Повышение эффективности доводки заготовок из кварца путем управления физико-химическими свойствами абразивных суспензий

• Автор: Славина, Елена Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Процессы доводки абразивными суспензиями
Глава 2. Физико-химические процессы в контакте «притир - абразивная суспензия - заготовка»
Глава 3. Влияние свойств и составов абразивных суспензий на производительность и качество доводки кварцевых заготовок
3.1. Методики исследования реологических и структурномеханических свойств абразивных суспензий
3.2. Методики исследования физико-химических и коллоидных свойств абразивных суспензий
3.3. Методики технологических испытаний суспензий при доводке кварцевых кристаллических элементов (ККЭ)
Глава 4. Влияние реологических и структурно-механических характеристик абразивных суспензий на производительность доводки и
качество обработанной поверхности ККЭ
Глава 5. Технологические принципы обеспечения заданных производительности и качества доводки ККЭ путем управления свойствами
абразивной суспензии
Выводы
Список литературы
Приложение. Методика определения влияния состава абразивной суспензии на ее режущую способность и качество обработанной поверхности ККЭ
ВВЕДЕНИЕ

Широкое применение в радиоэлектронной промышленности кварцевых кристаллических элементов требует постоянного совершенствования технологии их производства, имея в виду рост объемов выпуска и повышения их электрофизических показателей. В обеспечении заданной частоты и амплитуды колебаний ККЭ на протяжении срока эксплуатации определяющим является микрогеометрия пластины: величина шероховатости, толщина слоя кварца с нарушенной структурой. В процессе распиловки заготовки кварца алмазным отрезным кругом толщина нарушенного слоя достигает 0,2 -0,25 мм. При абразивной доводке суспензией заготовок из кварца наряду с удалением дефектного слоя происходит деформация кристаллической решетки на глубину до 0,18 мм, при использовании суспензии абразивного порошка А120з мкм. Наряду с формированием однородной поверхности ККЭ необходимо обеспечить требуемую геометрию при заданной производительности.
Серьезной проблемой при доводке ККЭ на плоскодоводочных станках является широкое применение в качестве дисперсионной среды абразивной суспензии керосино-масляных смесей, что создает пожаро- и взрывоопасность производства, резко ухудшает экологические показатели производства.
Отсутствие научно-обоснованных принципов создания абразивных суспензий для доводки ККЭ является сдерживающим началом в совершенствовании технологии доводки свободным абразивом.
Проведение исследований, раскрывающих физико-механическую сущность явлений, сопровождающих процесс доводки ККЭ абразивной суспензией, позволит разработать технологические принципы их создания для заданных показателей обработки.

Глава 1. ПРОЦЕССЫ ДОВОДКИ АБРАЗИВНЫМИ СУСПЕНЗИЯМИ
Формирование рабочей поверхности деталей обеспечивается при абразивной обработке. В общем списке процессов абразивной обработки особое место занимает доводка,' обеспечивающая получение высокоточных поверхностей с шероховатостью до 14 класса. При производстве измерительного инструмента, топливной, гидравлической аппаратуры, кварцевых кристаллических элементов доводка свободным абразивом является основным технологическим процессом. Процесс доводки является сложным физикохимическим процессом, для которого характерно сочетание чисто механического диспергирования и химических реакций, протекающих на вновь образованных поверхностях. Согласно данным [1] механизм доводки и полирования свободным абразивом включает ряд механических и химических явлений: микрорезание и пластическое передеформирование поверхностного слоя детали, развитие процессов адсорбции молекул дисперсионной среды на вновь образованных поверхностях.
Изучение абразивной доводки базируется на теоретических представлениях о процессах трения и износа твердых тел. С различных позиций механизм трения и износа твердых тел глубоко и детально рассмотрены в фундаментальных работах А. С. Ахматова [3], Ф. Боудена и И. Тейбора [4], В. И. Кащеева [5], М. И. Хрущева, М. А. Бабичева [6, 7], Е. Рабиновича [8, 9], а также в исследованиях [10, 11, 12, 13, 14].
П. А. Ребиндером разработана модель диспергирования твердого тела, базирующаяся на представлениях об определяющей роли пропорциональности между удельной поверхностью твердого тела и величиной энергии разрушения [14]. Согласно существующим данным при поверхностном диспергировании твердого тела малая часть работы затрачивается в образование новых поверхностей. Наличие ПАВ в технологической среде приводит к миграции их молекул в микродефекты, что вызывает снижение межфазной по-
пределяется ее реологическими характеристиками. Реология консистентных сред рассматривается как результат контактного взаимодействия составляющих их частиц, образования и разрушения конгломератных структур разного типа [92, 93, 94]. Один из феноменов, не укладывающихся в рамки теории контактных взаимодействий - эффект бимодального фракционного состава дисперсной фазы.
В соответствии с исследованиями [95] с учетом того, что суспензия является двухфазной пространственно неоднородной системой, то в некоторый момент времени ? эпюру скоростей течения, относящуюся к произвольно выбранному сечению, следует представлять не прямой, а ломаной линией (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Схематичное представление фазовой реологии суспензий: аЬ - эпюра скоростей течения суспензии в сечении Б по существующим представлениям; ломаная аЬ - фактическая эпюра скоростей с учетом вносимых частицами возмущений; Г, V - сила и скорость сдвига; с1, -средний размер частицы; А,] - средняя толщина прослоек дисперсионной среды; аЬ] - эпюра скоростей течения дисперсионной среды в зазоре А, эквивалентном по измеряемым параметрам (Р, V) течению суспензии в зазоре между сдвиговыми пластинами