CC BY
10ТЕХНОЛОГИЯ
Переход рассматриваемых структурных состояний из аморфного и нанокристаллического в развитую кристаллическую с размером зерна 2...5 мкм при отжиге 950 °С объясняет существенное снижение мккро-твердости до значений 7000...6000 МПа.
На рис. 1 представлены также зависимости изменения микротвердости для рассматриваемых сплавов (кривые 3, 4) в исходном состоянии, соответствующему состоянию ленты после выплавки без проведения специальной термомагнитчой обработки. Характер кривых в целом не меняется, существует лишь разница по сравнению с кривыми 1, 2 в абсолютных значениях микротвердости при температуре отжига 500 °С. Вероятно, это можно объяснить спецификой проведения дополнительной специальной термомагнитной обработки у образцов, соответствующих кривым 1, 2.
Следует отметить определенные сложности, возникающие при использовании данного класса сплавов для изготовления электротехнических изделий. Поеж-де всего это связано с тем, что технология получения аморфных материалов позволяет получать в качестве исходного материала тонкие (десятки мкм) металлические ленты. И только производитель аморфной ленть, обладая знаниями о специфических особенностях зтих материалов, оказался готовым для освоения производства изделий из аморфных сплавов. Вторая причина, сдерживающая широкое использование уникальных материалов, также обусловлена их уникальными физико-механическими свойствами (см. таблицу). Вопрос о механической или какой-либо другой обработке изделий, скснструированных из сверхтонкой, и в то же время сверхтвердой и хрупкой (после термомагнитной обработки) металлической ленты с требуемой точностью и качеством, без влияния про-
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ С^д
цесса обработки на уникальные свойства материала, остается до настоящего времени открытым.
Проведенные исследования показали, что температура в зоне обработки, даже в локальных (учитывая толщину ленты) объемах, не должна превышать значения температуры кристаллизации обрабатываемого сплава. Несоблюдение температурного режима приводит к переведу аморфного или нанокристаллического состояния материала в кристаллическое и к потере уникальных физических и магнитных свойств.
Список литературы
1. Аморфные металлические сплавы / Под ред. Ф. Е. Лю-борского: Пер. с англ. - М.: Металлургия, 1987, 584 с.
2. Стародубцев Ю. Н., Белозеров В. Я. Магнитные свойства аморфных и нанокристаллических сплавов. - Екатеринбург: Изд-во Урал. Ун-та, 2002. - 384 с.
3. Werner, F. Е., in Energy Efficient Steels, Eds. Marder, A. R. and Stephenson, E. Т., p. 1, TSM - AIME, Pittsburgh, PA (1981).
4. Continuos casting method for metallic strips/ M.C. Narasi-mhan: Пат. 4142571 США , МКИ В22Д11/06, В22Д11/10 (1979)
5. Continuos casting method for metallic amorphous strips/ M.C. Narasimhan: Пат. 4221257 США , МКИ В22Д11/06, В22Д11/10 (1980)
6. Fe-base soft magnetic alloy and method of produsing same/ Y. Yoshizawa, K. Yamauchi, S. Ogurna. European Patent 0271657, МКИ H01F1/14, H01F1/16 (1988)
'СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГАЛТОВОЧНЫХ ТЕЛ ЗА СЧЁТ ПРИМЕНЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНЫХ ЗЁРЕН С КОНТРОЛИРУЕМОЙ ФОРМОЙ
В машиностроении широко используются следующие операции галтовки: барабанная, вибрационная, центробежная, буксирная, магнитная, вибро-центробежная, центробежно-барабанная, магнитно-центробежная, цен-тробежно-дисковая.
Галтовка также используется при обработке деталей разного назначения: медицинского, мерительного и сле-иарно-мотажни! и инифуме-ла, деталей автомобилей, мотоциклов, велосипедов, часов, лезвийных инструментов, лопаток турбин, гребных винтов, шестерён, скобяных изделий, метизов, электротехнических изделий, ферритов, фарфоровых изоляторов, сантехнической арматуры, ювелирных изделий, цепей, столовых приборов, пуговиц, деталей протезов, мебельной, обувной промышленности и других изделий. При помоши галтовки могут быть обра-
А.Н. КОРОТКОВ, профессор, доктор техн. наук, С.А. КОСТЕНКОВ, аспирант, КузГТУ, г. Кемерово
ботаны детали, изготовленные из всех марок сталей, в том числе нержавеющих, всех цветных металлов и их сплавов, керамики, реакгопластов, твёрдых сплавов и тугоплавких металлов, камня, стекла и других материалов. Галтовкой могут быть обработаны также заготовки, изготовленные всеми видами литья (в землю, в кокиль, оболочковые формы, под давлением), поковки, объёмные и листовые штамповки, детали после лезвийной обработки [ 1, 2, 3, 4].
Основным назначением операций галтовки является достижение заданных характеристик поверхности обрабатываемых изделий за определённое время и сокращение ручного труда. Результат обработки деталей в основном зависит от вида операции галтовки, режима галтовки и эксплуатационных характеристик наполнителя, а также от формы и материала детали. Поэтому совершенство-
* - здесь и далее изложение доклада на 5-ой научно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности металлобработки в промышленности на современном этапе», 28 марта 2007 г., г. Новосибирск
№ 2 (35) 2007 17
СМ ОБРАБОТКА. МЕТАЛЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ
вание оборудования для галтовки, оптимизация режимов галтовки и разработка новых наполнителей являются актуальными задачами.
На кафедре «МСиИ» КузГТУ ведётся разработка новых наполнителей для осуществления операции галтовки. Изготовлены экспериментальные партии галтовочных тел в виде конуса, четырёхгранных и трёхгранных пирамид размерами 10x10 мм и 15x15 мм из разных абразивных материалов на органической связке. Их отличительной особенностью является применение в качестве абразивного материала шлифовальных зерен с заданной и контролируемой формой. Для исследования эксплуатационных свойств экспериментальных наполнителей был создан испытательный комплекс, состоящий из устройств для галтовки и измерительного оборудования. Комплекс позволяет определять такие эксплуатационные характеристики галтовочных тел, как режущая способность, стойкость наполнителя и коэффициент галтоЕания.
Наиболее часто на машиностроительных предприятиях Кемеровской области используется обработка заготовок в галтовочных барабанах. Поэтому эксплуатационные характеристики изготовленных галтовочных тел первоначально исследовались в галтовочном барабане. Для проведения исследований использовалась образцы размером 45x15x15 мм из легированной стали 20X13, подшипниковой стали ШХ15, конструкционной стали 3, алюминия АК6 и латуни Л9.
В ходе исследований были определены эксплуатационные показатели всех видов изготовленных галтовочных тел, оптимальная частота вращения барабана и наиболее приемлемый объём СОЖ.
Для исследования влияния формы зерен на эффективность галтования использовались галтовочные тела, изготовленные из разделённого по форме зерна на электростатическом сепараторе (патент РФ №2236303 [10]).
Для изготовления галтовочных тел использовались шлифовальные зёрна из нормального электрокорунда марки 13АМ63: стандартные (Кф= 1,8), изометрические (Кф= 1,3), промежуточные (/Сф=2), пластинчатые, игольчатые и мечевидные (/Сф=2,8). За коэффициент формы {Кф) здесь принято отношение описанных вокруг проекций зерен окружностей к вписанным окружностям. С помощью этого коэффициента давалась количественная идентификация формы используемых зёрен.
В результате исследований установлено, что с увеличением коэффициента формы возрастает режущая способность (рис. 1) и износ (рис. 2) галтовочных тел.
На основании полученных данных по рехущей способности и износу галтовочных тел были рассчитаны коэффициенты галтования по формуле
округлую, изометрическую форму имеют зёрна в гал_о-вочных телах, тем выше эффективность их работы.
Кг
ЪЩ-Мн
(1)
где ДМ. - разница массы образца до и после обработки, г; т0) - масса образца до обработки, г; Мн - масса наполнителя, г; ДМн - разница массы наполнителя до и после обработки, г. Коэффициент галтования, рассчитанный по предлагаемой формуле, позволяет адекватно оценить эффективность наполнителя для галтовки в зависимости от массы обрабатываемых деталей.
Результаты расчётов коэффициента галтования (Кг) представлены на рис. 3. Они показывают, что чем более
дм, г
0,6
0,4
0,2
I
111
1,3
1,8
2,8
Рис. 1. Влияние формы шлифовальных зёрен на режущую способность галтовочных тел
ДМ г
Рис. 2. Износ галтовочных тел в зависимости от формы шлифовальных зёрен
К-10'
4,00
3,50
3,00
Ён
Ш
1,3 1,8 2 2,8 К<
Рис. 3. Зависимость коэффициента галтования от формы шлифовальных зёрен
В целом результаты проведённых исследований показывают, что эксплуатационные характеристики галтовсч-ных тел, изготовленных из разных по форме шлифовальных зёрен, существенно различаются. Следовательно, для повышения эффективности операций галтования целесообразно выбирать галтовочные тела из шлифовальных зёрен той формы, при которой оффсктиомость обработки будет максимальной. Критериями для выбора зёрен могут быть производительность обработки (соответственно для этого случая целесообразно применять для галтовочных тел зёрна пластинчатых разновидностей), наименьший износ галтовочных тел (зёрна изометрических разновидностей) и т.д. Разница в эффективности работы галтовочных тел с разной формой зёрен может составить 19...81% в зависимости от критерия обработки.
Список литературы
1. Абразивные материалы и инструменты : Каталог-справочник / В. И. Муцянко; П. А. Гаврилов; Б. А. Глаговсккй; под ред. В. А. Рыбакова. - М., - 1976. - 390 с.
2. Бабичев А.П. Вибрационная обработка деталей. - М.: Машиностроение, 1974. - 136 с.
3. Автоматизация проектирования технологических процессов вибрационной обработки: учеб. пособие / М. Е. Попев, М. А. Тамаркин // Рост. н/Д ин-т с.-х. машиностроения. - Ростов, 1990. - 65 с.
4. www.abraziv.ru
18 №2(35)2007
