Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Композиционные материалы абразивного назначения 7
1.1. Классификация абразивных композиционных материалов 7
1.2. Классификация абразивных материалов. Алмазы как основной абразивный материал 10
1.3. Композиционный алмазосодержащий материал на основе ПТФЭ 20
1.4. Факторы, влияющие на качество инструмента из абразивных композиционных материалов 24
1.5. Цель и задачи исследования 27
Глава II. Диагностика алмазных шлифпорошков и исследование размерного распределения зерен 28
2.1. Технология изготовления и классификация алмазных порошков..29
2.2. Характеристики и назначение алмазных шлифпорошков 34
2.3. Технические требования, предъявляемые к зернистости и зерновому составу алмазных порошков 39
2.4. Метод косвенной диагностики алмазных порошков 42
2.5.. Исследование распределения зерен алмазных шлифпорошков по размерам 49
2.6. Обсуждение результатов 54
Глава III. Расчетно-экспериментальныи метод определения количества активных зерен в абразивном композиционном материале 55
3.1. Основы метода 55
3.2. Критерий для выбора геометрической модели абразивного зерна 56
3.3. Расчет' количества активных зерен в композиционном материале 59
3.4. Проверка достоверности метода 68
Глава IV. Результаты применения метода и исследование свойств композиционных материалов на полимерной основе 68
4.1. Объекты исследования и их пробоподготовка. Методы и техника эксперимента 68
4.2. Расчетно-экспериментальные результаты применения метода 71
4.2.1. Выбор геометрической модели алмазного зерна
4.2.2. Расчет количества активных зерен в КАМ 74
4.2.3. Проверка достоверности результатов 75
4.3. Исследование плотности и твердости композиционных алмазосодержащих материалов 76
4.4. Обсуждение результатов 81
Основные выводы 88
Список использованной литературы 89
Приложение
- Классификация абразивных материалов. Алмазы как основной абразивный материал
- Характеристики и назначение алмазных шлифпорошков
- Критерий для выбора геометрической модели абразивного зерна
- Расчетно-экспериментальные результаты применения метода
Введение к работе
Для обеспечения высоких значений эксплуатационных параметров абразивного инструмента необходим тщательный выбор типа полимерного связующего, вида, концентрации и зернистости абразивного материала, который определяется в зависимости от обрабатываемого материала, выполняемой операции, метода шлифования, особенностей технологии изготовления, формы и размера рабочего слоя алмазного инструмента.
Производительность работы шлифовальных инструментов во многом зависит от степени использования режущих свойств зерен. Преждевременное выпадение зерен из связки приводит к повышенному износу, а иногда и к полной потере работоспособности инструмента.
В число основных задач при разработке режущих инструментов входит необходимость повышения основных технических характеристик — износостойкости, прочности, а также улучшения эксплуатационных параметров работоспособности инструмента. Работоспособность абразивных инструментов определяется их износостойкостью, эффективностью работы, качеством обработанной поверхности и характеризуется такими основными эксплуатационными параметрами, как удельный расход абразива, производительность и шероховатость обработанной поверхности [1—5]. Производительность шлифования и качество обработки существенно зависят от стабильности режущих свойств инструмента, т.е. стабильности количества активных абразивных зерен в процессе его эксплуатации. Поэтому при разработке композиционных материалов абразивного назначения особенно важным является определение изменения количества активных зерен (A3) при трении и изнашивании. Существующие методы расчета дают возможность вычислять исходную объемную концентрацию A3 в связке, однако, не позволяют определить ее изменение в процессе работы инструмента [5—11]. Поэтому тема диссертационной работы,
посвященной решению этой проблемы, является актуальной задачей материаловедения композиционных материалов с дисперсными наполнителями.
Целью исследования является разработка и реализация расчетно-экспериментального метода определения количества активных абразивных зерен со статистически равномерным распределением их в объеме композиционного материала.
В данной работе впервые показана возможность оценки стабильности режущих свойств спеченных абразивных инструментов путем определения изменения концентрации активных абразивных зерен в процессе их эксплуатации. Установлены и объяснены закономерности и механизмы динамики концентрации активных зерен шлифпорошков синтетического и природного алмазов в полимерной матрице в зависимости от их зернистости. Зерновой состав шлифпорошков из природных алмазов впервые исследован методом косвенной диагностики, основанным на данных микроскопического анализа.
В связи с этим на защиту выносятся следующие результаты:
разработка расчетно-экспериментального метода определения количества активных зерен в композиционном материале, основанного на измерениях их размерных характеристик;
исследование закономерностей динамики концентрации A3 абразивных материалов в матрице в процессе трения и изнашивания с применением разработанного метода;
- исследование размерного распределения зерен и идентификация
зернистости и зерновых составов щлифпорошков из природных и
синтетических алмазов методом косвенной диагностики, основанным на
данных микроскопического анализа.
Разработанный в данной работе метод может найти применение при оценке изменения концентрации дисперсных наполнителей произвольной
формы со статистически равномерным распределением в объеме композиционного материала инструментального, триботехнического и конструкционного назначения (поверхности и покрытия), в частности, при оценке стабильности режущих свойств абразивных инструментов, изготовленных методом спекания.
Классификация абразивных материалов. Алмазы как основной абразивный материал
Абразивными материалами (абразивами) называются неметаллические вещества, зерна которых обладают высокой твердостью и достаточной прочностью и применяются для механической обработки поверхностей металлов, сплавов, минералов, стекла и других материалов [23].
Абразивные материалы разделяются на два класса: искусственные (синтетические) и естественные. К искусственным абразивным материалам относятся электрокорундовые абразивные материалы, электрокорунды (нормальный, белый и легированные), монокорунд; спеченные корунды (формокорунды); карбидокремневые абразивные материалы — карбид кремния зеленый и черный; карбид бора; синтетические алмазы и материалы на основе кубического нитрида бора (эльбор, гексанит, кубонит и другие марки), выделяющиеся в самостоятельную группу абразивных материалов, называемую сверхтвердыми материалами [24].
К естественным материалам относятся природные алмазы, естественный корунд, гранат, кремень, хромовый ангидрид. Широкое применение искусственных абразивных материалов связано с развитием машиностроения, так как объем добычи и качество природных материалов не всегда удовлетворяют потребностям современной техники. Решение задач дальнейшего роста эффективности производства шлифовального инструмента связано с качеством и производительностью абразивной обработки материалов. Однако все преимущества, абразивной обработки проявляются только при правильном выборе и достаточном1 ассортименте обрабатывающих материалов.
В настоящее время для производства абразивного инструмента для резки, шлифовки, полировки и точной обработки изделий из металлов, сплавов и минералов используются порошки природных и синтетических алмазов, причем преобладает применение последних [26, 27]. Основными факторами, сдерживающими использование порошков природных алмазов до настоящего времени являлась их значительно более высокая стоимость, и как следствие этого - недостаточность комплексных исследований, обосновывающих целесообразность применения для промышленного производства алмазного абразивного инструмента.
В природе алмазы встречаются в виде монокристаллов, их осколков, сростков и поликристаллических агрегатов. Природные алмазы бывают бесцветные или окрашенные в разные цвета, различной интенсивности в зависимости от примесей. По окраске, форме и характеру кристаллической структуры алмазы делятся на технические и ювелирные. К последним относятся кристаллы относительно совершенной формы, исключительной прозрачности, хорошей и равномерной окраски, без посторонних включений, трещин и других дефектов. К техническим алмазам относятся кристаллы, которые по форме, цвету и различным дефектам непригодны для изготовления бриллиантов. В настоящее время только 20% всех добываемых в мире природных алмазов используются как ювелирные и около 80% для технических целей.
В Республике Саха (Якутия) создана широкая инфраструктура, занимающаяся алмазными проблемами, на предприятиях АК "Алмазы России-Саха", ОАО "Саха-Даймонд" и др., организован выпуск порошков природных алмазов технического назначения, обладающих высоким качеством и абразивными способностями, стоимость которых близка к стоимости искусственных алмазных порошков. Технические алмазные порошки могут и должны быть использованы по своему прямому назначению - в производстве алмазных инструментов, паст, шлифовального и полировального, оборудования, в которых нуждаются гранильные предприятия не только Республики Саха (Якутия), но и Российской Федерации, ближнего и дальнего зарубежья.
В настоящее время около 75% всех технических алмазов идет на изготовление алмазных порошков путем дробления кристаллов или агрегатов с последующей классификацией их по фракциям в зависимости от размеров зерен. В качестве исходного природного сырья употребляют не только низкосортные алмазы, но и отходы, получаемые при обработке ювелирных алмазов.
Алмазный порошок представляет собой совокупность зерен алмаза в виде монокристаллов, их осколков и поликристаллов различных форм. Условно за средний размер зерна принимается полусумма сторон прямоугольника, описанного вокруг проекции зерна на предметное стекло микроскопа. Алмазные порошки в зависимости от крупности зерен подразделяют на три группы: шлифпорошки, получаемые рассеиванием на ситах, микропорошки, классифицируемые методами седиментации; субмикропорошки, получаемые с помощью центрифугирования. Шлифовальные порошки содержат зерна размером более 60 мкм, а субмикропорошки - менее 1 мкм. Зернистость шлифпорошков принято обозначать дробью: числитель соответствует размеру ячейки сита (в мкм), через которое зерна должны проходить, а знаменатель — размеру ячейки сита, на котором они задерживаются (например, 100/80, 125/100 и т.п.) [28,29].
Каждая марка алмазных порошков обладает характерными эксплуатационными свойствами, определенной формой зерен, микроструктурными и морфологическими особенностями строения и предназначена для применения в определенных видах алмазного инструмента. Кроме того, марка алмазного порошка выбирается в зависимости от требуемой эффективности и работоспособности инструмента в конкретном технологическом процессе. Отечественная промышленность выпускает шлифпорошки из природных алмазов марок А1, А2, A3, А4, А5, А8 (цифра в обозначении марки указывает на процентное содержание в порошке зерен изометричной формы).
Характеристики и назначение алмазных шлифпорошков
Борт представляет собой непрозрачные сростки мелких алмазных кристаллов неправильной формы, как правило, стального цвета с голубоватым и желтым оттенком и обычно трещиноватые. Из алмазов борт изготовляют абразивный инструмент, а также режущие, буровые и правящие инструменты.
Карбонадо и баллас представляют собой тонкозернистые поликристаллические агрегаты черного, серого и зеленоватого цвета, овальной и шаровидной формы, состоящие из мельчайших взаимопроросших кристаллов. Характерной особенностью алмазов этого типа является, как правило, радиально-лучистое строение поликристалла (кристаллики, слагающие поликристалл, располагаются веерообразно вокруг единого центра). Алмазы карбонадо имеют тонкокристаллическую и плотную структуру, чем алмазы баллас. Обе разновидности менее хрупки, чем алмазы борт, и применяются для изготовления бурового инструмента.
К буквенному обозначению шлифпорошков добавляют цифровой индекс, который выражает: - в шлифпорошках из природных алмазов - содержание зерен изометричной формы, выраженное десятками процентов; - в шлифпорошках из синтетических алмазов - среднеарифметическое значение показателей прочности на сжатие всех зернистостей определенной марки, выраженное в ньютонах; - в шлифпорошках из синтетических поликристаллических алмазов — сотую часть среднего арифметического значения показателей прочности на сжатие всех зернистостей марки, выраженную в ньютонах.
Синтетические алмазы можно получать с заранее заданными свойствами, что достигается варьированием параметров процесса синтеза. Отечественной промышленностью освоено производство нескольких марок синтетических алмазов, свойства которых регламентируются ГОСТ 9206-80.
Зерна неправильной формы, поликристаллы с шероховатой поверхностью, развитой и заданной оптимальной хрупкостью, обеспечивающей постоянное обновление режущих кромок - самозатачивание; прочно удерживается в органической связке, обеспечивая наименьший удельный расход алмазов в сравнении со всеми другими марками синтетических и природных алмазов. Шлифовальные круги и притиры на органической связке, доводочные диски и ленты на резиновой связке - для чистовых и доводочных операций при обработке твердых сплавов и других материалов, включая доводку стального инструмента.
AC4 Поликристаллы с большей, чем у АС2, прочностью и меньшей хрупкостью, с шероховатой поверхностью, обеспечивающей удержание зерен в связке. Круги на керамических и металлических связках для всех видов шлифования твердых сплавов, полупроводниковых материалов, керамики, фарфора, стекла и других труднообрабатываемых твердых материалов; хоны, шлифовальные шкурки и др.
AC6 Кристаллы и поликристаллы, большая прочность и меньшая хрупкость, чем у АС4, сочетается с хорошим удержанием в связке, это препятствует преждевременному вырыванию зерен. Шлифовальные круги на твердых металлических связках, работающие при повышенных удельных нагрузках, до обработки самых разнообразных материалов, сверла и другие инструменты на гальванической связке; хоны для обработки закаленных сталей и др.
AC15 Преимущественно отдельные ограненные кристаллы с большой прочностью и теплостойкостью и меньшей хрупкостью и удельной поверхностью, чем алмазы АС6, обладают повышенной износостойкостью и режущей способностью. Шлифовальные круги, пилы и отрезные диски на особо твердых металлических связках для обработки наиболее твердых материалов при повышенных удельных нагрухках и режимах работы.
Отрезные диски для резки рубина и природного алмаза, пилы для резки железобетона, гранита и других твердых горных пород; для изготовления бурового и правящего инструмента
Алмазные порошки должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта ГОСТ 9206 - 80 по технической документации, утвержденной государственным комитетом по стандартам [70].
Настоящий стандарт распространяется на порошки из природных и синтетических алмазов, предназначенных для изготовления алмазного инструмента и применения в закрепленном состоянии в виде паст и суспензий, и устанавливают требования к порошкам, изготовляемым для нужд народного хозяйства и экспорта. Абразивные и сверхтвердые материалы, как правило, непосредственно не могут быть использованы для изготовления абразивного и алмазного инструмента и служат полуфабрикатами для производства шлифовальных материалов. Шлифовальные материалы получают в процессе дробления, измельчения, обогащения и классификации абразивных и сверхтвердых материалов и представляют собой совокупность частиц (зерна) определенных размеров и формы в виде монокристаллов, поликристаллов или их осколков.
Алмазный порошок представляет собой совокупность зерен алмаза в виде монокристаллов, их осколков и поликристаллов различных форм. Условно за средний размер зерна принимается полусумма сторон прямоугольника, описанного вокруг проекции зерна на предметное стекло микроскопа. Алмазные порошки в зависимости от крупности зерен подразделяют на три группы: шлифпорошки, получаемые рассеиванием на ситах, микропорошки, классифицируемые методами седиментации; субмикропорошки, получаемые с помощью центрифугирования. Шлифовальные порошки содержат зерна размером более 60 мкм, а субмикропорошки - менее 1 мкм. Зернистость шлифпорошков принято обозначать дробью: числитель соответствует размеру ячейки сита (в мкм), через которое зерна должны проходить, а знаменатель - размеру ячейки сита, на котором они задерживаются (например, 100/80, 125/100 и т.п.) [74].
Каждая марка алмазных порошков обладает характерными эксплуатационными свойствами, определенной формой зерен, микроструктурными и морфологическими особенностями строения и-предназначена для применения в определенных видах алмазного инструмента. Кроме того, марка алмазного порошка выбирается в зависимости от требуемой эффективности и работоспособности инструмента в конкретном технологическом процессе. Отечественная промышленность выпускает шлифпорошки из природных алмазов марок А1, А2, A3, А4, А5, А8 (цифра в обозначении марки указывает на процентное содержание в порошке зерен изометрической формы).
Зернистость порошка должна соответствовать требованиям к производительности и чистоте обработки поверхности. С увеличением размеров зерен производительность возрастает, а с их уменьшением улучшается качество обработанной поверхности. Таким образом, выбор зернистости в значительной мере предопределяет производительность процессов абразивной обработки и качество обрабатываемых поверхностей.
Критерий для выбора геометрической модели абразивного зерна
Режущая способность шлифовальных инструментов, эффективность их применения, а также качество обработанных поверхностей во многом зависят от линейных размеров зерен [80,81]. При моделировании процессов шлифования важным является использование формы абразивных зерен в качестве базовой модели.
В научной литературе имеются различные взгляды на выбор таких моделей. В рабоїе [82] наиболее вероятной представляется форма зерна в виде конуса с закругленной вершиной, а также шара, в работах [83,84] — в виде эллипсоида вращения. Авторы исследования [85] описывают профиль зерна кривыми второго порядка. В работе [86,87] рассматривается форма алмазного зерна в виде цилиндра и куба. С учетом этих различий нами проведены сравнение различных моделей и регламентация их по степени приближения к экспериментальным данным.
Находящееся на плоскости зерно в ряде случаев располагается так, что размеры, видимые в плане и принимаемые за длину и ширину, меньше третьего размера, условно называемого высотой и видимого на второй проекции [88,89]. Следовательно, для выбора геометрической модели формы реального
Существуют три основных метода измерения величин частиц по двумерным сечениям образца [90]. Эти методы характеризуются измерениями либо диаметра сечений сферических частиц на шлифе [91,92], либо длины отрезков (хорд) секущей линии [93,94], либо площади, занимаемой частицами на плоском сечении [95,96].
Первый способ применим к микрочастицам сферической формы и, с некоторым приближением, к частицам, более или менее близким к сферическим, например, к равноосным зернам однофазных полиэдрических структур. Второй и третий способы универсальны и применимы к частицам любой формы. Поэтому исходными данными для расчета количества и распределения по размерам микрочастиц не только сферической, но и других форм, могут быть распределения длин случайных хорд или площадей сечений, получаемые измерениями па шлифе. Впервые распределение площадей сечений было использовано для расчета пространственного распределения В. Джонсоном [97], но разработанный им метод является скорее полуколичественным и применим только к микрочастицам равноосной формы и к однофазным структурам. Общее соотношение между величиной частиц, полученной путем измерений на двумерном сечениях, и их истинным размером было дано Фулменом [98]. Более детально связь между плоским и пространственным распределениями изучил Шайль [93,97].
Салтыковым С.А. был разработан более удобный и строго количественный метод подсчета количества частиц в объеме сплава [87], который взят за основу в данной работе.
При разработке метода исходили из положения, что микрочастицы системы могут быть выпуклыми телами любой геометрической формы, одинаковой для всех микрочастиц системы. Частицы различаются только размерами. Микрочастицы распределены в объеме статистически равномерно, а их ориентация в пространстве беспорядочна (случайна).
Поскольку форма всех микрочастиц системы одинакова, для оценки величины частиц достаточен один линейный параметр, в качестве которого принята средняя высота микрочастицы (тела) Н. Она равна среднему расстоянию между двумя параллельными плоскостями, ограничивающими микрочастицу с противоположных сторон при равномерном изменении ориентации микрочастицы в пространстве. Формулы, определяющие Н некоторых выпуклых геометрически правильных тел, аналитически разработаны в работах [99-101]. В таблице 3.1. приведены формулы для вычисления значения средней высоты геометрических тел различной формы Н, их объема V, поверхностной площади S и отношения S/V.
Для сферической частицы величина Н равна, очевидно, ее диаметру, для кубической частицы—длине полутора ребер куба, и т. п. В тех случаях, когда аналитическое вычисление средней высоты тела невыполнимо, она может быть определена экспериментально по модели тела данной формы.
Расчетно-экспериментальные результаты применения метода
В настоящей работе установлены такие линейные размеры зерен алмазных порошков как длина, ширина и высота. Размеры зерен определялись по двум проекциям с помощью растрового электронного микроскопа РЭМ XL-20 (Philips) в режиме вторичных электронов. Линейные размеры оценивали по трем взаимно перпендикулярным направлениям.
При визуальном рассмотрении зерен шлифпорошков алмаза установлено, что зерна шлифпорошка из синтетических алмазов имеют округлую форму, а зерна из природных алмазов имеют, в основном пластинчатую и игольчатую формы, встречаются кристаллы с четкой огранкой и с острыми ребрами.
Зерна пшифопорошков из синтетических (а) и природных алмазов (б) зернистости 80/63 Всего было изучено по 250-300 зерен каждой разновидности исследованных алмазных шлифпорошков. Находящееся на плоскости зерно в ряде случаев располагается так, что размеры, видимые в плане и принимаемые за длину и ширину, меньше третьего размера, условно называемого высотой и видимого на второй проекции. Следовательно, для выбора геометрической модели формі)і реального алмазного зерна необходимо наиболее точно определить линейные размеры зерна по объемным измерениям в двух проекциях. РЭМ - фотографии сделанные по двум проекциям исследуемых зерен алмазных шлифиорошков приведены на рис. 4.3, значения D для различных геометрических моделей зерен в таблице 4.1.
Вычисление количества частиц к — ой размерной группы Nk проводилось по формуле, полученной с использованием вероятностного распределения Fi для кубических частиц [67]: Nk=U Нк (2,433 пк- 0,971 пы - 0,270 щ_2 - 0,097 пк.3 - 0,044 пы - 0,029 пк_ 5 -0,019 пк.б - 0,012 пк_7 - 0,007 пк.8 - 0,007 пк.9) (4.1) где Нк = 1, 5 h - так называемая средняя высота куба, если h — ребро куба (/г определялась как полусумма сторон прямоугольника, описанного вокруг проекции случайного сечения зерна). Количество активных A3 в композиционном материале, равное N (K— количество размерных групп), вычислялось на основании измерений площадей случайных сечений 100-150 зерен. Концентрации активных A3 в материале в исходном состоянии щ и после испытания на трение и изнашивание щ приведены в табл. 4.2. Относительное изменение количества A3 в связке при трении и изнашивании С = {щ- nj по) х 100% характеризует стабильность количества активных A3 в связке.
Проверка достоверности результатов проводилась путем сравнения щ и значения концентрации A3 в исходном состоянии, определенной исходя из показателей зернового состава шлифорошка «исх. Определение зернистости и показателей зернового состава шлифпорошков проводилась с применением компьютерного диагностического сита (КДС) - косвенной диагностики шлифпорошков, основанной на данных микроскопического анализа [11], описанной в разд. 2.4.
Эффективность конкретной связки характеризуется двумя основными свойствами - прочностью удержания зёрен алмаза и её износостойкостью [1,2]. Согласно современным представлениям прочность закрепления частиц в полимерном связующем определяется уровнем взаимодействия сил физико-механической и адгезионной природы между матрицей и зерном абразивного материала, или наличием между ними химической связи. Прочность закрепления частиц алмаза в полимерном связующем обеспечивается высокими физико-механическими свойствами матрицы, дисперсностью и концентрацией алмазного порошка, силами адгезии в системе связующее - алмаз, степенью уплотнения, плотностью и твердостью получаемого композиционного алмазосодержащего материала (КAM).
В соответствии с работой [1], для полимерных матриц, работа сил адгезии органическая матрица-алмаз составляет 500 мДж/м". Такое значение адгезии обуславливает низкую прочность контакта, так как взаимодействие между алмазным зерном и полимерным связующим осуществляется преимущественно за счет механического защемления или "охвата" связующим зерна.
Так как ПТФЭ - полимер, обладающий низкой адгезионной активностью по отношению к алмазу, связь между ним и алмазными зернами в КАМ будет осуществляться за счёт сил физико-механического характера, поэтому разрушение материала, вероятнее всего, будет происходить по границе раздела.
Для усиления сцепления полимера с алмазным зерном, необходимо, чтобы ПТФЭ "охватывал" и максимально плотно прилегал к каждому абразивному зерну. По-видимому, косвенной характеристикой сил межмолекулярного и адгезионного взаимодействия в системе ПТФЭ-ППА, монолитности и однородности материала является наиболее высокое значение плотности. Кроме того, круги высокой плотности превосходят обычные алмазные круги по всем параметрам работоспособности при обработке металлов в 10 и более раз [104].
Поэтому при разработке КАМ на основе ПТФЭ в первую очередь было исследовано влияние зернистости и концентрации порошков природных алмазов на плотность и твердость получаемых композиций.
Очевидно, что КАМ, обладающие более высокой плотностью, имеют наиболее однородную структуру (плотная упаковка абразивного наполнителя в полимере и отсутствие пустот между зернами и связующим их материалом), что должно обеспечивать стабильность свойств и работоспособность алмазоносного слоя инструмента в процессе его эксплуатации.
Одним из критериев, определяющих износостойкость алмазоносного слоя круга, является твёрдость связки и КАМ на её основе. При этом, повышение значения твердости КАМ будет способствовать, в конечном итоге, уменьшению интенсивности износа абразивного слоя инструмента в процессе его эксплуатации [106J. Анализ измерений твёрдости, по Бринеллю, алмазонаполненных полимерных материалов в зависимости от зернистости применяемого алмазного порошка, показал, что при введении в связующее ППА различной зернистости значение твердости всех полученных материалов в рассматриваемом диапазоне зернистостеи выше, чем чистого ПТФЭ. Для КАМ, содержащего алмазный порошок 80/63 мкм оно на 33-35% больше, чем для КАМ с порошком ППА 63/50 мкм и на 8-13% выше, чем для КАМ с ППА 125/100 мкм и в два раза превышает значение твердости чистого ПТФЭ (табл. 4.3).
На основании полученных результатов можно сделать вывод, что плотность и твёрдость КАМ на основе ПТФЭ и ППА зависят от зернистости и концентрации ППА. КАМ на основе ПТФЭ и ППА зернистостью 80/63 мкм имеют более однородную структуру с равномерно распределенными зернами алмазного порошка в связующем и, вероятно, будут более равномерно изнашиваться при меньших значениях износа. Применение ППА зернистостью 80/63 мкм с концентрацией 40 мас.% в композите на основе ПТФЭ обеспечивает максимальные значения исследуемых параметров в рассматриваемом диапазоне зернистостеи и концентраций.
На основании результатов исследований влияния состава композитов на физические характеристики КАМ установлено, что:
- физико-механические характеристики КАМ (плотность и твердость) зависят от содержания ППА в ПТФЭ и его зернистости. Наивысшие показатели плотности и твердости в исследованном диапазоне зернистостеи и концентраций достигаются при использовании ППА зернистостью 80/63 мкм при его содержании в КАМ 40 мас.%.
