ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оценка основных свойств смазочно-охлаждающих материалов и методы их исследования из "Смазочные материалы для обработки металлов резанием" При выборе смазочных материалов для обработки металлов резанием определяющую роль играет не стоимость этих материалов, а их способность обеспечивать резание с заданной скоростью и точностью, сообщать максимальную долговечность инструменту и снижать расход энергии. Применение в этих процессах эффективных СОЖ, содержащих значительные концентрации активных компонентов, несмотря на их высокую стоимость, позволяет существенно снизить производственные затраты. Экономия средств особенно ощутима при обработке высокопрочных сталей и сплавов. Для правильного выбора смазочного материала необходимо учитывать следующие факторы вид станочных операций скоростной режим резания структурно-механические и химические свойства обрабатываемого материала и инструмента свойства смазочного материала условия охлаждения и способ подвода смазочного материала в зону резания. Рассмотрим в общем виде значение некоторых из этих факторов. [c.100] По возрастанию трудности обработки и потребности в улучшении смазывающих свойств СОЖ операции можно примерно расположить в следующем порядке шлифование, зенкерование, строгание, точение, сверление, растачивание, фрезерование, развертывание, зубонарезание, резьбонарезанйе, протягивание. В зависимости от многих факторов, влияющих на эффективность смазочного материала при резании, этот порядок может измениться. [c.101] Для обработки различных материалов концентрация активных компонентов в СОЖ должна быть различной. Так, при обработке обычных углеродистых сталей в технологическую жидкость рекомендуется вводить серы 0,5—0,8 вес.%, при обработке высоколегированных и вязких сталей — до 3 вес.%. а хлора 1 вес.%. Однако эти рекомендации приводятся для конкретных случаев обработки, и их нельзя механически переносить в практику других предприятий. [c.103] Пока что нет теоретически обоснованных рекомендаций по выбору оптимального состава смазок для обработки металлов, учитывающих параметры резания, вид операций, марки обрабатываемого материала и режущего инструмента. Работы в этой области только начинают систематизироваться. Тем не менее такие рекомендации будут созданы. Для этого необходимо учитывать принципиальную общность всех видов смазочных материалов, особенности смазочно-охлаждающих сред для резания, а также опыт разработки и применения антифрикционных масел и смазок. [c.103] Влияние химических свойств обрабатываемого материала, инструмента и активных компонентов смазки. Как было показано в гл. 3, облегчение процесса резания, достижение необходимого качества и нужных параметров обработки поверхности, увеличение стойкости инструмента определяется, в первую очередь, характером и силой взаимодействия между активными компонентами смазки и контактирующи-мися металлами, с одной стороны, и материалами детали и инструмента, с другой. При выборе активного компонента смазки и его концентрации прежде всего следует учитывать химическую активность по отношению к нему обрабатываемого материала и металла инструмента. Чем менее химически активен металл, тем с меньшей скоростью будут протекать реакции на его поверхности в зоне трения. [c.103] Велико влияние химического состава металлов на характер взаимодействия их с жидкой внешней средой. Так, стали, содержащие до 0,4 вес.% углерода, активно взаимодействуют с растворами некоторых солей неорганических кислот, образуя поверхностные смазочные пленки. Именно поэтому при обработке таких сталей успешно применяются электролитные СОЖ. При обработке сталей с большим содержанием углерода следует применять эмульсионные и масляные СОЖ, содержащие активирующие присадки и обладающие лучшими смазывающими свойствами. Аналогичное влияние (но в иных концентрациях) оказывают на эффективность действия СОЖ 51 и Мп в стали. Повышению химической стойкости стали, за счет образования на ее поверхности высокопрочных окисных пленок, способствуют хром, никель и титан. При обработке сталей, содержащих эти легирующие компоненты, используют химически активные СОЖ, стимулирующие образование пластичных смазочных пленок [76, 163]. [c.104] Влияние структурно-механических характеристик обрабатываемого материала. Трудность обработки металла и его износ (см. стр. 16) определяются структурно-механическими свойствами металла. В общем случае средняя скорость резания в зависимости от обрабатываемого металла снижается в следующем порядке магниевые сплавы алюминиевые сплавы цинковые сплавы медные сплавы конструкционные углеродистые стали чугуны конструкционные легированные стали инструментальные стали нержавеющие и жаропрочные стали титановые сплавы жаропрочные сплавы [164]. [c.106] Считается, что по мере перехода от железа армко, в структуре которого содержится 100 вес.% феррита, к углеродистым сталям, содержащим до 100 вес.% мелкодисперсного перлита (сталь У8), эффективность электролитных СОЖ снижается, а эффективность масляных эмульсий возрастает. Для сталей, содержащих в структуре примерно по 50% феррита и перлита, лучше всего применять СОЖ, сочетающие свойства электролитов и ПАВ [163]. [c.106] Предлагается 1163] различать. четыре типичных случая процесса резания в присутствии СОЖ. [c.106] Поскольку фактическая площадь контакта стружки с рабочей гранью инструмента тем больше, чем выше вязкость обрабатываемого материала, при резании высокопрочных и высоковязких. материалов доступ жидкости в зону трения сильно затрудняется. В этих условиях рекомендуется применять СОЖ с высоким содержанием активных компонентов. Менее приемлемо снижение скорости резания. [c.107] Основные показатели и их определение. Смазочные материалы испытывают для установления области их применения и степени эффективности в данных условиях резания. Качественное различие между смазками сравнительно легко определяется при резании в производственных условиях. Труднее выявить количественные различия. Для этого необходим значительный объем испытаний, выполняемых по единой методике при строгом соблюдении постоянства режимов резания, а также идентичности обрабатываемых материалов, инструментов, способов охлаждения и других факторов. Методы производственных испытаний успешно разрабатываются и совершенствуются. Поскольку результаты таких испытаний являются функцией многих. переменных, относящихся и к смазочному материалу, и к процессу резания, проследить взаимосвязь между этими переменными не удается. Поэтому испытания в производственных условиях следует рассматривать лишь как заключительный этап проверки смазочных материалов. [c.108] В связи с трудоемкостью и длительностью производственных испытаний большой интерес представляют лабораторные методы ускоренной оценки, особенно полезные в процессе разработки смазок и на первом этапе их исследования. Лабораторные испытания могут дать исчерпывающие сведения о физических и химических свойствах смазочного материала, по которым можно его приближенно оценить. Виды лабораторных испытаний зависят от требований, которые предъявляют к смазочному материалу в целом и к его функциональным, эксплуатационным и санитарным свойствам. [c.108] Довольно полно разработаны методы определения различных показателей эксплуатационных свойств смазочно-охлаждающих материалов, а также санитарных свойств (токсичность, воздействие на кожный покров человека, возможность биологического разложения загрязненных ими вод). [c.109] В процессе лабораторных и стендовых испытаний обычно определяются следующие показатели функциональных и эксплуатационных свойств смазочноохлаждающих материалов. [c.109] У минеральных и синтетических масел вязкость кинематическая (ГОСТ 33—53) смазочная способность на четырехшариковой машине трения (ЧШМ) или трибометрах других типов коррозия пластинок из серого чугуна, стали 45 или 50 и меди М-1 или М-2 (ГОСТ 2917—45) температура вспышки в открытом тигле (ГОСТ 4333—48) содержание механических примесей (ГОСТ 6370—52) вспениваемость (см. стр. 110). Содержание жиров, присадок или активных компонентов (5, Р, С1) определяют по методикам, которые подбирают в зависимости от вида присадки из справочной литературы [167—170]. Кроме того, иногда определяют поверхностное натяжение и показатели, характеризующие термическую и химическую стабильность, степень очистки минеральной основы и др. при этом используют методики и спецификации для нефтепродуктов [168]. [c.109] Так же, как и у масел, у жидкостей на водной основе оценивают вспениваемость. Для этого показателя в СССР нет стандартизованных методик. Из нестандартных можно рекомендовать методику, по которой оценивают вспениваемость масел для гидравлических систем автомобиля на Горьковском автозаводе. Испытуемую жидкость при заданной температуре интенсивно перемешивают со скоростью 2400—2500 об мин в течение 15 мин. После этого с помощью секундомера фиксируют время до полного исчезновения образовавшейся пены. Чем меньше это время, тем лучше антипенные свойства жидкости. Известен также метод ASTM, D892—58Т, по которому вначале определяют объем образовавшейся пены, а затем время до ее исчезновения. Ряд методов для оценки антипенных свойств жидкостей предложен в монографиях [171—173]. [c.110] У пластичных смазок вязкость и предел прочности на пластовискозиметре (ГОСТ 9127—59) или вязкость на вискозиметре АКВ-2 (ГОСТ 7163—54) и предел прочности на пластометре К-2 (ГОСТ 7143—54), температура каплепадения (ГОСТ 6793— 53), смазочная способность, температура вспышки и некоторые уже перечисленные показатели, оцениваемые по иным стандартам коррозия металлических пластинок (ГОСТ 5757—51), коллоидная стабильность (ГОСТ 7142—54). [c.111] Я —поляризуемая ячейка Э1, Эг —пластинки-электроды Эо—вспомогательный электрод P , Рг —реле В-батарея Г1 — Г4 —тумблеры. [c.113] Этот показатель может быть определен на установке, схема которой показана на рис. 35, или на установках других типов. [c.114] О кинетике происходящих процессов обычно судят по поляризационным кривым, снятым при помощи гальваностатического или потенциостатического метода. Первый метод заключается в измерении стационарного (установивщегося за определенное заданное время) потенциала металла при пропускании через исследуемую поверхность тока строго определенной величины. Второй состоит в построении зависимости силы поляризующего тока от заданных значений потенциала. В обоих случаях получается принципиально тождественный результат. [c.115] Вернуться к основной статье