Obrabotka Metallov 2015 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (69) 2015 19 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Титановый сплав ВТ22 относится к двух- фазным (α + β). Большое содержание в нем β - стабилизаторов: 11,8 %, что позволяет про- водить эффективную термическую обработку (закалку+старение). В таком состоянии детали ВТ22 входят в группу высокопрочных титано- вых сплавов (   â 1000 МПа), которая харак- теризуется самой низкой обрабатываемостью шлифованием [3, 5]. Причинами низкой шлифуемости заготовок из титана являются адгезионное и диффузионное взаимодействие между абразивными и обраба- тываемыми материалами, а также интенсивное засаливание рабочей поверхности абразивного инструмента. К основным направлениям повы- шения обрабатываемости титановых деталей следует отнести: применение инертных и из- носостойких абразивных зерен; использование высокопористых кругов (ВПК); создание в зоне шлифования реакционной среды, способству- ющей пассивации металла и, как следствие, уменьшению его взаимодействия с абразивным материалом [2–19]. По результатам работ установлено, что при шлифовании титановых заготовок традици- онными абразивами предпочтение следует от- дать карбидам кремния. Это связано с тем, что титан интенсивно отдает электроны атомам алюминия в корунде, вызывая адгезионный износ электрокорундовых зерен. Адгезионное взаимодействие с карбидом кремния отмечено менее интенсивным, чем с электрокорундом. Свойства титана, влияющие на его взаимодей- ствие с абразивными материалами, отражаются на их износостойкости. Так, для сплава ВТ22 износостойкость карбида кремния относитель- но корундовых материалов более двух раз [5]. Информация по выбору зерен карбидов крем- ния зеленого и черного носит частный харак- тер и требует дополнительного исследования в каждом конкретном случае. Абразивными материалами, атомы которых не принимают электроны титана и тем самым сводят адгезию к минимуму, являются кубический нитрид бора (КНБ) и алмаз. Засаливание рабочей поверхно- сти кругов вызвано низкими антифрикционны- ми свойствами титана, который имеет малую износостойкость и высокую склонность к схва- тыванию при трении. Тонкая окисная пленка легко разрушается, поскольку является более хрупкой, чем нижележащий материал, что обу- словлено диффузией водорода, кислорода и азота при температурах шлифования, начиная с 400…600 о С [5]. Качество поверхности деталей из сплава ВТ22 оцениваем по высотам шероховатостей, которые являются наиболее значимыми харак- теристиками ее топографии. Их формируют следующие первичные величины [20; 21, с. 41–46]:    5 1 , m m H h (1) где h 1 – составляющая профиля, отражающая кинематический перенос геометрических ха- рактеристик рельефа рабочей поверхности ин- струмента на заготовку (слепок); h 2 – состав- ляющая, возникающая в результате колебания круга и заготовки вследствие разновысотности и хаотического расположения зерен в связке; h 3 – составляющая, обусловленная пластиче- ской деформацией поверхности при врезании зерен в металл; h 4 – составляющая адгезионно- го взаимодействия зерен с заготовкой; h 5 – со- ставляющая их упругих деформаций в черепке круга. По мнению В.А. Носенко, доминирующей составляющей в (1) служит h 1 , а все остальные h m ,  2;5 m , являются вторичными величина- ми [3]. Установлено, что радиус режущей части зерен зависит не только от их материала, но и от глубины внедрения в металл. С увеличением глубины царапины отдельные мелкие риски сли- ваются в одну большую [22]. Наиболее слабым звеном в технологической системе процесса шлифования является абра- зивный круг. В то же время в рассмотренных публикациях акцент сделан на другие техно- логические приемы и условия шлифования, а круг дан без должного обоснования. По этой причине решено остановиться на выборе зер- нистости нитридборовых ( CBN ) ВПК и кругов Norton стандартной пористости, а также допол- нительно изучить влияние твердости ВПК CBN на шероховатость поверхности. Учитывая чув- ствительность сплава ВТ22 к концентраторам напряжений, считаем целесообразным оптими- зировать характеристики кругов по критерию шероховатости деталей с учетом наибольшей высоты профиля.