автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Повышение стойкости режущих инструментов изменением трибологических параметров ювенильных поверхностей направленным воздействием активированных газовых сред

На правах рукописи

ПАГИН Максим Петрович

□□3493862

ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ ИЗМЕНЕНИЕМ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЮВЕНИЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАПРАВЛЕННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ АКТИВИРОВАННЫХ ГАЗОВЫХ СРЕД

Специальности: 05.02.07 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 8 мдр 7лю

Москва -2010

003493862

Работа выполнена в Ивановском государственном университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор НАУМОВ Александр Геннадьевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ВЕРЕЩАКА Анатолий Степанович;

кандидат технических наук, доцент ИВАНОВ Анатолий Александрович.

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

Защита состоится «6» апреля 2010 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д212.203.16 при Российском университете дружбы народов по адресу: 113090, г. Москва, Подольское шоссе, д.8/5, ауд.125.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов (117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.6)

Автореферат разослан « & » чс 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Соловьев Виктор Викторович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Эффективность СОТС, определяется физико-химическими процессами в контактной зоне. При резании резко инициируется физическая активность ювенильных поверхностей инструмента и стружки, а также реакционных частиц - атомов и радикалов, образующихся при разрушении нейтральных молекул смазочного вещества. Следствием этого является изменение условий контактирования рабочих поверхностей режущего клина инструмента с обрабатываемым материалом и образование на границе раздела смазочных пленок и структур, пассивирующих адгезионные взаимодействия между химически чистыми металлическими поверхностями. Для научно-обоснованного выбора эффективных смазочных сред необходимо детальное изучение физико-химических процессов, протекающих в контактных зонах системы лезвийного резания.

Работа выполнена в соответствии с основными направлениями фундаментальных исследований, утвержденных Президиумом РАН РФ от 1 июля 2003г. № 233 «Об утверждении основных направлений фундаментальных исследований», раздел 2.2, пункт 2.2.4 «Трибология», и в рамках выполнения Гранта Минобрнауки № 2. 1. 2/2194 и Гранта РФФИ № 05-08-18065а.

Цель работы.

повышение стойкости быстрорежущего и твердосплавного инструментов путем изменения трибологических параметров вновь образованных ювенильных поверхностей контактных зон направленным воздействием активированных газовых сред.

Задачи работы:

- разработка и изготовление лабораторной установки для изучения механизмов взаимодействия ионизированных газовых сред и свежеобразованных ювенильных металлических поверхностей;

- исследование влияния знака и напряжения коронного разряда на формирование вторичных структур и стойкость инструмента;

- исследование влияния формируемых смазочных пленок на динамические характеристики резания;

- изучение изменения фазового состава обрабатываемого материала при взаимодействии ювенильных поверхностей с компонентами применяемых газовых сред;

- исследование физико-механических характеристик обработанных поверхностей в системах резания с применением ионизированных сред;

- изучение характеристик резания при использовании в качестве СОТС ионизированного воздуха.

Методы исследования.

Работа выполнена на основе фундаментальных положений теории резания металлов, теоретических положений физики и химии с применением

методов математической обработки экспериментальных данных при помощи программ Microsoft Excel, Origin. Изучение механизмов влияния СОТС на контактное взаимодействие и трибологические параметры зоны резания выполняли на основе современных методов металлографического и металлофи-зического анализов, электронной микроскопии, неразрушающего контроля остаточных напряжений в металле.

Научная новизна работы состоит в том, что установлены.

1) Взаимосвязь образования оксидных и нитридных соединений в контактной зоне и свойств обрабатываемого материала, обусловленная минимизацией значений энергии Гиббса.

2) Механизмы воздействия вторичных структур на процесс резания и стойкость инструмента, заключающиеся в реализации смазочного действия при образовании оксидных пленок и повышении хрупкости обрабатываемого материала при образовании нитридных соединений.

3) Взаимосвязи образованных на границах раздела оксидных и нитридных структур и знака на коронирующем электроде, позволяющих прогнозировать превалирующее формирование оксидных или нитридных соединений.

Практическая ценность работы.

На основе выполненных исследований разработаны:

- лабораторная установка для изучения механизмов взаимодействия СОТС и свежевскрытых металлических поверхностей;

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

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

Основные положения диссертации докладывались на научных конференциях «Научно-исследовательская деятельность в классическом университете» (Иваново, 2007 и 2008), научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодая наука в классическом университете» (Иваново, 2007, 2008, 2009), международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электортехнологии» (Иваново, 2009), межвузовских семинарах «Физика, химия и механика трибосистем» (Иваново, 2006, 2007, 2008), на II международном семинаре «Техника и технологии трибологических исследований» (Иваново 2009)

Публикации.

Основные теоретические положения и результаты исследований опубликованы в 4 статьях и 4 тезисах докладов, в том числе 1 в журнале из перечня изданий рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы.

Работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованной литературы (164 источника) и приложения, содержит 134 страницы печатного текста, 18 таблиц, 73 рисунка и фотографий.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, обозначена цель исследования, указаны методические и теоретические положения работы, изложена научная новизна и практическая ценность.

В первой главе содержится аналитический обзор научной литературы, посвященной вопросам изнашивания быстрорежущего инструмента, повышения его работоспособности, теории радикально-цепного механизма (РЦМ) образования смазочных пленок на трибосопряженных металлических поверхностях, а также использования при металлообработке воздушных сред, активированных коронным разрядом. Рассматриваются методы активации СОТС и их влияние на процессы механической обработки. Анализ работ Клушина М.И., Латышева В.Н., Наумова А.Г., Подгоркова В.В. и др. показывает, что в настоящее время особого внимания заслуживает установление механизма образования защитных пленок формируемых при резании на ювенильных поверхностях.

При резании химически активные поверхности инструмента и стружки вступают в химическую реакцию с компонентами СОТС, в результате чего образуются защитные пленки, экранирующие адгезию между ювенильными поверхностями инструментального и обрабатываемого материалов. Образование защитных пленок на ювенильных поверхностях изучали многие исследователи, но не установлен механизм и эффект действия отдельно взятых вторичных образований на контактные взаимодействия при резании.

Таким образом целью настоящей работы является повышение стойкости быстрорежущего и твердосплавного инструментов путем изменения трибо-логических параметров вновь образованных ювенильных поверхностей контактных зон направленным воздействием активированных газовых сред.

Вторая глава посвящена материалам и изложению основных методик экспериментальных исследований.

Для исследования состояния деформируемых вторичных структур металлов применяли методы металлографического и металлофизического анализов.

При исследовании шероховатости обработанных поверхностей на то-карно-винторезном станке, а также глубина и ширина (в поперечном разрезе) рисок полученных при микрорезании - царапании на разработанной установке использовали профилограф - профилометр «Абрис - ПМ7».

Остаточные напряжения в поверхностном слое образцов после резания измерялись методом неразрушающего контроля, основанным на явлении

скин-эффекта с помощью прибора «СИТОН-ТЕСТ», снабженного программным продуктом.

В качестве газовой среды использовали воздух, для его активации использовали прибор - ионизатор - озонатор, принцип работы которого заключался в генерации коронного разряда, при пропускании через котрый осуществляется его положительная и отрицательная ионизация.

Третья глава посвящена изучению стойкостных показателей и характеристик процессов резания при использовании в качестве СОТС активированного воздушного потока, который ионизировался при положительном или отрицательном напряжениях на катоде прибора.

Были проведены исследования по определению стойкости режущих инструментов в среде ионизированного воздуха. Производили сравнения износостойкости инструмента при использовании активированного воздушного потока, резании всухую и использовании стандартной водоэмульсионной СОТС Велс-1 пермского завода смазок и СОЖ.

При исследовании износостойкости инструмента на операциях точения в качестве обрабатываемых материалов применялись титановый сплав ВТ1-0, и среднеуглеродистая сталь 45, а в качестве инструментального материала - резцы из быстрорежущей стали Р6М5 и твердосплавной инструмент с трехгранными пластинами (ГОСТ 19042-80) Т5К10. Геометрия быстрорежущего инструмента приведена в табл. 1.

Таблица 1. Геометрические параметры быстрорежущего инструмента.

Обрабатываемый материал Геометрические параметры инструмента

Ф Ф1 У а а.

Ст 45 90 15 20 6 6

ВТ 1-0 90 12 5 10 6

При проведении экспериментов через равные промежутки времени измерялся износ по задней поверхности. За критерий износа была принята величина фаски износа по задней поверхности, равная 0,6 мм.

Для определения оптимальных напряжений на электроде ионизатора и и оптимального расстояния от коронирующего электрода до зоны резания Ь, при которых износостойкость имела максимальную величину, использовали метод крутого восхождения (градиентный метод). В табл. 2 представлены данные оптимальных рабочих параметров ионизатора, при которых стойкость инструментов имела наибольшую величину.

Таблица 2. Оптимальные рабочие параметры ионизатора.

"""---^инструмент материал Р6М5 Т5К10

и, кВ И, мм и, кВ Ь, мм

Ст45 -9, +4,5 40 -11,+5 40

ВТ1-0 -8, +5 40 -11,+5 40

На гистограммах рис. 1 представлено влияние активированного воздушного потока на стойкость быстрорежущего и твердосплавного инструмента при точении стали 45. Было установлено, что стойкость резцов при использовании в качестве СОТС отрицательно ионизированного воздуха увеличивается по сравнению с резанием всухую (в 2 раза твердосплавного ив 1,5 раза для быстрорежущего инструмента), и сравнимо со стойкостью при использовании СОТС Велс-1. Применение в качестве СОТС воздушной среды ионизированной положительно заряженным коронным разрядом не привело к заметному увеличению стойкости инструмента.

всухую Беле - 1 Иом (-) Ион (+)

в

о 10

Ион (-) Ио* (♦)

а) б)

Рис. 1 Гистограммы стойкости инструмента при точении стали 45 а) быстрорежущим инструментом. V = 0,5 м/с, Б = 0,2 мм/об, I = 0,5мм б) твердосплавным. V = 200-220 м/мин, Б = 0,1 мм/об, I = 0,5 мм

Изучение влияния положительной и отрицательной ионизированной воздушной среды на коэффициент укорочения стружки согласно ГОСТ 3.1109-82 и шероховатость поверхности обработанного материала показали, что при использовании активированного воздуха при резании стали 45, уменьшается коэффициент укорочения стружки (рис. 2) и среднее значение шероховатости Яа (рис. 3).

Рис. 2 Коэффициент укорочения стружки при точении стали 45 У=0,5 м/с, Б= 0,1 мм/об., 1=0,5 мм.

Ио«М СОТС

Рис. 3 Среднее значение шероховатости Яа, при точении стали 45 У=0,5 м/с, 8=0,1 мм/об., 1=0,5 мм.

Проведенные микродифракционные исследования показали, что при использовании в качестве СОТС ионизированного воздуха, на поверхности

стружки после ее травления для выявления нитридов были обнаружены темные вкрапления. Исследования реплик, полученных с поверхности стружки, показали, что в случае использования в качестве СОТС отрицательно ионизированного воздуха, на поверхности металла зафиксированы различные оксиды, превалирующим из которых является Ре203. При использовании положительно ионизированного воздуха были зафиксированы как оксиды, так и нитриды превалирующими из которых были ЁезМ

Таким образом значение коэффициента укорочения стружки и при отрицательно и при положительно ионизированном воздухе был практически одинаков. Минимальное значение шероховатости зарегистрировано при резании в отрицательно ионизированном воздухе. Это объясняется уменьшением сил адгезии между поверхностями обрабатываемого материала и режущего инструмента, в результате образования вторичных соединений.

Увеличение стойкости резцов при резании стали 45 с использованием отрицательно ионизированного воздуха объясняется улучшением трибологи-ческих параметров контактной зоны за счёт интенсивного формирования оксидных пленок. Можно полагать, что меньшая стойкость инструментов при использовании положительно ионизированной внешней среды, обусловлена образованием нитридов обрабатываемого материала и режущего инструмента, в результате чего интенсифицировался абразивный износ резцов.

При точении ВТ 1-0 влияние активированных сред изменяется. Обдув отрицательно ионизированным воздухом ускоряет процесс износа инструмента из быстрорежущей стали (рис. 4 а), и незначительно увеличивает износостойкость твердосплавного инструмента (рис. 4 б). При обдуве зоны резания положительно ионизированным воздухом стойкость быстрорежущего и твердосплавного инструментов увеличилась на 25% и на 100% по сравнению с резанием всухую, и сравнима со стойкостью инструментов при использовании Велс-1.

|

1

2 ю

I °

а) б)

Рис. 4 Гистограммы стойкости инструмента при точении ВТ 1-0 а) быстрорежущим инструментом. V = 0.5 м/с, Б = 0.2 мм/об, I = 0.5мм б) твердосплавным. V = 200-220 м/мин, Б = 0,1 мм/об, I = 0,5 мм

Исследования по изучению шероховатости поверхности обработанного материала показали, что применение ионизированного атмосферного

воздуха приводит к уменьшению среднего значения шероховатости Яа по сравнению с резанием в сухую.

Расшифровка электронограмм, полученных с поверхности титана, показала, что межплоскостные расстояния этих образований, не совпадают с уже известными межплоскостными расстояниями для нитридов и оксидов титана при резании в положительно ионизированном воздухе. Поэтому наиболее вероятно, что на поверхности металла образуются сложные соединения типа Т1х(ЫО)у, которые, по причине отсутствия справочной литературы по межплоскостным расстояниям, идентифицировать не удалось. При резании в отрицательно ионизированном воздухе были зарегистрированы оксиды основной из которых был ТЮ2.

Изучение электронограмм, полученных с поверхности режущего инструмента, показали, что на передней поверхности инструмента при резании в положительно ионизированном воздухе образуются нитриды Рс3Ы, а при использовании отрицательно ионизированного воздуха - оксиды Ре203. В соответствии с этим, в случае использования отрицательно ионизированной среды на поверхности ВТ 1-0 образуются оксиды титана, физико-механические характеристики которых значительно выше чем РехОу, которые формируются на рабочих поверхностях инструмента. В этом случае имеет место окислительный износ резцов. При точении титанового сплава с использованием положительно ионизированного воздуха в контактной зоне формируются нитридные соединения, но при этом фазы РехЫ имеют значительно более высокие физико-механические свойства по сравнению с Т1ХЫ. Это способствует повышению стойкости инструментов.

Четвертая глава посвящена изучению влияния ювениль-ных поверхностей на изменение трибологических параметров контактной зоны в условиях модельного микрорезания. Изучение физико-химических процессов, протекающих в контактной зоне при лезвийном резании, было проведено с использованием разработанной установки для микрорезания (рис.5), принцип действия которой основан на нанесении рисок на поверхности исследуемого материала с помощью конуса с углом при вершине 60°, изготовленного из быстрорежущей стали Р6М5. Использование в качестве режущего инструмента конуса обусловлено тем, что у конуса площадь контакта его боковых поверхностей с обрабатываемым материалом значительно больше, чем при резании инструментом, а, следователь-

Рис. 5. Схема установки для микрорезания. 1- испытуемый образец, 2 -столик для образца, 3 - горизонтальная направляющая, 4 - электродвигатель, 5 - рычаг, 6 - режущий конус, 7 - подшипник, 8 - площадка для нагружения режущего конуса, 9 - силоизмерительный датчик.

но, адгезионная составляющая силы резания проявляется более явно по сравнению с классическим резцом. Этому так же способствует форма конуса, которая имитирует отрицательный передний угол, т.е. осуществляется силовое резание, которое характеризуется значительными тангенсальными нагрузками, активирующими и усиливающими адгезионные взаимодействия. О возможности использования конуса в качестве режущего инструмента для изучения процесса резания в целом и образования нароста на рабочих поверхностях конуса, в частности, указывал в своих работах академик В.Д.Кузнецов

Согласно теории РЦМ, образование химических радикалов осуществляется не только в результате каталитического действия ювенильных поверхностей, но и за счет взаимодействия молекул внешней среды с энергетическими частицами. В качестве таких частиц могут выступать кванты света, электроны, эмитируемые ювенильными поверхностями (экзоэлектроны), и т.д. При этом, экзоэлектроны, по-видимому, способны оказывать наиболее сильное действие, т.к. их количество находится в прямой зависимости от температуры трибосопряженных металлических поверхностей - термостиму-лированная эмиссия. Для нивелирования указанного, а так же для стабилизации количества экзоэлектронов, резание (процесс нанесения рисок) в настоящей работе проводили с постоянной скоростью 55 мм/мин.

Перед нанесением рисок поверхности образцов полировали. В качестве исследуемых материалов были взяты Ст 45, ВТ1-0 и алюминиевый сплав АМг-2.

Было установлено, что при малых нагрузках на конус процесс микрорезания протекает нестабильно. Наблюдаются резкие колебания силы резания с различной амплитудой. С увеличением нагрузки наблюдаемое явление нивелируется, и при нагрузке 6 Н. резание протекает стабильно. Это связано с изменением свойств обрабатываемого материала в результате его пластического деформирования. При движении режущего конуса перед ним образуется зона из деформированного металла образца, твердость которой выше чем у недеформированного. По мере продвижения конуса деформационные процессы усиливаются, что приводит к дальнейшему механическому упрочнению. Когда сила сопротивления деформированного металла достигает величины соизмеримой или превышающей значение установленной на конус нагрузки, последний под действием этой силы поднимается, оставляя деформированный металл на дне риски (рис. 6, а). После этого, под действием установленной нагрузки, конус вновь погружается в обрабатываемую поверхность.

При больших нагрузках силы сопротивления деформированного металла недостаточно, чтобы вытеснить конус к поверхности. Деформированный металл вытесняется по бокам риски, обтекая конус, а так же при определенных условиях резания сходит в стружку (рис. 6 б).

Проведенными исследованиями так же установлено, что геометрические параметры рисок - ширина и глубина (рис. 7, 8), изменяются на протя-

жении некоторой длины, характерной для каждого исследованного материала.

а) б)

Рис. 6. Внешний вид риски на стали 45 а - при нагрузке на конус 2 Н, б - при нагрузке на конус 6 Н.

Рис 7. Профиль риски при резании АМг-2 на разной длине от начала риски: а - 15мм; б - 30 мм

— АМг2

ВТ1-0

Ст45

..........т

24

22 20 18 16 1 М

1« 10

АМг2 ~Д«Ст45 Т ВТ1-0

15 20 25 30 Ц тт

15 20 25 30 35 40 тт

а) б)

Рис. 8. Зависимость ширины (а) и глубины (б) следа конуса от длины риски.

Изучение влияния СОТС на процесс резания проводилось при постоянной нагрузке на конус 6 Н, так как при этом резание протекало стабильно (без скачков силы резания) для всех испытуемых образцов. В качестве СОТС использовался ионизированный коронным разрядом воздушный поток. Активация воздуха положительным и отрицательным коронным разрядом осуществлялась при напряжении на электроде 4,5, 8, 11 и 14 кВ - при положительной ионизации и -3, -6 и -9 кВ - при отрицательной. Ионизатор устанавливался таким образом, чтобы расстояние от коронирующего электрода до зоны контакта режущего конуса и исследуемого материала составляла 40 мм.

Исследовалось наличие и вид вторичных структур на границе контакта конус - обрабатываемый материал, образовавшихся при микрорезании в результате взаимодействия СОТС с ювенильными поверхностями инструмен-

тального и обрабатываемых материалов. Установлено, что во всех случаях на поверхностях раздела присутствуют структуры, отличные от матричных металлов. Расшифровка электронограмм показала наличие как оксидных, так и нитридных соединений. Так, на стали 45 зафиксированы оксид Fе203 и нитрид Fe2N железа; в случае сплава ВТ 1-0 - оксид Ti203 и нитрид TiN титана; у алюминиевого сплава АМг-2 - также оксид А1203 и нитрид AIN алюминия. При этом, было зафиксировано, что вид образованной структуры зависит от знака на коронирующем электроде при активации СОТС. При отрицательном потенциале имеют место, в основном, оксиды металлов, а при положительном - оксиды и нитриды.

Полученные результаты несколько отличаются от предварительно проведенных теоретических расчетов, результаты которых представлены в табл. 3. Согласно этим расчетам, во всех случаях изобарно-изотермический потенциал образования оксида Ме203 имеет минимальное значение, т.е. образование таких соединений более предпочтительно. Это полностью подтверждается при отрицательном потенциале на коронирующем электроде. В случае активации воздуха положительным зарядом, образованная плазма имеет в своем составе значительное количество химически активных ионов азота, которые являются более электроположительным по сравнению с кислородом. Именно этот факт способствует образованию на границе раздела нитридных соединений, несмотря на неблагоприятные условия с точки зрения энергии Гиббса.

Таблица 3. Расчетные значения энтальпии, энтропии и изобарно-

изотермического потенциала образования оксидных и нитридных фаз

AH AS AG

Фаза (кал/моль.) (кал./моль*К) (кал/моль)

Fe203 -393000 -130 -354260

Fe304 -267000 -82,47 -242424

FeO -127400 -36,18 -127400

Fe2N -1800 -23,3 5152

Fe4N -5100 -23,29 1840

TiO -250800 -46,86 -236836

Ti203 -725600 -138,3 -684387

ТЮ2 -224900 -44,23 -211720

TiN -146000 -44,91 -132617

A1203 -798000 -149,68 -753396

AIN -115400 -49,31 -100706

Исследования изменения геометрии риски в зависимости от степени ионизации воздушного потока показали, что ширина и глубина рисок изменялись на расстоянии 45 мм от их начала, т.к. на этом расстоянии, согласно выше приведенным данным у всех материалов период врезания конуса в поверхность обрабатываемого материала был пройден. В результате проведен-

ных исследований установлено, что величина потенциала на коронирующем электроде оказывает влияние на контролируемые параметры рисок (ширину и глубину рисок), увеличивая их значение по сравнению с резанием всухую независимо от знака потенциала. В случае отрицательной плазмы наблюдаемое явление обусловлено образованием разделительных смазочных оксидных пленок, толщина которых зависит от количества активного кислорода в контактной зоне. Чем выше потенциал на коронирующем электроде, тем больше степень ионизации воздуха, а, следовательно, тем больше количество ионов и радикалов кислорода участвуют в построении оксидов на ювенильных поверхностях границы раздела инструмента с обрабатываемым материалом.

При положительном потенциале количество образующихся оксидов уменьшается по сравнению с предыдущими условиями, однако имеет место образование нитридных соединений. Отсутствие сплошной пленки нитридов на поверхности раздела, что установлено электронной микроскопией, способствует их частичному уносу со стружкой. Механизм совокупного истирания и уноса оксидов и нитридов, в данном случае, и является основой изменения геометрии риски.

Аналогичным образом можно интерпретировать результаты по изучению изменения сил резания, полученные в режиме реального времени и представленные на рис. 9. Из анализа трибограмм следует, что при положительном потенциале на коронирующем электроде процесс резания проходит нестабильно, фиксируются скачки изменения силы резания. Нестабильность процесса больше, чем при резании всухую. Это объясняется наличием в контактной зоне образовавшихся при взаимодействии СОТС с ювенильными поверхностями нитридных соединений Ре2И, которые, в силу своих механических свойств, не улучшают трибологические параметры контактной зоны.

Г }*(• ___ , , _; 1 Д .

: 1' /

1.; 1

Ор*М1.1

12 3 4 5

а)

а».«., ■

12 3 4

б)

Рис. 9. Динамика измнения силы резания при микрорезании стали 45 с использованиемв качестве СОТС активированного воздуха а - при положительном напряжении на коронирующем электроде. 1 - резание без СОТС, 2 - 4,5 кВ, 3 - 8 кВ, 4 - 11,0 кВ, 5-14 кВ;

б - при отрицательном напряжении на коронирующем электроде. 2 ■

- -6 кВ, 4 - -9 кВ.

-3 кВ, 3

Действие отрицательно ионизированного воздуха приводит к образованию на границе трибосопряжений оксидных структур, обладающих хорошей смазочной способностью. В результате этого процесс резания протекает более стабильно, без явно выраженных скачков силы резания (рис. 9 б). Отмеченные незначительные колебания силы при повышенных напряжениях обусловлены начальным этапом инициирования химического (окислительного) износа. Это происходит в результате образования при повышенном напряжении на коронирующем электроде чрезмерно большого количества активных ионов и радикалов кислорода, участвующих в окислительных процессах в контактной зоне.

При переходе от сухого резания к резанию в ионизированном воздухе, как при положительном потенциале, так и при отрицательном,' силы резания уменьшались (рис 10). При использовании отрицательно ионизированной среды были зафиксированы более низкие по сравнению с положительно ионизированным воздухом силы резания как для Ст 45, так и для АМг2, и лишь у ВТ 1-0 силы резания были практически одинаковы в отрицательно и положительно ионизированном воздухе.

Изучение остаточных напряжений в образцах после резания, также показали, что при переходе от резания всухую к резанию с ионизированным атмосферным воздухом на поверхности всех исследуемых образцов происходит изменение величины остаточных напряжений. Так, например, на рис 11 представлена зависимость остаточных напряжений о в стали 45 от глубины, на которой они измерялись.

>

стел* *

|ГГ11АМг2

500 400 300 200 : 100 ' 0 -100 •200

-■-сух -•-ион (+)1 -А-иои (-)

О 10 20 30 40 50 60 70 80

Рис.10. Гистограммы силы резания в различных ионизированных средах: 1 - всухую; 2 - ион (-); 3 - ион(+)

Рис 11. Зависимость остаточного напряжения от глубины после резания стали 45

Таким образом, проведенными исследованиями установлено, что во всех случаях на поверхностях раздела присутствуют структуры, отличные от структуры исходного материала. Расшифровка электронограмм показала наличие как оксидных, так и нитридных соединений. Образование различных по составу и своим физико-механическим свойствам структур на ювенильных

поверхностях приводит к изменению стойкостных характеристик режущих инструментов, различным по величине и характеру силам резания, а также качества обработанного материала.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. Применение в качестве СОТС ионизированного коронным разрядом воздушного потока приводит к повышению стойкости на 25% - 50% при использовании быстрорежущего инструмента, и повышению стойкости до 100% при использовании твердосплавного инструмента.

2. Установлено, что при использовании ионизированного воздуха в зоне контакта инструмента с обрабатываемым материалом могут образовываться как оксидные, так и нитридные соединения, их образование зависит от знака на коронирующем электроде и от сродства металлов к компонентам используемой СОТС.

3. Установлено, что образование оксидных соединений на ювениль-ной поверхности стали 45 приводит к увеличению стойкости инструмента и уменьшению шероховатости обработанной поверхности, при образовании нитридных соединений увеличения стойкости инструмента не наблюдалось. Образование нитридных соединений на поверхности титанового сплава ВТ1-0 привело к увеличению стойкости инструмента и уменьшению шероховатости поверхности, при образовании оксидов на поверхности приводит к уменьшению стойкости быстрорежущего инструмента.

4. Механизм действия отрицательно ионизированного воздуха обусловлен образованием оксидов типа РехОу на трибоактивных поверхностях инструмента и обрабатываемого материала при точении стали 45, представляющих собой смазочные структуры, при резании титанового сплава физико-механические характеристики образующихся оксидов титана значительно выше, чем у РехОу, формирующихся на рабочих поверхностях инструмента. В этом случае имеет место окислительный износ резцов.

5. Повышение стойкости инструментов при резании ВТ 1-0 в положительно ионизированном воздухе обусловлено формированием в контактной зоне нитридных соединений, из которых фазы РехЫ, формирующиеся на рабочих поверхностях инструментов, имеют значительно более высокие физико-механические свойства по сравнению с Т^Ы, что и обуславливает повышение стойкости резцов. При резании стали 45 на границе раздела формируются структуры типа РехМ, что приводит к абразивному изнашиванию инструментов.

6 Установлено, что применение как положительно, так и отрицательно ионизированного воздуха уменьшает силу резания при обработке стали 45, АМг2 и ВТ1-0 на 10% по сравнению с резанием всухую. Использование положительного заряда на ионизирующем электроде при обработке стали 45 и

АМг2 приводит к нестабильной силе резания, при резании этих материалов в

отрицательно ионизированном воздухе силы резания более стабильны.

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:

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

2. Пагин М.П., Наумов А.Г. Установка для изучения эффективности СОТС при шлифовании режущей керамики. // Физика, химия и механика трибосистем. Вып. 6. Иваново: Иван. гос. ун-т, 2007, с. 118.

3. Пагин М.П. Изучения эффективности СОТС при шлифовании режущей керамики // Молодая наука в классическом университете. Тезисы докладов научн. конф-ш, Иваново: Иван. гос. ун-т, 2008, с 75.

4. Пагин М.П., Наумов А.Г. Приминение методов склерометрии для изучения процессов при резании. // Физика, химия и механика трибосистем. Вып. 7. Иваново: Иван. гос. ун-т, 2008, с. 132-136.

5. Пагин М.П. Изучение действия смазок методом склерометрии // Молодая наука в классическом университете. Тезисы докладов научн. конф-ии, Иваново: Иван. гос. ун-т, 2009, с. 67.

6. Пагин М.П. Приминение метода склерометрии для изучения действия СОТС Изучение действия смазок методом склерометрии // Состояние и перспективы развития электротехнологии. Иваново: Иван. гос. эн-ий ун-т, 2009г., с. 135

7. Пагин М.П., Наумов А.Г., Ткачук О.В., Курапов К.В., Влияние ювениль-ных поверхностей на процесс образования смазочных пленок при лезвийном резании металлов. // «Металлообработка» № 6.2009, с. 8-13.

8. Пагин М.П., Наумов А.Г. Влияние ювенильных поверхностей на процесс образования смазочных пленок. Техника и технологии трибологических исследований :тезисы докладов II международного семинара, Иваново: Иван. гос. ун-т, 2009, с. 62.

ПАГИН МАКСИМ ПЕТРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ ИЗМЕНЕНИЕМ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЮВЕНИЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАПРАВЛЕННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ АКТИВИРОВАННЫХ ГАЗОВЫХ СРЕД

Эффективность СОТС, определяется физико-химическими процессами в контактной зоне. При резании резко инициируется физическая активность ювенильных поверхностей инструмента и стружки, а также реакционных частиц - атомов и радикалов, образующихся при разрушении нейтральных молекул смазочного вещества. Для научно-обоснованного выбора эффективных смазочных сред необходимо детальное изучение физико-химических процессов, протекающих в контактных зонах системы лезвийного резания. В работе показано, что изменении трибологических параметров ювенильных поверхностей направленным воздействием активированных газовых сред может привести как к увеличению, так и уменьшению износостойкости инструмента, дано объяснение причин приводящих к таким результатам.

PAGIN MAKSIM PETROVICH

RAISING OF STABILITY OF CUTTING TOOLS BY CHANGING OF TRIBOLOGICAL PARAMETERS OF JUVENILE SURFACES BY INFLUENCE OF GAS MEDIUMS

Efficiency of lubricating medium is determined by physical-chemical processes in the contact zone. In the process of cutting the physical activity of juvenile surfaces of a tool and also atoms and radicals, formed by destroyed neutral molecules of lubricating substance is increased. The detailed studying of physical-chemical processes in the zone of cutting is necessary for scientifically-founded choice of effective lubricating mediums. In this work is shown that change of tri-bological parameters of juvenile surfaces by influence of gas mediums can lead to the increase and also to the reduction of stability of the tool.

ПАГИН Максим Петрович

Повышение стойкости режущих инструментов изменением трибологических параметров ювенильных поверхностей направленным воздействием активированных газовых сред

Автореферат диссертации иа соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 26.02.2010 Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать плоская. Усл. печ. л. 1.4. Уч.-изд. л. 0.8. Тираж 100.

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

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Виды износа быстрорежущего инструмента.

1.2. Использование СОТС в процессах лезвийной обработки.

1.3. Механизм радикально-цепных реакций.

1.4. Ювенильные поверхности.

1.5. Компоненты СОТС и эколоические аспекты в их использовании. Экологически чистые и безопасные СОТС. Сухое резание, как дополнение к современным процессам обработки.

1.6. Ионизация электрическим разрядом. Коронный разряд.

1.7. Современные понятия о механизме воздействия коронного разряда.

1.8. Выводы по литературному обзору, постановка цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Материалы и общая методика исследований.

2.2. Методы металлографического и металлофизического анализов.

2.3. Микродифракционные исследования вторичных структур.

2.4. Исследование остаточных напряжений.

2.5. Установка для ионизации газовой среды.

ГЛАВА 3. ИЗУЧНИЕ СТОЙКОСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ХА-РАКТРИСТИК ПРОЦЕССОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В КАЧЕСТВЕ СОТС АКТИВИРОВАННОГО ВОЗДУШНОГО ПОТОКА.

3.1. Определение оптимальных рабочих параметров ионизатора.

3.2. Изучение стойкостных характеристик режущего инструмента.

3.3 Исследование шероховатости поверхности обработанного материала.

3.4. Исследования усадки стружки.

3.5. Исследование остаточных напряжений в поверхностных слоях после операции точения.

3.6. Электронографические исследования вторичных структурных образований в контактной зоне.

3.7. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЮВЕНИЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ИЗМЕНЕНИЕ ТРИБОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ КОНТАКТНОЙ ЗОНЫ В УСЛОВИЯХ МОДЕЛЬНОГО МИКРОРЕЗАНИЯ

4.1. Установка и выбор условий резания.

4.2 Термодинамический анализ и экспериментальные исследования вторичных структур на ювенильных поверхностях.

4.3. Влияние активированного воздушного потока на изменение геометрии риски при микрорезании.

4.4. Влияние вторичных структур на силу резания.

4.5. Исследование остаточных напряжений в поверхностном слое.

4.6 Механизмы образования окисных и нитридных соединений.

4.7. Выводы по главе.

Применение смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) при металлообработке, как показывает практика, оказывает значительное влияние на повышение стойкости инструментов и качество обработанных поверхностей. Износостойкость режущего инструмента на операциях точения в немалой степени зависит от применяемого смазочно-охлаждающего технологического средства (СОТС). В современном машиностроении предъявляются повышенные требования не только к функциональным, но и к экологическим свойствам СОТС, так как СОТС должна не только улучшать работоспособность инструмента и качество обработанной поверхности, но и не должна оказывать техногенного влияния на обслуживающий персонал и окружающую среду. При изготовлении СОТС стремятся уменьшить количество минерального масла и минимизировать, а иногда и исключить эффективные, но опасные для здоровья некоторые неорганические и органические компоненты СОТС.

Одной из таких технологических сред, по мнению многих исследователей, является активированный электрическими разрядами воздух. Работами по получению и применению ионизированного воздуха в качестве экологически чистой СОТС занимаются как в России, так и за рубежом. При этом исследований, выявляющих механизм действия самой СОТС, не проводилось.

Эффективность СОТС, определяется физико-химическими процессами в контактной зоне. При резании резко инициируется физическая активность ювенильных поверхностей инструмента и стружки, а также реакционных частиц - атомов и радикалов, образующихся при разрушении нейтральных молекул смазочного вещества. Следствием этого является изменение условий контактирования рабочих поверхностей режущего клина инструмента с обрабатываемым материалом и образование на границе раздела смазочных пленок и структур, пассивирующих адгезионные взаимодействия между химически чистыми металлическими поверхностями. Для научнообоснованного выбора эффективных смазочных сред необходимо детальное изучение физико-химических процессов, протекающих в контактных зонах системы лезвийного резания.

Целью работы является повышение стойкости быстрорежущего и твердосплавного инструментов путем изменения трибологических параметров вновь образованных ювенильных поверхностей контактных зон направленным воздействием активированных газовых сред.

Для достижения поставленной цели определены задачи исследования:

- разработка и изготовление лабораторной установки для изучения механизмов взаимодействия ионизированных газовых сред и свежеобразованных ювенильных металлических поверхностей;

- исследование влияния знака и напряжения коронного разряда на формирование вторичных структур и стойкость инструмента;

- исследование влияния формируемых смазочных пленок на динамические характеристики резания;

- изучение изменения фазового состава обрабатываемого материала при взаимодействии ювенильных поверхностей с компонентами применяемых газовых сред;

- исследование физико-механических характеристик обработанных поверхностей в системах резания с применением ионизированных сред;

- изучение характеристик резания при использовании в качестве СОТС ионизированного воздуха.

Методы исследования:

Работа выполнена на основе фундаментальных положений теории резания металлов, теоретических положений физики и химии с применением методов математической обработки экспериментальных данных при помощи программ Microsoft Excel, Origin. Изучение механизмов влияния СОТС на контактное взаимодействие и трибологические параметры зоны резания выполняли на основе современных методов металлографического и металлофизического анализов, электронной микроскопии, неразрушающего контроля остаточных напряжений в металле.

Научная новизна работы, состоит в том, что установлены.

1) Взаимосвязь образования оксидных и нитридных соединений в контактной зоне и свойств обрабатываемого материала, обусловленная минимизацией значений энергии Гиббса.

2) Механизмы воздействия вторичных структур на процесс резания и стойкость инструмента, заключающиеся в реализации смазочного действия при образовании оксидных пленок и повышении хрупкости обрабатываемого материала при образовании нитридных соединений.

3) Взаимосвязи образованных на границах раздела оксидных и нитридных структур и знака на коронирующем электроде, позволяющих прогнозировать превалирующее формирование оксидных или нитридных соединений.

Практическая ценность работы.

На основе выполненных исследований разработаны:

- лабораторная установка для изучения механизмов взаимодействия СОТС и свежевскрытых металлических поверхностей;

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

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

Основные теоретические положения и результаты исследований опубликованы в 4 статьях и 4 тезисах докладов, в том числе 1 статья в журнале, входящая в перечень ВАК.

Работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованной литературы (164 источника) и приложения, содержит 134 страницы печатного текста, 18 таблиц и 73 рисунка и фотографий.

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

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ.

1. Применение в качестве СОТС ионизированного коронным разрядом воздушного потока приводит к повышению стойкости на 25% - 50% при использовании быстрорежущего инструмента, и повышению стойкости до 100% при использовании твердосплавного инструмента.

2. Установлено, что при использовании ионизированного воздуха в зоне контакта инструмента с обрабатываемым материалом могут образовываться как оксидные, так и нитридные соединения, их образование зависит от знака на коронирующем электроде и от сродства металлов к компонентам используемой СОТС.

3. Установлено, что образование оксидных соединений на ювенильной поверхности стали 45 приводит к увеличению стойкости инструмента и уменьшению шероховатости обработанной поверхности, при образовании нитридных соединений увеличения стойкости инструмента не наблюдалось. Образование нитридных соединений на поверхности титанового сплава ВТ1-0 привело к увеличению стойкости инструмента и уменьшению шероховатости поверхности, при образовании оксидов на поверхности приводит к уменьшению стойкости быстрорежущего инструмента.

4. Механизм действия отрицательно ионизированного воздуха обусловлен образованием оксидов типа FexOy на трибоактивных поверхностях инструмента и обрабатываемого материала при точении стали 45, представляющих собой смазочные структуры, при резании титанового сплава физико-механические характеристики образующихся оксидов титана значительно выше, чем у FexOy, формирующихся на рабочих поверхностях инструмента. В этом случае имеет место окислительный износ резцов.

5. Повышение стойкости инструментов при резании ВТ1-0 в положительно ионизированном воздухе обусловлено формированием в контактной зоне нитридных соединений, из которых фазы FexN, формирующиеся на рабочих поверхностях инструментов, имеют значительно более высокие физико-механические свойства по сравнению с TixN, что и обуславливает повышение стойкости резцов. При резании стали 45 на границе раздела формируются структуры типа FexN, что приводит к абразивному изнашиванию инструментов.

6 Установлено, что применение как положительно, так и отрицательно ионизированного воздуха уменьшает силу резания при обработке стали 45, АМг2 и ВТ1-0 на 10% по сравнению с резанием всухую. Использование положительного заряда на ионизирующем электроде при обработке стали 45 и АМг2 приводит к нестабильной силе резания, при резании этих материалов в отрицательно ионизированном воздухе силы резания более стабильны.

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

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

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

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

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

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

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

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

9. Бедункевич В.В. Повышение эффективности применения режущих инструментов из сверхтвердых материалов и минералокерамики на основе метода сухого электростатического охлаждения // Машиностроение. 2003, №7. С. 41-46.

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

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

12. Беркович И.И., Громаковский Д.Г.; Трибология.Учебник для ВУЗов. Под ред. Громаковского Д.Г; Самар. гос. техн. ун-т. Самара, 2000. 268 с.

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

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

15. Бычков B.J1., Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Химия плазмы / Под ред. Б.М. Смирнова. Вып. 10. М.: Энергоатомиздат. 1983.

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

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

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

19. Верещака А.С., Проклад В.А., Горелов В.А., Полоскин Ю.В., Ах-метзянов И.Д., Хаустова О.В. Экологически безопасная технология резания //

20. Двигатели и экология: Тез. докл. науч.-техн. симпозиума. М.: ВВДХ. 2000. С.47-54.

21. Вульф A.M. Резание металлов. JL: Машиностроение, 1973, 496 с.

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

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

24. Глинка H.J1. Общая химия. JL: «Химия», 1976. 728 с.

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

26. Гордон М.Б. О физической природе трения и механизме смазочного действия внешних сред при резании металлов.// Научно-технические основы применения смазочно-охлаждающих жидкостей при резании металлов: Сб. науч. тр. Иваново. 1968. С. 21-45.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

36. Евдокимов В.Д., Семов Ю.И. Экзоэлектронная эмиссия при трении. М.: Наука. 1973.

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

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

39. Епифанов Г.И., Плетнева Н.А., Ребиндер П.А. О механизме действия активных сред при резании металлов, ДАН СССР JI2.1.91. 1964.

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

41. Жарин А.Л., Фишбейн Е.И., Шипица Н.А. Влияние контактных деформаций на величину работы выхода электрона поверхностей // Трение и износ. Т. 16. N 3. С. 488 504.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

58. Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы. М.: Металлургия. 1990.216 с.

59. Комелков В.А. Кандидатская диссертация, г. Иваново, 2006 г.

60. Корчагин А.В. Кандидатская диссертация, г. Иваново, 2009г.

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

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

63. Кузнецов В.Д. Физика резания и трения металлов и кристаллов. М.: Наука. 1977.310 с.

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

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

66. Латышев В.Н., О. А. Дробышева. Методика и результаты элек-тронномикроскопического исследования износа резцов. Сб. трудов Ивановского текстильного института, 1970, № 8.

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

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

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

70. Латышев В.Н., Наумов А.Г., Минеев Л.И., Демьяновский Н.А Особенности формирования вторичных структур на трибосопряженных металлических поверхностях с участием ионизированного воздуха// Металлообработка. 2007. № 1. С. 9-12.

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

72. Латышев В.Н. Трибология резания: В 2 ч., Ч 1-2. Иваново: Иван, гос. ун-т, 2009 г. С. 108, С.156.

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

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

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

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

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

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

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

80. Лысенков М.М. / Экологически чистые СОТС / // Инструмент. 1998. № 10. С. 27.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

115. Троицкая Д.Н. Кандидатская диссертация, г. Куйбышев, 1965.

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

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

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

119. Физическая энциклопедия / Под .ред. коллектива авторов. М.: Советская энциклопедия. 1990. Т. 2. 704 с.

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

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

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

123. Худобин Л.В., Котельникова В.И. Исследование механизма и эффективности термической, ультразвуковой и световой активации смазочно-охлаждающих жидкостей // Вопросы обработки металлов резанием : Сб. науч. тр. Иваново. 1975. С. 11-16.

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

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

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

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

128. Шустер Л.Ш. Адгезионное взаимодействие режущего инструмента с обрабатываемым материалом. М.: Машиностроение. 1988. 96 с.

129. Энгель А. Ионизированные газы. 1959.

130. Якунин Г.И. Повышение стойкости быстрорежущих резцов при резании с подачей газообразного кислорода в зону стружкообразования // СТИН. 1955. N4. С. 21.

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

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

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

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

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

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

137. Dry machining supports environmental measures // J. Rob. and Mechetron. 1998. № 10 .P. 39.

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

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

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

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

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

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

144. Jetzt auch Kosten senken mit Trocktnbohren // Maschinenbau. 1999. № 11. P. 33.

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

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

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

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

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

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

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