ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ ОБРАБОТКИ НОВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ДИБОРИДА ЦИРКОНИЯ ЭЛЕКТРОАЛМАЗНЫМИ МЕТОДАМИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассмотрены проблемные вопросы, связанные с разработкой, обрабатываемостью и областью применения новых высокопрочных керамических материалов. Эти материалы обладают высокой твердостью, соизмеримой с твердостью абразивных материалов. Поэтому изготовление изделий их таких материалов по традиционным технологиям затруднительна, а в ряде случаях просто невозможна. Для решения этой проблемы нами предложена модернизация станка модели PP600F с реализацией комбинированной электроалмазной обработки высокопрочных керамических материалов алмазными кругами на металлической связке. Модернизация предусматривает разработку специальных узлов и конструкций токосъемника, катода для правки круга, схемы источника технологического тока и конструктивных решений автоматического управления током правки. На основе результатов исследования установлены рациональные режимы резания, гарантирующие качество изделий из высокопрочных композиционных материалов. Эксперименты выполнены по стандартным методикам с использованием оптической и электронной микроскопии. Поставленные задачи решены с учетом исследования удельного расхода алмазных кругов на металлической связке, сил, мощности, температуры резания, дефектов на поверхности шлифовального круга и обрабатываемого изделия. Показано решение управления режущей способностью шлифовального круга и условия их работы в режиме самозатачивания. На основе стабилизации мощности резания установлен режим самозатачивания алмазных кругов на металлической связке и режимы шлифования: vкр = 35 м/с; Sпр = 0,5…1,5 м/мин; Sпоп = 0,02…0,05 мм/дв.ход; iпр = 0,2…0,6 А/см2; iтр = 4…6 А/см2. На примере шлифования диборида циркония алмазным кругом АС6 с зернистость 125/100 на этих режимах гарантирует отсутствие микро, макротрещин, шероховатость обработанной поверхности в пределах 0,2…0,4 мкм.

Об авторах

Андрей Романович Янюшкин

Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова

Email: andreyyanyushkin@gmail.com

Дмитрий Владимирович Лобанов

Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова

Email: lobanovdv@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-4273-5107

Александр Сергеевич Янюшкин

Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова

Email: yanyushkin@brstu.ru
профессор, доктор технических наук

Владимир Владимирович Скрипняк

Национальный исследовательский Томский государственный университет

ORCID iD: 0000-0003-2238-5856

Владимир Альбертович Скрипняк

Национальный исследовательский Томский государственный университет

ORCID iD: 0000-0001-7162-3983

Список литературы

  1. Крутский Ю.Л, Гудыма Т.С., Дюкова К.Д., Кузьмин Р.И., Крутская Т.М. Дибориды некоторых переходных металлов: Свойства, область применения и методы получения, Ч. 2. Дибориды хрома и циркония (обзор) // Известия вузов. Черная металлургия. 2021. Т. 64. № 6. С. 395–412.
  2. Bakshi S. D., Basu B., Mishra S. K. Microstructure and mechanical properties of sinter-HIPed ZrO2–ZrB2 composites // Composites. 2006. Part A 37. P. 2128–2135.
  3. Microstructure and mechanical properties of ZrB2–Nb composite / X. Sun.,W. Han, P. Hu [et. al] // Int. Journal of Refractory Metals & Hard Materials. 2010. Vol. 28. P. 472–474.
  4. Preparation of ZrB2 based hybrid composites reinforced with SiC whiskers and SiC particles by hot-pressing /D. Chen, L. Xu, X. Zhang [et.al] // Int. Journal of Refractory Metals & Hard Materials. 2009. Vol. 27. P. 792–795.
  5. Guo S.-Q. Densification of ZrB2-based composites and their mechanical and physical properties: A review //Journal of the European Ceramic Society. 2009. Vol. 29. P. 995–1011.
  6. Степанов И.А., Скрипняк В.А., Андриец С.П и др. Исследование закономерностей уплотнения наноструктурной керамики на основе диборида циркония при горячем прессовании//Ядерная физика и инжиниринг. 2011. Т. 2. No 3. С. 1–16.
  7. Скрипняк В.А., Скрипняк Е.Г., Ваганова И.К., Янюшкин А.С., Скрипняк В.В., Лобанов Д.В. Механические свойства наноструктурной керамики на основе диборида циркония// Известия высших учебных заведений. Физика. 2012. Т. 55. No 7/2. С. 119–123.
  8. Лобанов Д.В., Янюшкин А.С., Рычков Д.А., Петров Н.П. Организация инструментального хозяйства при обработке композиционных материалов // СТИН. 2010. № 11. С. 2–4.
  9. Рычков Д.А., Скрипняк В.А., Янюшкин А.С., Лобанов Д.В. Разработка технологии подготовки режущего инструмента для обработки слоистых композиционных материалов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2014. № 2 (63). С. 6–13.
  10. Макаров В.Ф., Волковский А.А., Сабирзянов А.И. Повышение производительности и качества обработки композиционных материалов на основе выбора и рационального применения абразивного инструмент // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2020. № 9 (111). С. 40–48.
  11. Киричек А.В., Федонин О.Н., Хандожко А.В., Жирков А.А., Соловьев Д.Л., Баринов С.В. Гибридные технологии и оборудование аддитивного синтеза изделий // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2022. № 8(134). С. 31–38.
  12. Смоленцев В.П., Ненахов Н.Н., Извеков А.А., Стародубцев И.Г. Аддитивные технологии изготовления инструмента для комбинированных методов обработки // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2022. № 7(133). С. 3–8.
  13. Смоленцев В.П., Кириллов О.Н., Извеков А.А. Расширение области использования в машиностроении комбинированных наукоемких технологий // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2024. Т. 20. № 2. С. 188–192.
  14. Болдырев А.И., Усов С.В., Болдырев А.А., Мандрыкин А.В. Экспериментальные исследования технологических возможностей электрохимического формообразования // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2014. Т. 10. № 3-1. С. 120–122.
  15. Янюшкин А. С. Технология электроалмазного затачивания режущих инструментов и методы ее реализации: монография / А. С. Янюшкин. Старый Оскол: ТНТ, 2013. 336 с.
  16. Пат. 2304504 RU, МПК В24В53/00, В23Н3/00. Метод автоматического управления процессом непрерывной электрохимической правки круга и устройство для его осуществления / А. С. Янюшкин, А. А. Сурьев и др.; патентообладатель Братский гос. ун-т. 2010. Заявл. 31.01.05; опубл. 20.08.07, Бюл. 23.
  17. Лобанов Д.В., Янюшкин А.С. Технология инструментального обеспечения производства изделий из композиционных неметаллических материалов: Монография / Тонкие наукоемкие технологии. Старый Оскол. 2012. 296 с.
  18. Янюшкин А.С., Лобанов Д.В., Батаев В.А., Архипов П.В., Медведева О.И. Исследования работоспособности алмазных кругов при обработке композиционных материалов // Системы. Методы. Технологии. 2010. № 3 (7). С. 87–91.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).