ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 1 2025 8 ТЕХНОЛОГИЯ 2) теоретически и экспериментально подтвердить эффективность применения в качестве модификатора трения к масляным СОТС присадок из наноглинистых минералов и их влияние на повышение трибологических свойств; 3) на основе современных положений теории резания произвести анализ влияния присадок из наноглинистых минералов, присутствующих в масляных СОТС в качестве модификатора трения, на составляющие силы резания и шероховатость обработанной поверхности. Методика исследований При лезвийной обработке труднообрабатываемых материалов, а также нержавеющих сталей с использованием различных по составу СОТС от подаваемой в зону резания технологической среды обычно требуют как смазывающего, так и охлаждающего действия. Однако, как правило, повышение смазывающего эффекта неуклонно ведет к ухудшению охлаждающего действия таких СОТС. Это обстоятельство побуждает к поиску альтернативных решений, в результате которых полученные СОТС будут обладать высокими как смазывающими, так и охлаждающими свойствами. На основании вышеизложенного появилась необходимость проведения экспериментальных исследований, направленных на разработку модифицированных масляных СОТС с применением ПНМ в качестве основного модифицирующего элемента, с целью уменьшения затрат энергии в процессе резания, повышения качества обработанной детали и ресурса инструмента. Использование ПНМ имеет ряд преимуществ. Например, они являются природными ископаемыми и находятся в недрах земли в большом количестве, имея при этом минимальную стоимость. Одним из видов наноглинистых минералов является бентонит, в основе которого лежит монтмориллонит (нанодисперсный силикат в виде листовой структуры). По своим физико-химическим свойствам указанные материалы имеют положительные особенности, такие как возможность гидрорасклинивания структурных пакетных слоев при гидрировании, что обеспечивает гидросмазку между слоями, способствуя увеличению трибологической эффективности таких СОТС. Описанное явление отличает трибологические свойства монтмориллонита относительно модификаторов трения, названных выше. При гидрировании данной присадки, по сравнению с вышеописанными модификаторами трения, за счет расклинивающего действия поверхностно сорбированной воды трение между пакетами минерала переходит из сухого в жидкостное либо граничное трение. Гидрированные частицы минерала при попадании в контактную зону инструмента и заготовки вместе с масляными СОТС выполняют функцию «наноразмерных подшипников скольжения» [16, 17], которые позволяют снизить вероятность возникновения адгезионного износа инструмента. Температура, достигнутая в контактной зоне инструмента и заготовки, действует на содержащиеся в масляных СОТС поверхностно сорбированные водой пакеты ПНМ, приводя, в свою очередь, к испарению влаги и обеспечивая эндотермический эффект. Одной из особенностей наноглинистых минералов является то, что в процессе испарения выделенные пары остаются в системе, а при снижении температуры выделенный пар конденсируется, возвращаясь обратно в структуру. В процессе резания труднообрабатываемых материалов, к которым в том числе относятся и нержавеющие стали, усовершенствование трибологических характеристик СОТС особенно актуально, поскольку при обработке таких материалов доступ СОТС в контактную зону затруднен. Рассмотрим случай, когда применяется стандартное СОТС без присадок, препятствующих адгезионному схватыванию при обработке труднообрабатываемых материалов. Вследствие высоких удельных нагрузок, присутствующих в процессе резания и действующих на контактные поверхности инструмента, происходит вытеснение СОТС и дальнейшее схватывание стружки с инструментальной основой. Таким образом, возникают условия для адгезионного схватывания между передней поверхностью режущего инструмента и стружкой (рис. 1, а). Во втором случае масляных СОТС с присадкой графита или дисульфида молибдена, попадая в контактную зону в процессе резания (рис. 1, б), будет противодействовать схватыванию стружки с режущим инструментом, тем самым улучшая
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1