Абразивы. 1992. № 2. С. 5 - 7.

124. Носенко В.А.,Саютин Г.И., Ковалев С.Е. Сопротивление абразивному разрушению жаропрочных сплавов марок ВЖЛ-14, ЖС6Ф и ЭП741 // Абразивы. 1983. № 11. -С. 1 4.

125. Носенко В.А., Ларионов Н.Ф., Егоров Н.И., Волков М.П. Выбор характеристики абразивного инструмента и СОЖ для глубинного шлифования // Вестник машиностроения. 1989. №5. С. 17-21.

126. Носенко В.А., Егоров Н.И. Глубинное шлифование жаропрочных сплавов с непрерывной правкой алмазным роликом // В научн.-техн. сб.: Технология оборудования механосборочного производства. Сер.: Вопросы оборонной техники. Вып. 1 (220). 1990. С. 21 -27.

127. Носенко В.А., Киселев В.В. Влияние химической активности наполнителей на износ шлифовального круга при обработке металлов подгруппы титана // Техника машиностроения. 1996. № 1. С. 57.

128. Носенко В.А. Связь параметров процесса шлифования с электронным строением d переходных металлов // Материалы Междунар. научн. - техн. конф: Проблемы управления точностью автоматизированных производств. - Пенза: Пензенский ГТУ, 1996. -С. 194- 196.

129. Носенко В.А. Взаимодействие титана, циркония и гафния с карбидом кремния при шлифовании кругами с наполнителями // СТИН. М., 1997. № 4. - С. 34 - 36.

130. Носенко В.А. Влияние электронного строения d- переходных металлов на силу микрорезания // Тр. VII Междунар. научн.-техн. семинара: Высокие технологии в машиностроении. Харьков, ХГПУ, 1997. С 207 - 208.

131. Носенко В.А., Комиссаров A.B. Анализ диффузии углерода в d переходные металла при температуре шлифования // В сб. тр. научн. - техн. конф.: Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. - Волжский: ВолжскИСИ, 1997. -С. 133 - 135.

132. Носенко В.А. Критерий оптимизации шлифования и электронное строение d -переходных металлов // В сб. статей Междунар. научн.-техн. конф.: Точность автоматизированных производств. Пенза: Пензенский ГТУ, 1997. - С. 168 - 170.

133. Носенко В.А. Оптимизация процессов шлифования ¿/-переходных металлов // Техника машиностроения, 1997. № 3. С. 66 - 68.

134. Носенко В.А. Перенос абразивного материала при шлифовании d переходных металлов // СТИН. 1998. № 4. - С. 22 - 26.

135. Носенко В.А. О периодичности изменения показателей процесса шлифования d — переходных металлов / Межвуз. сб. научн. тр.: Прогрессивные технологии в машиностроении. Волгоград: ВолГТУ, 1998. - С. 51 - 57.

136. Носов Н.В. Повышение эффективности и качества абразивных инструментов путем направленного регулирования функциональных показателей. Автореф. дис. . . . доктора техн. наук. Самара: ГТУ, 1997. - 46 с.

137. Носовский И.Г. Влияние газовой среды на износ металлов. Киев: Техшка, 1963. - 180 с.

138. Обработка резанием жаропрочных, высокопрочных и титановых сплавов. М.: Машиностроние, 1972. - 200 с.

139. Опитц H. Новые работы по трению и износу / В сб. докл. Лодонской конф. в 1957 г. М.: Издатинлит, 1959. - 55 с.

140. Оробинский В.М. Прогрессивные методы шлифования и их оптимизация. Волгоград: ВолГТУ. 217 с.

141. О роли адгезии при взаимодействии абразива и металла // Физико-химическая механика материалов / H.H. Богомолов, Г.И. Саютин, A.A. Казимирчик A.A., И.В. Хар-ченко, Б.К. Кулик. Киев: Изд-во АН УССР, 1971. № 3. - С. 42 - 45.

142. Островский В.И. Импрегнированный абразивный инструмент: Обзор. М.: НИИМАШ, 1983. - 72 с.

143. Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. - 144 с.

144. Островский В.И. О физико-химичеких процессах при шлифовании титановых сплавов // Абразивы. 1967. № 1. С. 9 -15.

145. Островский В.И., Хазанова А.И., Малейко И.Я. Методы исследования шлифовальной поверхности // Абразивы. М.: НИИМАШ, 1967. № 2. - С. 41 - 47.

146. Пат. 1802790 СССР. МКИ, В 24 D 3/34. Масса для изготовления абразивного инструмента / В.А. Носенко, В.П. Сиротин, Т.Е. Шеянова и др. // Открытия, изобретения. 1993, № 10.

147. Поверхностная прочность металлов при трении / Под ред. Б.И. Костецкого. Киев: Техшка, 1976. 292 с.

148. Подольский Ю.Я. Химическая активность смазочных сред при граничном трении. Автореф. дис. . д-ра техн. наук. М.: Ин-т нефтехимического синтеза им. A.B. Топ-чива, 1971.-40 с.

149. Попов С.А., Ананьян О.В. Шлифование высокопористыми кругами. М.: Машиностроение, 1980. - 78 с.

150. Попов С.А., Малевский Н.П., Терещенко Л.М. Алмазно-абразивная обработка металлов и твердых сплавов. М.: Машиностроение, 1977. - 263 с.

151. Применение инструмента из эльбора в промышленности: Руководящие материалы. М.: НИИМАШ, 1974. - 96 с.

152. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработка наблюдений. -М.: Наука, 1968.-228 с.

153. Ребиндер П.А. и др. Исследование в области поверхностных явлений. М.: ОНТИ, 1936. - 116 с.

154. Резников А.Н. Теплофизика механической обработки материалов. М.: Машиностроение, 1981. - 279 с.

155. Савицкий Е.М., Бурханов Г.С. Металловедение тугоплавких металлов и сплавов. М.: Наука, 1967. - 356 с.

156. Савицкий Е.М. Влияние температуры на механические свойства металлов и сплавов. М.: Изд-во АН СССР, 1957. - 350 с.

157. Савицкий К.В., Кащеев В.П., Илюшенков М.А. К вопросу о роли диффузионных явлений в контакте абразив металл в процессе шлифования // Тр. ВНИИАШ. - М.: Машиностроение, 1967, вып. 4. - С. 22 — 27.

158. Самсонов Г.В. Физические свойства некоторых фаз внедрения: Докл. АН СССР. 1953. Т. 94.-С. 2080.

159. Самсонов Г.В., Константинов В.И. Тантал и ниобий. М.: Металлургиздат, 1959.-211 с.

160. Самсонов Г.В. Исследование физико-химической природы металлоподобных и неметаллических тугоплавких соединений методом микротвердости / Сб.: Методы испытаний на микротвердость. Приборы. М.: Наука, 1965. - С. 59 -69.

161. Самсонов Г.В., Иванько A.A., Чупахина Е.И. К вопросу о микротвердости химических элементов // Исследования в области измерения твердости. М. - Д.: Изд-во стандартов, 1967. Вып. 9 (151). - С. 146 - 150.

162. Самсонов Г.В. Развитие представлений об электронном механизме диффузионных процессов в металлах и сплавах // Физико-химическая механика материалов. 1968. Т. 4. № 4. С. 502 - 506.

163. Самсонов Г.В., Прядко И.Ф., Рудь Б.М. и др. Статистические веса стабильных конфигураций локализованной части валентных электронов в d переходных металлах // Известия вузов. Физика. 1970. № 5. -С.62-66.

164. Самсонов Г.В., Прядко И.Ф., Прядко Л.Ф. Конфигурационная модель вещества. Киев: Наукова думка, 1971.-241 с.

165. Самсонов Г.В., Ковтун В.И., Бовкун Г.А. Влияние давления на трение, износ и свойства поверхности переходных металлов // Порошковая металлургия. 1973. № 4. С. 8 - 11.

166. Самсонов Г.В., Упадхая Г.Ш., Нешпор B.C. Физическое материаловедение карбидов. Киев: Наукова думка, 1974. - 456 с.

167. Самсонов Г.В., Прядко И.Ф., Прядко Л.Ф. Электронная локализация в твердом теле. М.: Наука, 1976. - 339 с.

168. Самсонов Г.В., Виницкий И.М. Тугоплавкие соединения: Справочник. М.: Металлургия, 1976. - 558 с.

169. Санин П.И. Химические аспекты граничной смазки // Трение и износ. 1980. Т. 1. № 1. С. 12-29.

170. Сато К. Механизм действия противозадирных присадок // Дзюякаду. ВИНИТИ, пер. 89365/0. 1969. Т. 14. № 3. -С. 111-116.

171. Саютин Г.И. Исследования качества шлифованной поверхности в зависимости от характеристики и затупления шлифовальных кругов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Киев.: КИИГА, 1967. 19 с.

172. Саютин Г.И., Сновидов В.М., Богомолов Н.И. Исследование физико-химических процессов, происходящих в поверхности шлифования деталей из титановых сплавов // Физико-химическая механика материалов. 1971. № 5. С. 22 - 24.

173. Саютин Г.И.,'Носенко В.А., Богомолов Н.И. и др. Износ инструмента из эль-бора в различных средах при шлифовании титана // Абразивы. 1975. № 6. С. 16-19.

174. Саютин Г.И. Выбор шлифовальных кругов. М.: Машиностроение, 1976. - 61 с.

175. Саютин Г.И., Носенко В.А., Ларионов Н.Ф. Насыщение поверхности титанового сплава кремнием при шлифовании // Абразивы. 1980. № 6. С. 2 - 4.

176. Саютин Г.И., Носенко В.А., Спиридонов Д.Н. Выбор инструмента и СОЖ при шлифовании титановых сплавов // Станки и инструменты. 1981. № 11. С. 15 - 17.

177. Саютин Г.И., Носенко В.А., Ларионов Н.Ф. Перенос кремния на поверхность металла при шлифовании кругами и микроцарапании инденторами из карбида кремния // Трение и износ. 1984. Т.У. № 3. С. 513 - 519.

178. Саютин Г.И., Носенко В.А. Шлифование деталей из сплавов на основе титана. М.: Машиностроение, 1987. - 80 с.

179. Свойства элементов: Справочник / Под ред. М.Е. Дрица. М.: Металлургия, 1985.- 672 с.

180. Свойства элементов. Физические свойства: Справочник: В 2 ч. 4.1. М.: Металлургия, 1976. - 600 с.

181. Семенов А.П. Схватывание металлов. М.: Машгиз, 1958. - 280 с.

182. Сильверстов В.Д., Кубрак В.А. Особенности шлифования титановых сплавов. -М.: ВИНИТИ, 1957.-23 с.

183. Сильверстов В.Д. Особенности шлифования титановых сплавов / В кн.: Основы высокопроизводительного шлифования. ML: ГНТИМЛ, 1960. - С. 153 - 160.

184. Сипайлов В.А. Тепловые процессы при шлифовании и управление качеством поверхности. М.: Машиностроение, 1978. - 167 с.

185. Славинский М.П. Физико-химические свойства элементов. М.: Металлургиз-дат, 1952.-412 с.

186. Смазочно-охлаждающая жидкость. A.c. 212416 СССР, МКИ С 10, 3/02 / Ю.И Костецкий, Н.И. Богомолов, М.Э. Патансон и др.

187. Смазочно-охлаждающие жидкости при резании металлов и техника их применения / Под ред. М.И. Клушина. М.: Машгиз. 1961. - 292 с.

188. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник / Под общ. Ред. О.Г. Энтелиса и Э.И. Берлинера. М.: Машиностроение, 1986. 352 с.

189. Смирнов-Алябьев Г.А. Механические основы пластической обработки металлов. М.: Машиностроение, 1967. - 271 с.

190. Смитлз К.Д. Металлы: Справочник. М.: Металлургия, 1980. - 446 с.

191. Справочные таблицы дифракционных линий кристаллических структур. ATM.

192. Сплавы титановые. Методы химического анализа. Метод определения содержания кремния: ГОСТ 193636-74. 13 с.

193. Справочник химика. В 3 т. Т. 2. Л.: Химия, 1971. - 1168 с.

194. Старков В.К., Макаров О.В. Критерии конкурентоспособности высокопористого абразивного инструмента // Сб. тр. Междунар. научн. техн. конф.: Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. Волжский, 1998. - С. 60 - 63.

195. Субмикрорельеф шлифованной поверхности / Н.И. Богомолов, Г.И. Саютин, Б.А. Тикеджи и др. // Станки и инструмент. 1969. № 7. С. 37 - 38.

196. Татаринов А.П. Повышение обрабатываемости шлифованием титановых сплавов. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Саратов: СГПИ, 1987. - 18 с.

197. Тененбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин. М.: Машиностроение, 1966. - 331 с.

198. Термодинамические свойства неорганических веществ: Справочник / Под ред. А.П. Зефирова. М.: Атомиздат, 1965. - 458 с.

199. Тимофеев П.В. Выбор СОЖ при обработке титановых сплавов. Технология и организация производства : Научн. произв. сб. 1967. № 2.

200. Тимофеев П.В. Исследование действия смазочных сред при обработке металлов резанием. Автореф. дис. . д-ра техн. наук. Харьков: ХПИ, 1973. - 32 с.

201. Титан и титановые сплавы, обрабатываемые давлением. Марки. ГОСТ 19807 -74. 4 с.

202. Тугоплавкие металлы в машиностроении: Справочник. М.: Машиностроение, 1967.-392 с.

203. A.c. 201952 СССР, МКИ 80 В 11/10. Масса для приготовления шлифовальных инструментов / Фадеев Н.И., Киселев B.C. // Открытия, изобретения.

204. Ференц В.Я. Оценка методом микротвердости степени неоднородности состава по сечению зерен железа // Сб.: Методы испытания на микротвердость. М.: Наука, 1965.-С. 171-176.

205. Филимонов JI.H. Высокоскоростное шлифование. Л.: Машиностроение, 1979.- 248 с.

206. Филимонов Л.Н. Стойкость шлифовальных кругов. Л.: Машиностроние, 1973. - 134 с.

207. Филянд М.А., Семенов Е.И. Свойства редких элементов. М.: Металлургиз-дат, 1964.-912 с.

208. Филинов С.А., Фингер И.В. Справочник термиста. -М. Л.: Машгиз, 1960. -140 с.

209. Харченко И.В., Богомолов Н.И., Саютин Г.И., Израйлович Я.И. Методика и установка для определения износостойкости абразивных зерен // Абразивы. М.: НИИМАШ, 1972. № 4. - С. 1 - 17.

210. Харченко Т.В. Исследование износа абразивов при шлифовании авиационных титановых сплавов. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Киев: КИИГА, 1974. 32 с.

211. Хитрик С.И., Кравченко В.А. Исследование взаимодействия карбида кремния с металлами и окислами // Абразивы. 1960. Вып. 27. С. 3 - 16.

212. Хромистый электрокорунд и инструменты из него. М.: НИИМАШ, 1978. - 26 с.

213. Хрульков В.А. Шлифование жаропрочных сплавов. М.: Машиностроение, 1964. - 191 с.

214. Худобин JI.В., Белов М.А. Шлифование заготовок из коррозионных сталей с применением СОЖ. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1989. - 148 с.

215. Худобин Л.В. Влияние смазочно-охлаждаюгцих жидкостей и способов их использования на динамику процесса резания царапания отдельным абразивным зерном // Физика и химия обработки материалов. 1970. №2. - С. 121 - 132.

216. Худобин Л.В. Смазочно-охлаждающие средства, применяемые при шлифовании. М.: Машиностроение, 1971. - 124 с.

217. Хусу А.П., Витенберг Ю.Р., Пальмов В.А. Шероховатость поверхностей. М.: Наука, 1975.- 133 с.

218. Цветные металлы. Свойства. Сортамент. Применение: Справочник / Под ред. М.Ф. Баженова. М.: Металлургия, 1973. - 2080 с.

219. Черепанов A.M., Тресвятский С.Г. Высокоогнеупорные материалы из окислов. М.: Металлургиздат, 1964. - 318 с.

220. Честнов А.Л. Вопросы отделочной обработки металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 112 с.

221. Шальнов В.А. Шлифование и полирование высокопрочных материалов. М.: Машиностроение, 1972. - 272 с.

222. Шиняев А.Я. Фазовые превращения и свойства сплавов при высоком давлении. М.: Наука, 1973.-214 с.

223. Шлифование сплавов на основе титана: Метод, рек. / Сост. Г.И. Саютин, И.В. Харченко, А.Д. Богуцкий , Татаринов А.П., Носенко В.А. М.: НИИМаш, 1977. - 25 с.

224. Шлифование труднообрабатываемых нержавеющих и инструментальных сталей: Метод, рек. / Сост. Г.И. Саютин, Н.Ф. Торопов В.А. Носенко и др. М.: РШИМаш, 1983. -44 с.

225. Шуберт К. Кристаллические структуры двухкомпонентных фаз. М.: Металлургия, 1971.-С. 318.

226. Якимов A.B. Оптимизация процесса шлифования. М.: Машиностроение, 1975. - 175 с.

227. Cardner Е. Alden. Пат. 3592618 США, кл. 51-29 (с08 g51/12).

228. Duwell Ernat I. Hans In Sun. Пат. 3616580, кл. 51-282 (B24d5/02).

229. Duwell E.I. How does abrasive grain cut? "Grinding and Fihiatihg", 1966, v. 12,3.

230. Ernst H., Merchant M.E. Chip formation friction and higt quality mashined surfase. Amer. Soc. Metals. Preprint, 1941.

231. Finnic I. Shaw M.C. The friction process in metal cutting. ASME Annaul Mttting. 1954, 1,XI, Doc. 3.

232. Cloritep F., Peed E.C. Influence of various grinding conditions opon residual stresces in titanium. Transactions of the ASME, 1958, № 2. P. 297 302.

233. Hobverstandt R.D. The development a test for ovaluating fluids. "Labricant Engng" 1961, 17. № 13. P. 127- 133.

234. Iodine lubricants smooth the way of broades use of titanium. Iron. Ase. 1965. 196. № 22. P. 68 69.

235. Iodins Lubricant Di-iodides Lubricant titanium and caland Dsigh and Compan Engng. 1967. №9. P. 23.

236. Kiboey Harry S. Пат. 3269813 США, кл. 51-298.

237. Loring Cois. Knowledge of the saintific hricipls of griding is basis of recent progress in abrasives. "Industrial and Chemistry", 1955.V. 47. № 12. P. 2493.

238. Merchant M.E. Cutting fluid and the wear of cutting tools. London. Conf. On Lubrication and Wear. 1957, October.

239. Nohr H., Honiburg D. Глубинное шлифование фасонных деталей. Технология, оборудование, организация и экономика машиностроительного производства. 1985. № 17. С. 5-7.

240. Rihard W.R., Robert S. Owens. Titanium Lubrication."Nature", 200 (1963). P. 357-358.

241. Richard W.R., Robert S. Owens. Bondeng Lubrication of titanium titanium and titanium - steel. "Wear". 6 (1965) . P. 444 - 456.

242. Robie N.O. Why resinoid wheel fillers. "Grind and Finish". 1967.7. № 12. P. 44 46.

243. Rowe G.W. Lubrication in metal cutting and drinding. Philosophical Magazine A., 1981. V. 43. №3. P. 567-585.

244. Show M.C., Jang C.T. Jnorganic drinding fluids for titanium alloys. Trensactions of the PSME, may, 1956. V. 76.

245. Space age fubricant for oxotic metals. "Land Metal-Work" (March, Product), 1966, 29. № 1,P. 48.

246. Tabor D. Solia friction and boundary lubrication on International Conference on Lubrication and Wear. London, 1967.

247. Tarasov L.P. Grinding fluids how they grinding action. "Tool and Manufact", 1961. 47.№ 7. P. 60 -67.312

248. Tarasov LP. How to grind titanium. "The Machinist". 1953. V. 97. S. 335.

249. Williams I.A. The action of Lubricants in metal catting. The Journal: of Mechanical Engineering Science. 1977. V. 19. № 5. P . 202 212.

250. Williams I.A., Tabor D. The role of lubricants n machining. Wear, 1977. V. 43. H. 275-292.1. АКТ ВНЕДРЕНИЯутвервдаюрижского инженерно-ого института ВоягГАС1. В.М.Шумячер1999г.

251. Опытно-промышленная партия была изготовлена по следующим рецептам (массовые доли):1. Рецепт I Рецепт 21. Шлифзерно 64С40 100 1001. Пульвербакелит 7,5 5,51. Жидкий бакелит 2,5 2,5

252. Наполнитель 10,2 (КВ^ ) 12,6 (СаРг )1. Плотность г/см3 1,73 1,77

253. Получение абразивного инструмента соответствуют твёрдости МЗ.

254. Все круги были испытаны на разрывную прочность для рабочей скорости шлифования 35 м/с и выдержали испытания.

255. Разработанные технологические параметры и рецептура обеспечивают выпуск шлифовальных кругов в соответствии с ГОСТ 2424.

256. Рецептура и технология изготовления приняты к производству.

257. Начальник У1Ш0ПР к. т.н. иФ^^ В.А.Носенко

258. Начальник ЛСЙИ к.т.н. Ю.С.Багайсков

259. Начальник ЛСИ к.т.н. ¡""Л ■ ■ И.В.Харченко

260. МИНИСТЕРСТВО АВИАЦИОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КУЙБЫШЕВСКОЕ МОТОРОСТРОИТЕЛЬНОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ

261. Предеедателя:Подлегаева А.К.-начальник ИнО и члннов комиссии:

262. Коминой Г.И.-главного технолога МЗШИ

263. Носенко В.А.-ст.научного сотрудника Волжск-НШШАШ

264. Сасько В.Г. -мл.научного сотрудника Волаюк-БНИИАШ

265. Курчаткин В.М.-начальник ЦЕНТ

266. Кизельбаш В.Г.-зам.нал.ИнО

267. Баева В.Н.-ст.инженер ц.40произвела приемку опытной партии абразивного инструмента ПП 200x25x32 63С40М. .М25Б с наполнителями КВР4 и СаР2

268. В результате приемочных испытаний комиссия установила, что абразивный инструмент ПП 200x25x32 соответствует разработанной Волжск-ВНИШШ и согласованной с Московским заводом шлифовального инструмента технической документации.

269. По геометрическим размерам предельные отклонения опытных кругов не превышают предельных значений по Г0СТ-2424-75 для класса Б.

270. Допустимая неуравновешенная масса не превышает 3 класса неуравновешенности кругов по Г0СТ-3060-75

271. Твердость кругов МЗМ2 по ГОСТ 18118-72

272. По результатам производственных испытаний в производственных условиях Куйбышевского объединения им.М.В.Фрунзе круги обеспечивают эффективное шлифование Деталей.

273. Российская Федерация РОССТАНКОИНСТРУМЕНТ Акционерное общество открытого типа

274. МОСКОВСКИЙ ШЛИФОВАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

275. ИНН 7712014976 125130, Москва, А-130, Старо-Петровский проезд, дом 7-а Р/с 40602810400010000008 в АКБ МИнБ Ленинградский филиал к/с 30101810100000000415 БИК 044583415 Коды по ОКПО 00221296 по ОКОНХ 14253

276. Телефон: Директор 450-96-43 Зам. директ. 450-99-32 Коммерч. дир. 450-98-56 Факс 450-57-331. На Отп

277. СПРАВКА об использовании раЗрабОТзННЫК Носенко Владимиром Андреевичем рецептур абразивных смесей для изготовления шлифовальных кругов на ёакелитовой связке.

278. И нстру м е НТ И 3 Г О Та Б Л И В а етс Я П О 3 а Казам предпри яти й д л я ш л и фования и з я е л и й и з звгеэион н О-а кти в н Ы X м е Та л л о в.

279. МИНИСТЕРСТВО АВИАЦИОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КУЙБЫШЕВСКОЕ МОТОРОСТРОИТЕЛЬНОЕ ОБЪЩШШИЕ

280. ИМ. М.В.ФРУНЗЕ МИНИСТЕРСТВО СТАНКОСТРОИТЕЛЬНОЙ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ПРОМЫШШЮСТИ ВПО "соЮВАБРАЗИВ" МОСКОВСКИЙ ЗАВОД ШЛИФОВАЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА. ВОЛЖСКИЙ ФИЛИАЛ ВСЕСОЮЗНОГО НАУШО-ИССЛЕДОВАТЕПЬСКОГО ИНСТИТУТА АБРАЗИВОВ И ШЛИФОВАНИЯ1. УТВЕРЖДАЮ"

281. Главный инженер объединения им.М.В.Фрунзе

282. ЛА- Цибульский В.И. X/ 1978г.1. А К Тприемки опытной партии абразивного инструмента. Комиссия в составе:

283. Предоедателя-Подлегаева А.К.-начальник ИнО и членов комиссии:1«Коминой Г.И.-главного технолога МЗШИ

284. Носенко В.А.-ст.научного сотрудника Волжск-ВНИИАШ

285. Свсько В.Г.-мл.научный сотрудника Волжск-ЕНИИАШ

286. Комиссия рекомендует: а.)круги ПП 200x25x32 63С40НМЗ . .М25Б с наполнителем КН?4 и СаР2 к внедрению на операции шлифования лопаток из титановых сплавов; б)организовать серийное производство шлифовальных кругов указанной характеристики. ^г-^-.

287. Председатель комиссии п/п Подлегаев1. Члены комиссии п/п Коминап/п Носенкоп/п Саськоп/п Курчаткинп/п Кизельбашп/п Ба ев

288. УТВЕРДЦАЮ" Главный инженер Ibfn, . А.И.Кпзаков " ¿Г" JJ 1978г.1. АКТ

289. Изготовлена опытно-промышленная партия кругов Ш1200х25х32 ив карбида кремния зеленого зернистости 40 с содержанием Ь% об"емных КВР^ и CaPg«соответственно,характеристик:

290. С 40Н МЗ .М2 5Б в количестве 440 штук для последующих испытаний работоспособности этих кругов на п/я А-7495

291. Термообработка проводилась в туннельном бакелизаторе по 13-часовому режиму с периодом толкания вагонетки через 1,4 часа.

292. Твердость проверялась на пескоструйном приборе по режиму: р=0,5 ати,{/=28 см3

293. По рецепту В I получились круги твердостью МЗ-ЗО штук,по рецепту 2-твердости-М2-230 штук.По рецепту I 3-твердости МЗ-75 штук, по рецепту $ 4-твердости $ М1-105 штук.

294. Разработанные технологические параметры и рецептура обеспечивают выпуск шлифовальных кругов в соответствии с требованием ГОСТ 2424-75.

295. Рекомендуется эту рецептуру принять к производству иромшшшной партии кругов в 1979 году.17 ноября 1978

296. Начальник ЦЗЯ п/п Начальник ФТУ п/п Начальник ОТК п/п Технолог техлаборатории Мл.н.сотрудникп/п

297. Г.Н.Комина Е.Н.Чвелев Г.Б.ДембвцкятЙ О • В.Коняшина1. Волжж-ВНИЙАШп/п1. С.В.Татарникова!п/я А-7495лА^, Н .Немкин¿4" V 1978Г.1. А К Тпроизводственных испытаний

298. В соответствии с договором 1141 Волжским филиалом ВНИИЛШ проведены производственные испытания опытно-промышленной партии кругов со специальными наполнителями,изготовленными Московским заводом шлифовальных инструментов МЗШИ,по рецептуре Волжок-БНИИАШ.

299. Характеристика абразивного инструмента: 63С40Ш43Б5 Щ КВР4)63С40НМ2Б5 (6^;;БР4) 63С40НМЗБ5 (12^КВР4) 63С40ЕМ2Б5 (12$КВГ4) 63С40НМЗБ5 (12/::СаР2)

300. Инструмент испытывался в цехе № 2 на операции ручного шлифования титановых лопаток

301. Наилучшие показатели процесса шлифования получены при обработке кругом:63С40НМ2Б5 (6:ЙШР4) и 63С40НМ2Б5 (1^КВР4).

302. Испытания показали,что существенной разданы-.между кругами с 6% наполнителем и 12% не наблюдается, .г.,;4 '323

303. Зам.начальника ИнО п/п В.Г.Кизельбаш

304. Начальник цеха 40 п/п А.И.Тарлачков

305. Зам.начальника цеха № 2 п/п М.С.Харитонов

306. Технолог цеха 2 п/п Р. Дорофеева

307. Ставший инженер цеха В 40 п/п В. Баев

308. М. н. с. В о лжс к-ВИИИАШ п/п В .А .Носенко

309. Инженер Волжск-БНИИАШ п/п И.М.Ушаков1. УТВЕРЖДАЮ"

310. Зам.руководителя п/я А-7495л//^Немкин В.Н.1. Л 1978г.1. АКТ ВНВДРШШЯ

311. ХАРАКТЕРИСТИКА ИНСТРУМЕНТА 63С40НМЭБ /КВР4-6 вес.частей/ 63С40НМ2Б /КНР4-6 вес.частей/ 63С40НГЛЗБ /СаР2-б вес.частей/ 63С401ШБ /СаР2-6 вес.частей/

312. РЕЕИМЫ ШЛИФОВАНИЯ Скорость круга 28м/с1. Подача-------ручная

313. Результаты производственных испытаний.

314. При шлифовании кругами твердости МЗ разницы между наполнителями КВ?4 и СаЗ?2 не наблвдается.При шлифовании кругами твердости М2 несколько лучше результаты получены кругами с наполнителем КВР4.

315. ПП200х25х32 ПП200x25x32 ПП200х25х32 ПП200х25х32

316. Режимы шлифования: скорость круга 30 м/с, подача - ручная, обработка без охлаждения.

317. Круги ПП63С40М2-СМ1Б с наполнителем ф/Юорит рекомендуется к расширением производственным испытаниям.

318. Для получения окончательного заключения необходимо изготовить партию кругов в количестве 5000 штук (годовая потребность в кругах 110000 штук)1. Выводы:1. Волжск1. Носенко1. Учителев1. Стебихов1. КО.

319. ГЛ&ВНШ ИНЖЕНЕР ВЩЦРИШ^Е/Я Р-6639

320. УТВВРЯДАЮ \kBHii i ИНЖЕНЕР1. ТГХ/ШОХВАЛОВ^ " 'г^ 1983 г.1. АКТ ВВ

321. Харахтотяотнжа кругов Ш200х20х32 63С40М2Б (наполнитель КВРц).

322. Режимы шлфованкя: окорость круга 30 м/с, подача - ручшя, обработка бе» охлаждения.

323. При илжфованжм обычными кругами брак по щжжогам составляет 3,0«. фуги с наполнителем КВР4 обеспечивают бесприжоговое шлифование ж устраняют брак. Расход кругов о наполнителем сжижается на 3056.

324. Вывод: круги о наполнителем КЙР^, как пока еа юте лучшие результаты во сравнению о кругами, в качеотве кполжжтеля в которых жополыован криолит, о читать внедренными в производство ва операция шяфованжя лопаток из плановых оплавов.

325. От Волжсж-ШШШ От ц/я Р-6639

326. Ст.н.е.,к.т.н. Начальник НИЛТ

327. Министерство станкостроительной и инструментальной промышленности СССР1. СОГЛАСОВАНО:нер п/я Р-6639 Самохвалов В.С. 1983 г.1. Волжский филиал- Ч-Я-1. Йгора по научной---- Бердиков 3. Ф,-------1983 г.

328. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ИЗВЕЩЕНИЕ ВОЛЖСК-ВНИИАШ В-ВН.29.ЛИ-83 ОБ ИЗМЕНЕНИИ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ПРОЦЕССУ ШЛИФОВАНИЯ ПЕРА ЛОПАТОК ИЗ1. ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

329. Заве,лующий ОТАО Начальник НИЛТ

330. Д.Н.Спиридонов А. Н. Цейтлин1'тискахЪъ ~ пжмГ7 1 СрфкЯеОА ЫияПИ\ Указание о внеёрениь На усмотрение предврияти

331. Указание в заделе На заделе не отражаете1» ? ----— —-■—

332. Технологический процесс долшфоавания пора лопаток из титановых аалавов

333. Заменить шлифовальные круги ПЙ 300*20x32 63С 40 М2 6 Б на круги ПП 200*20*32 54С 40 М2 5 Б с наполнителем КВ?4 41. Ье'шстиятиеп/я Р-6639со сосо1. Код го СХУДпредприятие Минавиапроми его подчиненность• к письму д!гн танкодромаот 29 ганл 1953 г. й 02-345

334. Типовая междуведомственная тср^а ^ Р-10

335. У тверже на приказом ЦСУ СССР 30 ИЮНЯ 1982 г; £-3001. НПО " Сатурн "1. Код по ОКПОректор1. Н.Хартов1сь руководителя).198 г.

336. АКТ ВНЕДРЕНИЯ НАУЧНО-тНИЧЕСКОГО МЕРШРШБШ № Разработка и внедрение радиальных технологических условий- шлифованиянаименование мероприятия, его пк|>р по планусплавов системы Ть-и типа ВНЮ . 2 /86.06

337. Накыеаование объекта, на котором внедрено мероприятия НПО "Сатурн"операция шлифования лопатокцех, участок, производство

338. Краткое описание и преимущество внедренного мероприятия;

339. Техпроцесс шлисЬования позволяет снизить трудоемкость механической обработки в 5 раз и повысить качество обработанной поверхности

340. Дата внедрения август 1987

341. Основные показатели, характеризующие результаты внедрения мероприятия:1. А. За отчетный: год

342. Номер!Цци- 1198 !стро-!нига 1 ! !из.\:е-! ! !ренля! г! 198 ! ! I г! 198 ! ! 1 г! 198 г!198 ! ! ! » • • ! ! г!198 г ! !

343. А ! Б » » I ! 2 ! з ! 4 ! 5 \ 6-Выпуск продукции (в оптовых ценах предприятий на 1.01.1982 гГГ01тыс Р73.ф

344. Число условно высвобожденных работников

345. Прирост прибыли (+), уменьшение прибылиС-)1. Прибыль (+)> убыток (-)1. Экономия от снижениясебестоимости продук- 87,735ции (+),удорожание от повышения себестоимости продукции (-) 141. Экономическийэффект 15 -"-85,135

346. Фактические затраты на внедрение, включая затратыпрошлых лет 16 17,339

347. Главный бухгалтер Начальник планового отдела

348. М.А.Кзгзовкин X ( С.А.Касьянов1. В. В расчетном 1931. ГОДУ

349. Номер строки Единица измерения 155 г.1. А Б в »

350. Число условно высвобожденных работников 21 чел.

351. Прирост прибыли (+) уменьшение прибыли (-) 22 тыс.руб.

352. Прибыль (+), убыток (-) 23

353. Экономия от снижения себестоимости продукции (+), удорожание от повышения себестоимости продукции (-) 24 87, 735

354. Экономический эффект 25 85, 134

355. Руководитель цеха Главный бухгалтер Начальник планового отд<а АД.Зеленцов М.А.^гзовкин1. С.А.Касьянов1. ЛШШДАЮсель предпражтия196 г.

356. УТВЕРВДАЮ Волжского филиала1. У ^/^.Ъ! Глддчекко198 г.1. АКТо внедрении в Жрошшшешюоть разработок Волжскогофилиала ВНЙИАШ1. Горец.Лосква1. Яавгуста 198 7 г.

357. Настоящий составлен в том, что по теме (работе).

358. Разаработка и внедрение рациональных тохно логиче ских условий шлийованкя (шифр и наименование темы (работы;сплавов системы Т -л£ и типа ВН10анедрешге на предприятии ШО "Сатурн"

359. Тцёх,Vчасгок,линия, тех.процесс, средства механизации и автоматизации" опе.ЩльЕое оборудование, приборы и др.;

360. Годовая экрномия от снижения себестоимости продукцииравна 87735

361. Х'одовой э1ссномичеокий эффект по приведенным затратамравен 85134

362. Тохяпко-эксномические показатели, достигнутые при внедрении: (какие)

363. Народно-хозяйственный аййектт.р. .т.р.

364. Примшшие; I. Уточненный расчет экономического эффекта от внедрения. 2. Инвентарный номер отчетного документа.1. Гфедставители/предприятия1. Главный1. Начальник пэха<¿4*/ Ч>г1. Л * .(

365. Применять лли$оввлыше круги характеристики 6X2t»HCMI-CM27K3

366. Рвжиын алифоввния; черновое1. VÍ-2Ь-30«/с;12.14 к/млн,; Ь • О,ЭЙ мы/ход;цистоаое К 2Ь-30 м/с; 1/ст« I&-I4 и/мин.;t т 0, ОСЬ мы/ход1. Разослать1. Z.Z □11. Проверил1. Г"