Введение к работе
f
Актуальность темы. Создание научно - обоснованных технологий получения и механической обработки порошковых магнитных материалов (ПММ) с высоким качеством поверхности, внедрение современных технологических процессов в производство является актуальной научно - производственной проблемой.
ПММ находят всё более широкое применение в электромашиностроении, приборостроении, электронной и вычислительной технике и устройствах магнитной записи, относятся к категории труднообрабатываемых материалов. Их поверхности подвергают обработке шлифованием, доводке, сопровождающейся образованием трещин, сколов, выкрашиванием кромок, прижогами, что обуславливает большой процент брака, значительный разброс электромагнитных свойств. Пористость ПММ снижает прочность и ухудшает их обрабатываемость.
Несмотря на достижения в области разработки, исследования и применения водорастворимых технологических смазочных средств (ВТСС) вопросы повышения качества поверхности ПММ при алмазно - абразивной обработке с их использованием изучены недостаточно. Повысить качество поверхности ПММ при использовании ВТСС возможно при формировании в зоне обработки абразивный инструмент - обрабатываемое изделие диссипативных структур из смазочной среды при иерархии структурных уровней пластической деформации.
При алмазно - абразивной обработке ПММ могут быть реализованы идеи поверхностной инженерии, разработкой и использованием нового ВТСС РВ - ЗУМ, содержащего фрактальные кластеры, при адсорбции которых на обрабатываемых поверхностях ПММ, зёрнах, связке абразивного инструмента образуются диссииативные структуры, снижающие силовые параметры обработки, улучшающие качество обрабатываемой поверхности, уменьшающие адгезионное взаимодействие системы абразивный инструмент - обрабатываемое изделие и износ инструмента. Такие работы актуальны и требуют технической проработки.
Основанием для выполнения настоящей работы являются: государственная научно - техническая программа 'Технолоп«огашшШ7И--прот-водство будущего" по разделу "Порошковие/їСкодаїозиционпьіемагериаЧ
."'> і t;-
лы"; межвузовская научно - техническая программа "Перспективные материалы" (тема 95/17 ф); тема НИР секции прикладных проблем при Президиуме РАН: "Уговор - ВШ. Исследования по созданию экологически чистых, биологически стойких самосмазывающихся материалов, создающих в зоне трибосопряжений диссипативные саморегулирующиеся системы, работоспособные в экстремальных условиях эксплуатации", выполняемой согласно решения Госкомиссии РФ № 58 от 24. 04. 1991 г.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является улучшение качества поверхности ПММ при алмазно - абразивной обработке с использованием нового ВТСС РВ - ЗУМ.
Для достижения поставленной цели необходимо:
проведение анализа литературных и патентных источников по алмазно - абразивной обработке ПММ с использованием ВТСС с целью обоснования возможности улучшения качества поверхности при применении нового ВТСС РВ —ЗУМ, содержащего фрактальные кластеры;
проведение теоретических и экспериментальных исследований формирования диссипативных структур, генерируемых из смазочной среды в зоне контакта абразивный инструмент - обрабатываемый ПММ с использованием нового ВТСС РВ - ЗУМ и их влияние на процесс алмазно -абразивной обработки;
разработка методик комплексной оценки эффективности ВТСС при алмазно - абразивной обработке с исследованиями обработанной поверхности, поверхности абразивного инструмента методами рентгеновского микроанализа, металлографического, рештеноструктурного анализа, а ВТСС - методом дифференциального термического анализа;
обработка результатов экспериментов методом маїемаїической статистики, оценка влияния блочных эффектов на алмазно - абразивную обработку одинакового состава ПММ, шлифовальных кругов, но из различных партий изготовления при применении ВТСС различных составов с использованием греко - латинского квадрата и ранжирования выбранных для исследования ВТСС по их эффективности;
оценка эффективности нового ВТСС РВ - ЗУМ по разработанным методикам при алмазно — абразивной обпаботке Лрппита бапия, сплавов систем Fe - Сг - Со - Si, Nd - Fe - В;
разработка технологии производства и применения ВТСС РВ -ЗУМ при алмазно - абразивной обработке, определение физико - химических свойств ВТСС РВ - ЗУМ;
разработка рекомендаций по промышленному использованию РВ - ЗУМ и оценка технико - экономической эффективности его применения.
Научная новизна работы:
высказана и экспериментально подтверждена гипотеза о том, что использование ВТСС РВ - ЗУМ, содержащего фрактальные кластеры, при алмазно - абразивной обработке обеспечивают образование самоорганизующихся диссипативных структур в зоне контакта абразивный инструмент - ПММ, локализующих деформации и адгезионные взаимодействия на микро - и мезоуровнях, обеспечивающих улучшение качества поверхностного слоя ПММ;
выявлено влияние пор ПММ и абразивного инструмента на процессы их заполнения ВТСС и образования диссипативных структур в зоне контакта абразивный инструмент - ПММ;
выполнены теоретические и экспериментальные исследования образования фрактальных кластеров и формирования диссипативных структур в зоне алмазно абразивной обработки, которые могут быть использованы для разработки новых ВТСС;
разработаны методики комплексной оценки эффективности ВТСС при алмазно - абразивной обработке с исследованиями обработанной поверхности ПММ, поверхности абразивного инструмента и ВТСС современными методами исследования.
Практическая ценность:
- разработана научно - обоснованная технология получеігая ВТСС
РВ - ЗУМ, содержащего фрактальные кластеры, для алмазно - абразивної!
обработки ПММ;
использование нового ВТСС РВ - ЗУМ при абразивно - алмазной обработке позволяет улучшить качество поверхности обрабатываемых ПММ;
разработанные методики с использованием современных методов
ПММ;
разработана установка, технология получения и применения ВТСС РВ - ЗУМ.
Реализация результатов работы.
Технологический процесс шлифования ПММ с использованием ВТСС РВ - ЗУМ рекомендован для внедрения в серийное производство ОАО "Магнит" (г. Новочеркасск).
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
метод формирования на контактирующих поверхностях абразивный инструмент - обрабатываемый ПММ при использовании ВТСС РВ -ЗУМ самоорганизующихся диссипативных структур, улучшающих качество поверхности ПММ;
совокупность теоретических и экспериментальных данных по алмазно - абразивной обработке ПММ с использованием нового ВТСС РВ - ЗУМ, содержащего фрактальные кластеры.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры "Материаловедение и технология материалов" и кафедры "Технология машиностроения" ЮРГТУ (НПИ), научно - технической конференции "Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы" (Шлифабразив - 97) (г. Волжский, 1997 г.); V - й Международной научно - технической конференции "Динамика технологических систем" (г. Ростов - на - Дону, 1997 г.); 2-й международной научно -технической конференции "Новые технологии управления движением технических объектов" (г. Новочеркасск, 1999 г.). По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Структура її объём работы. Работа состоит из введения, 5-й глав, общих выводов, списка литературных источников из 140 наименований. Содержит 132 страницы машинописного текста, 30 рисунков и 32 таблицы.