Obrabotka Metallov 2011 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (53) 2011 32 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ активных АЗ в материале в исходном состоя- нии n 0 и после испытания на трение и изнаши- вание n э . Относительное изменение количества АЗ в связке при трении и изнашивании опреде- лялось по формуле С = [( n 0 – n э )/ n 0 ]100 %, что, по нашему мнению, характеризует стабиль- ность количества активных АЗ в связке. Более подробное описание и проверка достоверно- сти данной формулы и ранее разработанного метода расчета количества активных абразив- ных зерен в связке приведено в работе [8]. Ре- зультаты подсчетов количества активных абра- зивных зерен исследованных композиционных материалов приведены в табл. 1 и 2. Обсуждение результатов Создание полимерабразивных материалов как на основе ПТФЭ, так и СВМПЭ сопряжено с получением грубогетерогенного, дефектного материала при введении достаточно крупных, прочных, абразивных и химически инертных частиц в полимеры, каждый из которых обла- дает низкой адгезией вообще и посредственны- ми капиллярными свойствами по отношению к алмазу. Как правило, в процессе обработки за счет слабого крепления абразивных зерен в по- лимере значительная часть их выкрашивается из матрицы-основы, в результате чего снижается работоспособность инструмента и увеличивает- ся расход алмазов. Установлено, что наличие активных зерен (АЗ) на поверхности инструмента на основе ПТФЭ существенно зависит от зернистости природно- го алмаза. Так, изменение в процессе шлифова- ния концентрации активных зерен размерностью 80/63 мкм не происходит; тогда как их количество для зернистостей 125/100 и 50/40 мкм значитель- но ниже исходного (табл. 1). Инструменты на основе СВМПЭ независи- мо от концентрации алмазных шлифпорошков в полимере проявляют заметную стабильность АЗ на своей рабочей поверхности (табл. 2). Стабиль- ность АЗ в материалах на основе СВМПЭ значи- тельно выше, чем на поверхности инструмента на основе ПТФЭ, о чем свидетельствуют значения стабильности (см. табл. 2): –34 %, –23 % и –17 %. Знак минус показывает увеличение концентрации активных зерен, например, в табл. 1 количество зерен для зернистостей 125/100 и 50/40 мкм зна- чительно ниже исходного на 50 и 25 % соответ- ственно. Таким образом, при равных значениях показателей работоспособности в материалах на основе СВМПЭ можно снизить концентрацию ценного наполнителя, а значит, экономить алмаз- ное сырье. Показано, что особенность шлифования ин- струментами на основе ПТФЭ и СВМПЭ опреде- ляется суммарным воздействием алмазных зерен и полимеров на обрабатываемый материал. Уста- новлено, что в зависимости от состава алмазосо- держащей композиции происходит либо потеря работоспособности в результате массовой зашли- фовки и выпадения алмазных частиц, либо про- изводительное шлифование с эффектом самозата- чивания (рис. 1, а, б, в ) соответственно. Так, установлено, что материалами, частично потерявшими в результате описанных процессов свое функциональное назначение, являются ком- позиты с ППА 50/40 мкм и ППА 125/100 мкм на основе ПТФЭ (рис. 1, а, б ). Работа инструментов с порошками природ- ных алмазов зернистостью 125/100 мкм на осно- ве СВМПЭ и 80/63 мкм на основе ПТФЭ в ре- жиме самозатачивания происходит в результате Т а б л и ц а 1 Концентрация АЗ (мм –3 ) технических шлифпорошков природных алмазов в ПТФЭ Характеристики Зернистость порошков природных алмазов, мкм 125/100 мкм 80/63 мкм 50/40 мкм n 0 115±12 700±70 2400±240 n э 60±6 700±70 1800±180 С , % 50±5 0 25±2.5 Т а б л и ц а 2 Концентрация АЗ (мм –3 ) технических шлифпорошков природных алмазов в СВМПЭ Характеристики Концентрация природных алмазов (зернистость 125/100 мкм) в связующем, % мас. 20 % мас. 30 % мас. 40 % мас. n 0 91±9 113±11 156±15.5 n э 122±12 139±14 182±18 С , % –34 % –23 % –17 %