Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 22 No. 2 2020 31 EQUIPMENT. INSTRUMENTS Одним из направлений повышения эффек - тивности обработки титановых сплавов счита - ется использование шлифовальных кругов из более инертных абразивных материалов . Ин - тенсивность химического и адгезионного взаи - модействия абразивных материалов с титаном уменьшается в направлении от корунда к кар - биду кремния и сверхтвердым материалам : ку - бическому нитриду бора и алмазу [12]. Исполь - зование при шлифовании титанового сплава кругов из кубического нитрида бора (CBN) на керамической связке по сравнению , например , с кругами из карбида кремния обеспечивает по - вышение коэффициента шлифования почти на порядок , снижает силовую и тепловую напря - женность в зоне резания , вероятность появления дефектов поверхностного слоя [7, 12–16]. В результате достаточно высокой адгезион - ной активности титана к карбиду кремния при шлифовании кругом из карбида кремния возмо - жен перенос продуктов износа абразивного ин - струмента на обработанную поверхность [1, 6, 11, 17–19]. Особый интерес представляют исследования контактного взаимодействия алмаза и CBN с ме - таллами . Показано , что CBN в экстремальных условиях вступает в реакции с ниобием , молиб - деном и хромом [20]. Наиболее существенные изменения химического состава контактируе - мых поверхностей происходят в тончайших по - верхностных слоях на наноуровне . Поэтому без изучения химического состава в нанослоях кон - тактируемых поверхностей с использованием современной приборной базы невозможно полу - чить объективную картину взаимодействия ин - струментального и обрабатываемого материала в условиях трения - резания . Цель работы : исследование морфологии и химического состава поверхности титанового сплава после шлифования кругом из CBN на ке - рамической связке с использованием последних мировых достижений в области контроля каче - ства поверхности . Методика исследований Состояние рельефа и химический состав в нанослоях контактируемых поверхностей иссле - довали на растровом двухлучевом электронном микроскопе FEI Versa 3D LoVac. Микрорентге - носпектральный анализ объектов выполняли в камере микроскопа . В качестве обрабатываемого материала вы - бран титановый сплав ВТ 1-00, основным хими - ческим элементом которого является титан – око - ло 99,5 % ( см . таблицу ). Остальные химические элементы содержатся в виде примесей . Для исследования подготовлены два типа за - готовок . Размер обрабатываемой поверхности основной заготовки 100×10 мм . Для исследо - вания морфологии и химического состава шли - фованной поверхности на электронном микро - скопе использовали заготовки малого размера с обрабатываемой поверхностью 10×8 мм ( обра - зец - свидетель ). Типоразмер и характеристика шлифоваль - ного круга из кубического нитрида бора : 1 А 1 350×20×127 CBN30 B251 K V. Правку круга осуществляли алмазной иглой 3908-0031 ГОСТ 17564–85. Режимы правки : осевая подача – 200 мм / мин , радиальная подача – 0,005 мм / ход , припуск на основном образце 0,5 мм , на образ - це - свидетеле – 0,02 мм . Шлифование выполняли на прецизионном профилешлифовальном станке CHEVALIER с числовым программным управлением мод . Smart-B1224III. Для охлаждения использо - вали полусинтетическую СОЖ Лукойл Фрео MS 3050 EP. Режим обработки : скорость шли - фования – 35 м / с , скорость продольной по - дачи стола – 12 м / мин , радиальная подача – 0,01 мм / ход . Первый проход на каждом из об - разцов выполняли на встречной подаче . Состояние и химический состав обработан - ной поверхности исследовали на образцах - сви - детелях непосредственно после правки шли - фовального круга и после удаления заданного припуска с основного образца . Результаты химического анализа обрабаты - вали методами математической статистики . Химический состав титанового сплава ВТ 1-00, ГОСТ 19807 ( Россия ) Chemical composition of titanium alloy VT1-00, GOST 19807 (Russia) Ti Al C Si N Fe O H Прочие примеси Основа – 0,05 0,08 0,04 0,15 0,1 0,008 0,1