Научные основы шлифования адгезионно-активных d-переходных металлов

• Автор: Носенко, Владимир Андреевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Волжский
• Количество страниц: 389 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
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 ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
2.1. Электронная структура сРпереходных металлов и карбида кремния
2.2. Анализ химического взаимодействия сРпереходных металлов с карбидом кремния
2.3. Анализ диффузионного взаимодействия сРпереходных металлов с карбидом кремния
2.4. Исследование адгезионного взаимодействия сРпереходных 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
3.4. Выводы

4. ТЕОРЕТИКО-ВЕРОЯТНОСТНАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ШЛИФОВАНИИ
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 Ті-№>-А1
7.4. Глубинное шлифование сплавов на основе титана
7.5. Выводы
8. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
9. ЛИТЕРАТУРА
10. ПРИЛОЖЕНИЯ '

На основании многочисленных исследований изнашивания абразивных материалов при микроцарапании и шлифовании различных металлов Т.Н. Лоладзе и Г.В. Бокучава выделяют три вида износа: адгезионно-усталостный, абразивный и диффузионный [25-27, 101-103]. Суть адгезионного износа состоит в том, что при контактировании поверхностей зерна и металла происходит схватывание (адгезия) разноименных материалов. При скольжении одной поверхности по другой наблюдается непрерывное возникновение и срезание адгезионных пятен, что приводит при многократном воздействии к усталостному разрушению поверхности зерна. Это наиболее распространенный вид износа, который во многом зависит от интенсивности адгезии и микропрочности контактных слоев абразивного материала. Адгезионный износ наблюдается, например, при шлифовании титана кругами из карбида кремния. Абразивный износ происходит в том случае, когда твердые включения обрабатываемого материала производят микросрезы на поверхности зерна. В общем случае интенсивность абразивного износа характеризуется температурной зависимостью твердости абразивного материала. При низких скоростях резания вероятность абразивного износа невысока. С увеличением скорости резания, в результате сильного нагрева контак-тируемой поверхности абразивного материала и меньшего нагрева обрабатываемого материала, твердость последнего, особенно при наличии особо твердых микровключений, может приблизиться или даже превысить твердость абразивного материала. Царапины на задней поверхности зерен - свидетельство абразивного износа. В результате диффузионного износа происходит растворение абразивного материала в обрабатываемом металле. Основные причины диффузионного износа: химическое сродство между материалами, высокая температура шлифования и контактирование ювенильных поверхностей.
При шлифовании кобальта, никеля и стали алмазными кругами, стали - кругами из карбида кремния, а титана - кругами из электрокорунда в определенных условиях диффузионный износ является преобладающим, о чем свидетельствуют гладкие, отполированные площадки износа абразивных зерен. Авторами предложено уравнение стойкости абразивного инструмента для чисто диффузионного износа [101].
При шлифовании алмазными кругами стали 40Х и никеля на скорости более 20 м/с экспериментальные и расчетные значения показали удовлетворительное совпадение. На скорости 6 м/с расчетная стойкость оказалась значительно выше экспериментальной, что объясняется комбинированным видом износа (адгезионно-усталостный и диффузионный).
В некоторой степени экспериментальным доказательством возможности диффузионных процессов могут быть результаты, полученные при моделировании процесса реза-