Mitrofanov A.P., Nosenko V.A. 2019 Vol. 21 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 4 2019 6 ТЕХНОЛОГИЯ Исследование технологии микродозированной подачи смазочных композиций с наночастицами при шлифовании жаропрочного никелевого сплава с дополнительным воздушным охлаждением Артем Митрофанов a, * , Владимир Носенко b Волжский политехнический институт (филиал) Волгоградского государственного технического университета, ул. Энгельса, 42а, г. Волжский, 404121, Россия a https://orcid.org/0000-0003-1829-322X , greenmap@yandex.ru , b https://orcid.org/0000-0002-5074-1099, vladim.nosenko2014@ya.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2019 Том 21 № 4 с. 6–18 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2019-21.4-6-18 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.9.011 История статьи : Поступила: 11 сентября 2019 Рецензирование: 06 октября 2019 Принята к печати: 15 ноября 2019 Доступно онлайн: 15 декабря 2019 Ключевые слова : Минимальное количество смазки Шлифование Наночастицы Соевое масло Холодный воздух Никелевый сплав Силы резания Качество и свойства поверхности Финансирование Исследование выполнено при фи- нансовой поддержке РФФИ и Адми- нистрации Волгоградской области в рамках научного проекта № 18-48- 343004 р_мол_а. АННОТАЦИЯ Введение. Достаточно значимой проблемой с точки зрения экологии является использование смазочно- охлаждающих жидкостей (СОЖ) в процессе металлообработки. В качестве альтернативы применения СОЖ в мировой практике внедряют экологически ориентированную технологию минимального смазывания ( MQL – minimum quantity lubrication ). Однако в процессе абразивной обработки, где наблюдаются высокие контактные температуры, использование технологии MQL не всегда достаточно эффективно. В связи с этим в научном сообществе было предложено, например, добавление в смазочные композиции наночастиц различных веществ или использование дополнительного охлаждения зоны резания холодным воздухом ( CAMQL – сold air with minimum quantity lubrication ). В рамках нашей статьи проводились исследования применения данных способов как отдельно, так и в синтезе с целью оценки возможности повышения эффективности технологии MQL при шлифовании жаропрочного никелевого сплава. Цель работы: определить влияние технологии подачи MQL и CAMQL на эксплуатационные показатели процесса шлифования и свойства поверхностного слоя. В качестве смазочной среды использовали растительное соевое масло, в том числе и с добавлением наночастицAl 2 O 3 . Методы исследования . Шероховатость обработанной поверхности контролировали профилографом-профилометром Mitutoyo Surftest SJ -410. Составляющие силы резания измеряли с использованием шестикомпонентного силоизмерительного комплекса Amti MC36 -1000. Элементный анализ и оценку морфологии обработанной поверхности проводили с помощью растрового электронного микроскопа Versa 3D с микрорентгеноспектральной приставкой. Контактную разность потенциалов измеряли посредством атомно-силовой микроскопии методом зонда Кельвина. Результаты и обсуждение . Установлены наилучшие условия применения технологии MQL и CAMQL : расход смазочной среды – 30 мл/ч, величина воздушного потока для технологии CAMQL – 12 м 3 /ч. Результаты измерения силы резания показали, что при использовании в качестве смазки соевого масла наиболее эффективна технология CAMQL . При добавлении 0,4 мас. %наночастицAl 2 O 3 с концентрацией в 0,4 мас. %наблюдается значительное снижение силы резания, например, составляющая P y относительно шлифования без СОЖ уменьшается на 30 %, параметр шероховатости обработанной поверхности Ra – в среднем в 1,5 раза. При использовании технологий MQL и CAMQL составляющие силы резания практически одинаковы. При использовании смазочных композиций с наночастицами имеется тенденция на более низкие значения шероховатости поверхности при шлифовании с технологией CAMQL . Исследования состояния тонкого поверхностного слоя после шлифования показали, что применение технологии CAMQL обеспечивает снижение окисления поверхности и улучшение ее свойств. При использовании составов с наночастицами Al 2 O 3 наблюдается уменьшение следов адгезионного взаимодействия на обработанной поверхности. Для цитирования: Митрофанов А.П., Носенко В.А. Исследование технологии микродозированной подачи смазочных композиций с наночастицами при шлифовании жаропрочного никелевого сплава с дополнительным воздушным охлаждением // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2019. – Т. 21, № 4. – С. 6–18. – DOI: 10.17212/1994-6309-2019-21.4-6-18. ______ *Адрес для переписки Митрофанов Артем Петрович , к.т.н., доцент Волжский политехнический институт (филиал) Волгоградского государственного технического университета, ул. Энгельса, 42а, г. Волжский, 404121, Россия Тел.: +7 (8443) 55-69-35, e-mail: greenmap@yandex.ru Введение В связи с развитием технологий и все больше- го внимания к проблемам защиты окружающей среды в последнее время появилось ряд научных работ, посвященных внедрению технологии по- дачи минимального количества смазки ( MQL ) на