ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ПРОЦЕССА НАЛИПАНИЯ ЧАСТИЦ МАТЕРИАЛА ЗАГОТОВКИ НА АБРАЗИВНЫЕ ЗЕРНА
Л.В. Худобин,А.Н. Унянин.
Ульяновский Государственный Технический Университет
Источник: Практика и перспективы развития партнерства в сфере высшей школы. Донецк- ДонНТУ, 2006. Кн. 3.
Налипание частиц материала заготовки на абразивные зерна (а.з) шлифовального круга является следствием механических, физических и химических процессов в зоне шлифования. Единая точка зрения на природу этих взаимодействий и тип образовавшихся связей между контактирующими при шлифовании объектами пока не выработана.
Рассмотрим процессы, происходящие при налипании частиц материала заготовки на а.з, на основе современных представлений о соединении материалов в аналогичных условиях, что позволит выделить доминирующие факторы.
Образование соединения материалов условно разделяют на три стадии: сближение соединяемых материалов (образование физического контакта), активация контактных поверхностей (образование активных центров) и объемное взаимодействие [1]. В пределах активных центров устанавливаются валентные связи между поверхностными атомами контактирующих объектов. Каждая стадия образования соединения протекает за определенное время, причем схватывание возникает при выполнении условия [2, 3].
где tс – длительность процесса схватывания атомов контактирующих поверхностей, с; tв – длительность взаимодействия объектов, определяемая продолжительностью существования условий, достаточных для образования соединения, с.
В первом приближении tв можно принять равной времени контакта а.з с заготовкой. Длительность схватывания tс определяется длительностью активации tа всех атомов контактной поверхности, так как системы, достигшие потенциального энергетического барьера, "мгновенно" образуют межсистемные химические связи, т.е. можно считать, что tа = tс [2].Длительность стадии объемного взаимодействия tр для большинства рассмотренных условий не превышает tв, т.е. tр < tв. Это соотношение не выполняется лишь при высокой плотности активных центров в абразивном материале, локальных температурах шлифования, равных или превышающих температуру плавления материала заготовки, и при больших длинах контакта а.з с заготовкой.
Очевидно, диффузионные процессы не играют решающей роли в образовании соединения материала заготовки с а.з при шлифовании, и оно образуется, главным образом, за счет схватывания. Факторами, оказывающими доминирующее влияние на образование подобных соединений, являются давление и температура в зоне контакта и время контакта [1 – 3].
Для активации поверхностей достаточно давления, вызывающего пластическую деформацию материала заготовки. Установлено, что на поверхностях контакта а.з со стружкой и заготовкой существуют участки, на которых давление превышает предел текучести материала обрабатываемой заготовки при любых условиях и режимах шлифования.
Определяющим фактором в процессе образования соединения металла заготовки с а.з является температура. В монографии [3] показано, что при соединении металлов с керамическими материалами, в том числе из окиси алюминия, существует "пороговое" значение температуры, равное (0,80...0,85) от температуры плавления металла, ниже которого соединение не образуется. Выше было установлено, что взаимодействие металла заготовки с а.з при шлифовании заканчивается образованием подобного соединения. Следовательно, на пороговое значение температуры можно ориентироваться при оценке вероятности засаливания шлифовальных кругов из электрокорунда, что позволит прогнозировать их режущую.
Литература