Технические науки/8.Обработка материалов в машиностроении

к.т.н. Высоцкий А.С., к.т.н. Скрипник А.В., к.т.н. Пукалов В.В., Дъякова О.А.

Кировоградский национальный технический университет, Украина

д.т.н. Карпов В.Ю., м.н.с. Карпов В.В.

Днепропетровская металлургическая академия, Украина

РАЗМЕРНАЯ ОБРАБОТКА ИЗДЕЛИЙ ОБЩЕТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ С газоармированнЫх нанокомпозитнЫх КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Газары (газокристаллические материалы) являются отдельным классом пористых нанокомпозитов капиллярного строения (рис.1.) - ГНКПМ [1].

Рис. 1. - Морфология газаров.

С точки зрения триботехники газары представляют собой так называемое "идеально пористое тело" (рис.2.) [2].

Рис. 2 - "Идеально пористое тело" ГНКПМ

Размерная обработка ГНКПМ определяется служебными характеристиками изделий, которые из них изготавливаются [3]. Как показали исследование, отдельно примененные традиционные способы обработки - точение, шлифование, травление и т.п. не всегда обеспечивают комплексу необходимых служебных параметров рабочих поверхностей изделий с газокристаллических композиций - точности, чистоты обработки с одновременным сохранением проницаемости порового пространства и несущей способности рабочей поверхности [4].

С целью оптимизирования соответствия методов размерной обработки и служебного назначения изделий из ГНКПМ проведены исследования влияния некоторых способов получения изделий на проницаемость форсунки и несущую способность поверхности трения (табл. 1 и 2).

Заготовкой служила отливка с серого газокристаллического чугуна эвтектического состава с радиальной пористостью (рис.3).

Рис.3. - Заготовка с радиально расположенными капиляро-порами - газокристаллический чугун.

Таблица 1

Способы размерной обработки ГНКПМ в зависимости от назначения изделия

Изделия с ГНКПМ	Триботехнические	Форсунки
Операции размерной обработки	Электроэрозионное резание	Шлифование с дальнейшим травлением

Таблица 2

Исходные данные образцов с газаров

Материал	Пористость	Диаметр пор-капилляров, мм	Направление капилляров
Серый эвтектический чугун	20 %	0,0795	Нормально к плоскости резания

Ниже приведенная таблица обобщенных параметров вариантов обработки.

Таблица 3

Технологические операции размерной обработки изделий из ГНКПМ

Электроэрозионное резанье	Шлифование	Травление
Электроэрозионная обработка инструментом, ось которого расположена перпендикулярно осям пор.	Алмазное шлифование с охлаждением кругами на хрупких металлических связках типа М1-10 с основой медь-алюминий или на полимерных связках типа В2-01, В1-11П.	Концентрированная азотная кислота

В результате электроэрозионной обработки полученная поверхность трения газара (рис. 4), а после шлифования с дальнейшим травлением – поверхность газоармированной форсунки (рис. 5).

Рис. 4. - Газоармированный серый чугун эвтектического состава после эрозионного резания.

Несущая Таким образом, результатами проведенных исследований показано:

1. способность триботехнической поверхности ГНКПМ удовлетворяет требованиям к такого рода изделиям. Заволакивание и завальцовывание пор не наблюдается. Этот способ размерной обработки предполагается использовать для поверхностей трения, работающих, в том числе, в режиме самосмазывания.

Рис. 5. - Газоармированный серый чугун эвтектического состава после шлифования и травления.

2. способность триботехнической поверхности ГНКПМ удовлетворяет требованиям к такого рода изделиям. Заволакивание и завальцовывание пор не наблюдается. Этот способ размерной обработки предполагается использовать для поверхностей трения, работающих, в том числе, в режиме самосмазывания.

3. Проницаемость ГНКПМ после шлифования и травления сквозная, завальцовывание пор не наблюдается. Такой метод размерной обработки может быть рекомендован для получения форсунок из ГНКПМ.

Литература:

1. Карпов В.Ю., Шаповалов В.И. «Явление возникновения подвижных водородонасыщенных метастабильных зон при полиморфных превращениях металлов». Диплом на открытие. №313. 12.03.1990г.

2. Пористые проницаемые материалы: Справ, изд. / Под ред. Белова С.В. -М.: Металлургия, 1987. -335 с.

3. Висоцький А.С., Карпов В.Ю. Антифрикционные самосмазывающиеся материалы на основе газокристаллических композиций// Тези міжнародної конференції "Машинобудування та металообробка – 2003" Україна, Кіровоград 17 – 19 квітня 2003 року.

4. Карпов В. Ю. Фізико-механічні властивості газарів // ФХММ. №5. 2007. С.157-159.