Obrabotka Metallov 2010 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (47) 2010 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ 31 чительное повышение контактной температуры может вызвать появление микротрещин и даже отслаивание фрагментов приповерхностных слоев (рис. 4), что крайне негативно сказывает- ся на эксплуатационных показателях детали, в частности, на интенсивности изнашивания, по- скольку значительно облегчается процесс отде- ления материала с поверхности трения. Следует отметить, что чрезмерное увеличе- ние времени выхаживания или затупление вер- шин зерен электрокорундовых инструментов приводило также к образованию микро- и суб- микротрещин в поверхностном слое. Снижение термического воздействия на об- рабатываемый материал (сталь 9ХС) путем тща- тельной правки круга, уменьшения глубины шлифования (до 5…6 мкм) и повышения скоро- сти перемещения заготовки (до 25…30 м/мин) способствовало достижению материалом более равновесного структурно-фазового состояния с интенсивным дроблением приповерхностных зерен на блоки размером 70…500 нм. Обобщая вышеизложенное, можно сделать следующие выводы. 1. Абразивная обработка, обеспечивая пе- риодический сверхскоростной нагрев материа- ла до высоких температур и столь же высоко- скоростное охлаждение, приводит к формиро- ванию в поверхностном слое неравновесного структурно-фазового состояния. Последнее можно регулировать в широких пределах вплоть до диспергирования приповерхностных зерен до наноструктурного состояния и с упрочнением железоуглеродистого сплава. 2. Управлять состоянием приповерхностно- го слоя без негативного влияния температурно- го фактора можно путем увеличения числа вы- хаживающих ходов круга, скорости вращения (перемещения) заготовки и расхода смазочно- охлаждающей жидкости, применения высокопо- ристых и прерывистых шлифовальных кругов, а также путем перехода на более грубые режимы правки или применения непрерывных способов правки круга. 3. Шлифование закаленной и нормализован- ной стали «острыми» кругами на тонких режи- мах или лепестковыми кругами способствует формированию более однородной и мелкоди- сперсной (вследствие дробления зерен на блоки) структуры приповерхностного слоя. Размер зе- ренных блоков зависит от условий обработки и колеблется в пределах от 50 до 1000 нм. При шлифовании «острыми» электроко- рундовыми кругами высокоуглеродистых за- каленных сталей с производительностью менее 2 см 3 /мин удается получить сильно измельчен- ную субмикроструктуру без существенных из- менений вследствие термического воздействия. 4. При шлифовании на невысоких скоростях резания или абразивной обработке крупнозер- нистыми инструментами (брусками) с откры- той структурой приповерхностные зерна зна- чительно вытягиваются вдоль вектора главного движения резания с образованием развитой де- формационной текстуры. Такая обработка ха- рактеризуется высокой анизотропией свойств поверхностного слоя, накоплением напряжений и деформаций, вызывающих дробление припо- верхностных структур и генерацию большого количества дефектов. Проведенные исследования позволят целе- направленно выбирать режимы и условия абра- зивной обработки поверхностей, повышающие долговечность деталей машин. Список литературы 1. Бишутин С.Г. Структурирование поверхност- ных слоев деталей при финишной абразивной обра- ботке/ С.Г. Бишутин. – Брянск: БГТУ, 2009. – 100 с. 2. Полянчиков Ю.Н. Анализ и оптимизация опе- рации шлифования/ Ю.Н. Полянчиков [и др.]. – М.: Машиностроение, 2003. – 270 с. 3. Янюшкин А.С. Контактные процессы при элек- троалмазном шлифовании/ А.С. Янюшкин, В.С. Шор- кин. – М.: Машиностроение-1, 2004. – 230 с. Рис. 4. Отслоение приповерхностного слоя вслед- ствие высоких контактных температур (×500)