Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 98 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП 3…5 МПа. Экспериментальные образцы – ролики d = 65 мм, шириной 20 мм, изготовленные из стали 45 ГОСТ 1050-88. В качестве наполнителя технологической жидко- сти использовался порошок оксида алюминия Al 2 O 3 дисперсностью 40…60 мкм. Концентрация частиц 2 % масс. При использовании в качестве наполните- ля пятиводного сульфата меди CuSO 4 ⋅ 5H 2 O с кон- центрацией 25…30 г/л в качестве технологической жидкости использовался глицерин [3]. Обработанная поверхность исследовалась мето- дами растровой электронной микроскопии и энер- годисперсионного анализа при помощи микроскопа Carl Zeiss EVO50 XVP. Оценка износостойкости полученных стальных образцов проводилась на машине трения СМТ–1 2070 по схеме ролик-шар. Пара трения «сталь–сталь с покрытием». Смазочная среда – индустриальное масло И-40А. Нагрузка на пару трения – 200 Н. Ко- личество оборотов ролика N = 5 ⋅ 10 3 об. Оценка из- носа проводилась при помощи аналитических весов с точностью до 0,1 мг. Результаты и обсуждение В результате анализа экспериментальных образ- цов, полученных при обкатывании с использовани- ем частиц оксида алюминия Al 2 O 3 , были получены изображения поверхности, представленные на рис. 2, а . Результаты энергодисперсионного анализа представ- лены на рис. 2, б . Наличие частиц оксида алюминия на обработанной поверхности подтверждает возможность модификации поверхности изделий при обкатывании с гидроприводом. Кроме того, при проведении экспе- риментальных исследований было вы- явлено, что дисперсность применяемых частиц при обкатывании с гидроприво- а б Рис. 2. Поверхность экспериментального образца: а – частица Al 2 O 3 ; б – энергодисперсионный анализ а б Рис. 3 . Экспериментальный образец с покрытием: а – поверхность образца; б – поперечный шлиф образца дом ограничивается величиной зазора между де- формирующим шаром и шарикодержателем – Δ d = = ( D шарикодерж. – d шара ). Так, при величине зазора Δ d между шарикодержателем и деформирующим ша- ром 0,01 мм при размере частиц Al 2 O 3 40…60 мкм происходило заклинивание шара. Замена шарико- держателя с зазором 0,02 мм позволила устранить данную проблему. Таким образом, в случае если размер частицы равен или больше величины зазора, то из-за воз- можного заклинивания деформирующего шара про- цесс поверхностно-пластического деформирования будет реализован в виде «выглаживания». Увеличе- ние зазора для снижения вероятности заклинивания приводит к большему истечению технологической жидкости из системы и требует применения более совершенной системы круговорота технологической жидкости. В связи с этим для реализации обкатыва- ния при введении микродисперсных частиц в техно- логическую жидкость необходимо выполнение усло- вия d частиц ≤ Δ d . В результате обработки экспериментальных об- разцов при введении сульфата меди в технологиче- скую жидкость на стальных образцах одновременно с упрочнением поверхности происходило формиро- вание покрытия (рис. 3), толщина которого не менее 1 мкм (рис. 3, б ).