ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»:

М. А. Скотникова, докт. техн. наук, профессор, зав. кафедрой, научный руководитель учебно-научной лаборатории физико-технологических исследований и электронной микроскопии (ФТИЭМ), e-mail: skotnikova@mail.ru

Н. А. Крылов, канд. техн. наук, доцент, кафедра «Машиноведение и основы конструирования» Института металлургии, машиностроения и транспорта

Г. В. Цветкова, канд. техн. наук, доцент, кафедра «Машиноведение и основы конструирования» Института металлургии, машиностроения и транспорта

Е. К. Иванов, канд. техн. наук, доцент, кафедра «Машиноведение и основы конструирования» Института металлургии, машиностроения и транспорта

А. В. Соколов, аспирант, инженер, кафедра «Машиноведение и основы конструирования» Института металлургии, машиностроения и транспорта

На примере двух абразивных материалов из оксида алюминия и нитрида бора с помощью растровой электронной микроскопии изучены процессы износа зерен при микрорезании со скоростью 2–160 м/с, развивающиеся в тонком слое между абразивными зернами и материалами заготовок из чистого железа, сталей и сплава титана. Исследовали поверхности рисок, стружек, площадок износа вершин единичных абразивных зерен при микрорезании заготовок из закаленных сталей Р18 и 45, Х18Н10Т, закаленного сплава титана ВТ3-1 и АРМКО-железа микротвердостью 8000, 4600, 2500, 2250 и 1338 МПа соответственно. В качестве абразивных зерен были выбраны белый электрокорунд 24А и эльбор ЛД, обладающие микротвердостью 29000 и 70000 МПа и теплопроводностью 13 и 2 Вт/м.град соответственно. Микрорезание проводили при скоростях резания 20, 40 и 160 м/с до разрушения вершин зерен. Показано, что с увеличением твердости обрабатываемых материалов, снижением их способности к деформационному упрочнению со снижением твердости абразивного инструмента и увеличения скорости микрорезания более 40 м/с наблюдается уменьшение поперечных размеров рисок, стружек и их сегментов, увеличение разворотов между ними. С повышением скорости микрорезания свыше 40 м/с происходит смена механизма микрорезания. По мере торможения скорости равномерной пластической деформации на смену трансляционной моде приходит ротационная пластическая деформация, которая сохраняется вплоть до разрушения образца, носит локализованный характер и сопровождается тепловыделением. При этом снижается интенсивность нарастания объемного износа абразивных зерен.

1. Корчак С. Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. — М. : Машиностроение, 1974. — 280 с.
2. Лурье Г. Б. Шлифование металлов. — М. : Машиностроение, 1969. — 172 с.
3. Зубарев Ю. М., Приемышев А. В. Технологические основы высокопроизводительного шлифования сталей и сплавов. — СПб. : СПбГУ, 1994. — 220 с.
4. Филимонов Л. Н. Высокоскоростное шлифование. — М. : Машиностроение, 1979. — 248 с.
5. Скотникова М. А., Приемышев А. В., Зубарев Ю. М. Фрактографические особенности поверхности износа абразивных зерен при высокоскоростном микрорезании стали Р18 // Cб. ст. «Прогрессивные технологии обработки материалов, режущий инструмент и оснастка». — СПб. : ПИМаш, 2003. С. 96– 104.
6. Костецкий Б. И. О роли вторичных структур в формировании механизмов трения, смазочного действия и изнашивания // Трение и износ. 1980. Т. 1. С. 622–637.
7. Skotnikova М. А., Kastorsri D. A., Strorina T. I., Krylov N. A. Structural and Phase Transformations in Metals at Fast-Track Cutting // Abstracts “Physics and Mechanics of Large Plastic Strains”. St. Petersburg, June 4 to 7. — St. Petersburg : CRISM “Prometey” (Russia) and LPMTM/CNRS (France). 2002. P. 214–224.
8. Бакуль В. Н., Гинзбург Б. И., Мишнаевский Л. Л. и др. Синтетические алмазы в машиностроении. — Киев, 1976. — 265 с.
9. Муцянко В. И. Абразивная заточка и доводка режущих инструментов. — Л., 1967. — 240 с.
10. Skotnikova M. A., Voinov К. N., Martynov М. А., Ushkov S. S. About Nature of Dissipative Processes at Cutting Treatment of Titanium Blanks // Titanium-99. Science and Technology. — St. Petersburg, 1999. Vol. 3. P. 1668–1674.