Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 4 2019 8 ТЕХНОЛОГИЯ удается разделить на два потока: с пониженной и повышенной температурой. Особенностью ра- боты вихревой трубы является регулирование соотношения температуры холодного воздуха от величины потока. В наших исследованиях вели- чина потока составляла 12 и 16 м 3 /ч при соответ- ствующей температуре воздуха –5 и 0 ºС. Выбор величины потока базировался на результатах исследований, представленных в работах [5,12]. Схематично экспериментальная установка пока- зана на рис. 1. Благодаря возможностям 3D-печати было изготовлено сопло для реализации технологии CAMQL (рис.1), в котором сопло подачи MQL располагается в центре наконечника с круглым сечением. Угол наклона сопла относительно об- рабатываемой заготовки составляет 15º. Для приготовления смазочных композиций использовали наночастицы Al 2 O 3 преимуще- ственно сферической формы с размерной харак- теристикой 120…190 нм, концентрация нано- частиц в составах составляла 0,4 и 0,8 мас. %. С целью предотвращения агломерации наноча- стиц добавляли поверхностно-активное вещество полисорбат (ТВИН 80) в количестве 0,5 мас.%. Для обеспечения равномерного распределения наночастиц по всему объему состава и высокой Рис. 1. Схема экспериментальной установки: 1 – система подачи смазки Spraymat 700 ; 2 – сопло; 3 – компрессор; 4 – вихревая труба; 5 – выход горячего воздуха; 6 – заготовка; 7 – подвод холодного воздуха; 8 – трубка подачи масла Fig. 1. Experimental setup: 1 – Spraymat 700 lubrication system; 2 – nozzle; 3 – compres- sor; 4 – vortex tube; 5 – hot air outlet; 6 – workpiece; 7 – sup- ply of cold air; 8 – oil supply pipe их дисперсности применяли ультразвуковой го- могенизатор HD 2200. Процесс гомогенизации осуществляли в течение 10 мин при установлен- ной мощности 150 Вт. В качестве обрабатываемого материала выбран жаропрочный сплав ХН45МВТЮБР (ЭП718), являющийся аналогом одного из само- го востребованного в мире никелевого сплава Inconel 718. Из таких материалов изготавливают ответственные детали авиастроения и химиче- ского машиностроения, работающие при высо- ких температурах. Обладающий прекрасными техническими характеристиками этот сплав очень тяжело обрабатывается резанием, в том числе шлифованием. Для экспериментальных исследований подготовлены образцы размером 75×35×7 мм, которые прошли термообработку по стандартной технологии, в результате чего их твердость составила 37 HRCэ. Термообработан- ные образцы закрепляли в тисках и выхаживали перед проведением опытов. В ходе исследований контролировали шеро- ховатость обработанной поверхности по пара- метру Ra , измерения проводили профилогра- фом-профилометром Mitutoyo Surftest SJ-410 не менее чем в 10 сечениях. Допускаемая основная систематическая погрешность прибора находи- лась в пределах 3 %. Составляющие силы резания измеряли с ис- пользованием шестикомпонентного силоизме- рительного комплекса Amti MC36-1000 , аналого- во-цифрового преобразователя L-CARD E14-140 и ноутбука со специальным программным обе- спечением Powergraph . Перевод электрического сигнала в ньютоны осуществляется посредством тарировочных коэффициентов. Исследования морфологии поверхности об- работанных образцов проведены с применением двухлучевого электронного растрового микро- скопа Versa 3D LoVac при ускоряющем напряже- нии U = 20 кВ. С целью оценки изменений в при- поверхностном слое формировали поперечный срез ионным травлением. С использованием интегрированной системы микрорентгеноспек- трального энергодисперсионного анализа EDAX Apollo X определяли элементный состав поверх- ностного слоя с высокой степенью локализации. Измерение контактной разности потенци- алов (КРП) осуществляли на атомно-силовом микроскопе « Solver PRO » (производства NT–